Электроника. Курс лекций - часть 2

 

  Главная      Учебники - Разные     Электроника. Курс лекций

 

поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 



 

 

содержание      ..      1      2      3      ..

 

 

Электроника. Курс лекций - часть 2

 

 

t

U

вх

t

U

8 В

12 В

U

вх

U

вых

н

R

б

R

н

R

вх

U

U

ст

I

ст

U

I

ст

ст

ст

ст

ст

ΔI

ΔU

I

U

r

Uвх

R

н

Д

t

5

t

2

t

1

t

3

t

4

t

U

вх

t

U

Д

t

U

д

I

0

U

ст

 = 8 В

При U

вх

 < U

ст

 стабилитрон закрыт.

Условия,   чтобы   стабилитрон   не
выходил из режима стабилизации:

1. Условие снизу:

U

вх. min

 > U

ст

 + R

б

 (I

ст. min

 + U

ст

 / R

н

)

2. Условие сверху: 

(U

вх. max

 - U

ст

 ) / R

б

 < I

ст. max

 + U

ст

 /R

н

Передаточная характеристика схемы - зависимость U

вых

 = f (U

вх

):

Импульсные диоды

Ме
та

лл

п/п

0

U

I

U

I

U

I

I

II

III

0

r

ΔI

ΔU

R

д. обр

 << R

н

I

д

  U

вх

 / R

н

До t

1

 - процесс установления прямого сопротивления диода.

t

1

  t

2

 - период установления прямого сопротивления.

t

3

  t

4

 - период разряда диффузионной емкости.

С  t

4

  -   происходит   заряд   барьерной   емкости,   рекомбинация   оставшихся   неосновных

носителей в p, n областях.

 t

уст

 , t

вост 

- тем лучше диод.

Это   делается   посредством   уменьшения   площади   поперечного   сечения   диода,

следовательно, уменьшения проводимости p - n перехода.

Импульсные диоды работают с малыми токами.

Диоды Шотки

Диод Шотки - диод на основе контакта металл - полупроводник.
Условное обозначение:

Отсутствует диффузионная емкость, есть только барьерная.
Следовательно, t

восст

 0 (оно обуславливается диффузионной

емкостью).

 0.20.3 В - высота потенциального барьера.

Тоннельные диоды

Условное обозначение:

На уровне энергетических зон есть туннельный эффект.

Характеристика с участком (II) отричательного
дифференциального R.

Обозначения диодов

А

1

 А

2

 D X

1  

X

2  

X

3  

A

3

A - буква
Х - цифра
D - цифра или буква

А

1

  {Г, К, А, И} - определяет материал, из которого сделан диод (германий, кремний,

соединения на основе калия, индия).

А

2  

 {Д, С, И}:

Д - выпрямительные и импульсные диоды
С - стабилитроны
И - туннельные диоды

Когда  А

2

 = Д, то:

1- выпрямительный диод с постоянным или средним значением прямого тока не 

более 0,3 А

2- выпрямительный диод с постоянным или средним значением прямого тока  

более 0,3 А

4 -  импульсный диод с t

восст. 

> 50 мс.

5 -  импульсный диод с t

восст. 

= 150  500 мс

6 -  импульсный диод с t

восст.

 = 30  150 мс.

7 -  импульсный диод с t

восст.

 = 5  30 мс.

8 -  импульсный диод с t

восст.

 = 1  5 мс.

9 -  импульсный диод с t

восст.

 < 1 мс.

Цифры X

1  , 

X

2  , 

X

3 

 - порядковый номер разработки технологического типа прибора. 

Может стоять буква А

3

 - классификация по параметрам приборов, изготовленных по 

единой технологии.
Не используются буквы: О,Ч,Ъ,Ь,Ы.

Транзисторы

Транзистор  -   электропреобразовательный   полупроводниковый прибор с   p  -  n
переходами, пригодный для усиления мощности, преобразования, генерирования и
переключения электрических сигналов.

Транзисторы

Биполярные

Одноперехоные

Полевые

Трехпереходные

Двухпереходные

 С  n - базой

 С  р - базой

 Бездрейфовые

 Дрейфовые

(диффузионные)

 р - n - р

   n - р - n

 С  затвором в виде

р - n перехода

 С  изолированным

затвором (МОП, НОП)

 Со встроенным

каналом

 р - канал

 n - канал

 С индуцирован-

ным каналом

1

I

Э

I

Б

p

E

p

n

+

Переход смещен
в прямом
направлении

Б

Э

К

I

Э

 = I

Б

E

2

I

К0

p

p

n

Переход смещен
в обратном
направлении

Б

Э

К

I

Б

 = I

К0

E

Э

E

К

1

2

I

Э

I

Б

p

p

n

+

Б

Э

К

I

Э

 = I

Б

I

К0

К

Э

Б

p - n - p:

К

Э

Б

n - p - n:

Биполярные транзисторы

Биполярные   транзистор   -  полупроводниковый   прибор   с   двумя   или   более
взаимодействующими р - n переходами и с двумя или более выводами, усилительные
свойства   которого   обусловлены   явлениями   инжекции   и   экстракции   не   основных
носителей зарядов.
Условное обозначение:

Б

К

Э

I

вх

I

вых

U

вх

U

вых

T

Э

Б

К

I

Э

=I

вх

U

ЭБ

(U

вх

)

U

КБ

(U

вых

)

I

К

=I

вых

Для   эффекта   транзистора   ширина   должна   быть   меньше   длины   свободного   пробега
носителей. 
Е

Э

 - снижает высоту потенциального барьера перехода 1 (эмиттерного).

Под действием диффузии дырки смещаются к базе, часть их добегает и до коллектора.
Е

К

 - создает электрическое поле в переходе 2.

Это  поле   подхватывает  дырки,   переносит   их  в  область  коллектора.   Ток   коллектора
возрастает.

I

К

 = I

К0

 +  I

Э 

 , 

где    -   доля   носителей,   перешедших   эмиттерный   переход   и   достигших
коллекторного перехода ( < 1). Нужно стремиться, чтобы    1,   0,99. 

Введение   носителей   в   область,   где   они   являются   не   основными   при   пониженной
высоте потенциального барьера называется инжекцией или эмиссией
Коллектор собирает эти носители: 

S

К

 > S

Э

(если наоборот, то  < 0,99 )

По I закону Кирхгофа имеем:

I

Э

 = I

К

 + I

Б

I

К

 = I

К0

 +  I

Э

I

Б

 = I

Э

 - I

К

Схема включения биполярного транзистора:

Существует 3 схемы включения транзистора:
1. с общей базой
2. с общим эмиттером
3. с общим коллектором (только при работе транзистора с переменным сигналом)

Схема включения с общей базой

I

Э

 

=

 

I

Э

' + I

Э

''

I

Э

'

 

=

 

f (U

ЭБ

)

I

Э

'

'

 

=

 

f

 

(

U

U

КБ1

U

КБ2

U

ЭБ

I

Э

|U

КБ2

| > |U

КБ1

|

I

К0

U

КБ

I

К

Реальные
характеристи
ки

I

Б

=I

вх

U

ЭБ

(U

вх

)

U

КЭ

(U

вых

)

I

К

=I

вых

К

Э

Б

I

К

 =  I

Э

 + I

К0

I

Э

 = I

Б

 + I

К

ВАХ:

const

U

Э

ЭБ

КБ

 

)

f(I

U

Если |U

КБ

| , то I

Э

"  и наоборот.

const

I

КБ

К

ВХ

 

)

f(U

I

Наклон реальных характеристик обусловлен явлением "модуляция базы".

Если |U

КБ

| , то l

 кол. пер.

   l

Б

    .

(l

 кол. пер. 

- ширина коллекторного перехода, l

Б

 - ширина базы)

|U

КБ

|   I

К

 

Схема включения с общим эмиттером

I

Б

 = I

Б

' + I

Б

''

Нужно найти:

I

К

 = f (I

Б

)

α

1

I

I

α

1

α

I

К0

Б

К

 

(1)

α

1

α

β

- коэффициент передачи по переменному сигналу.

Если  < 1, но   1, то  >> 1.
Схема с общей базой никогда не усиливает переменный ток.
Схема с общим эмиттером усиливает ток:

I

Б

  I

К

1

β

ΔI

ΔI

Б

К



Обозначим:

( + 1)I

К0

 = I

КЭ0

 - сквозной ток в схеме с общим эмиттером.

U

КЭ2

U

КЭ1

U

ЭБ

I

Б

|U

КЭ2

| > |U

КЭ1

|

I

КЭ0

U

КЭ

I

К

Реальные
характеристи
ки

I

Б3

I

Б2

I

Б1

I

Б0

U

БЭ

U

БЭ

I

Б

I

Б

Таким образом, выражение (1) преобразуется к виду:

КЭ0

Б

К

I

βI

I

B - статический коэффициент передачи тока базы в ток коллектора:

К

КЭ0

К

Б

К

βI

I

I

I

I

B

ВАХ:

const

U

Б

ЭБ

КЭ

 

)

f(I

U

const

I

КБ

К

ВХ

 

)

f(U

I

Наклон реальных характеристик более крутой, т.к. модуляция оказывает влияние не на

 , а на .

U

КЭ

      

β

)

α

(1

α

Параметры p - n переходов

Сопротивление эмиттерного перехода:

Э

Э

ЭП

Э

I

26

I

U

r

Имеет место диффузионная емкость, т.к. эмиттерный переход
смещен в прямом направлении.

U

КП

U

КЭ

I

К

I

К

I

Э

1

t

I

Э

t

I

К

t

д

Б

К

Э

Рабочий диапазон

частот транзистора

2

α

0

2

β

0

I

Э

0

Сопротивление

 

коллекторного

перехода:

К

КП

К

I

U

r

Имеет   место   барьерная   емкость,   т.к.
коллекторный   переход   смещен   в
обратном направлении.

Зависимость параметров транзистора от режимов работы

Имеет место 3 составляющих:
-

Температура окружающей среды

-

Частота сигнала

-

Величины постоянных составляющих токов и напряжений

При   изменении   температуры   выходные   характеристики   двигаются   вверх-вниз   (чем
больше температура, тем выше выходные хар-ки), входные вправо-влево.

 = f ()

Рассмотрим процесс движения носителей в транзисторе:

Выводы:

1.

Сдвиг по фазе между входным и

выходным   напряжением   с
ростом частоты растет

2. С

 

ростом

 

частоты

коэффициент  уменьшается.

2

α

0

ω

ω

1

α

α(ω)



 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..      1      2      3      ..