МГГУ им. М.А. Шолохова

68.

В данном режиме оба p-n перехода прибора смещены в обратном направлении (оба закрыты). Режим отсечки транзистора получается тогда, когда эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключены к внешним источникам в обратном направлении. В этом случае через оба р-n-перехода протекают очень малые обратные токи эмиттера (IЭБО) И коллектора (IКБО). Ток базы равен сумме этих токов и в зависимости от типа транзистора находится в пределах от единиц микроампер — мкА (у кремниевых транзисторов) до единиц миллиампер — мА (у германиевых транзисторов). Напряжение, при котором транзистор работает в режиме отсечки-напряжение отсечки.

Барьерный режим: В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмиттерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор. В таком включении транзистор представляет из себя своеобразный диод, включенный последовательно с токозадающим резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, нечувствительностью к параметрам транзисторов.

Режим насыщения: Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты). Если эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключить к внешним источникам в прямом направлении, транзистор будет находиться в режиме насыщения. Диффузионное электрическое поле эмиттерного и коллекторного переходов будет частично ослабляться электрическим полем, создаваемым внешними источниками UЭБ и UКБ. В результате уменьшится потенциальный барьер, ограничивавший диффузию основных носителей заряда, и начнется проникновение (инжекция) дырок из эмиттера и коллектора в базу, то есть через эмиттер и коллектор транзистора потекут токи, называемые токами насыщения эмиттера (IЭ.нас) и коллектора (IК.нас).

Инверсный активный режим: Эмиттерный переход имеет обратное включение, а коллекторный переход — прямое.

Режим отсечки: В данном режиме оба p-n перехода прибора смещены в обратном направлении (оба закрыты). Режим отсечки транзистора получается тогда, когда эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключены к внешним источникам в обратном направлении. В этом случае через оба р-n-перехода протекают очень малые обратные токи эмиттера (IЭБО) И коллектора (IКБО). Ток базы равен сумме этих токов и в зависимости от типа транзистора находится в пределах от единиц микроампер — мкА (у кремниевых транзисторов) до единиц миллиампер — мА (у германиевых транзисторов).

65.1-отсечки, 2-насыщения,3-активный.

69. , где - коэффициент передачи по току при схеме с ОЭ; - начальный или сквозной ток коллектора.

или I_к, U_кэ, хз

70. Одну из них изготавливают так, чтобы она обеспечивала эффективную инжекцию носителей в базу. Эта область обычно легирована значительно сильнее, чем база, и называется эмиттером (Э). Другая область должна наилучшим образом осуществлять экстракцию (отсос) носителей из базы и называется коллектором (К). Для уменьшения вероятности рекомбинации базовую область делают слабо легированной

71. Смещается вверх

72. Система h-параметров используется как комбинированная система из двух предыдущих, причем из соображений удобства измерения параметров биполярного транзистора выбирается режим короткого замыкания на выходе (U₂ = 0) и режим холостого хода на входе (I₁ = 0). Поэтому для системы h-параметров в качестве входных параметров задаются ток I₁ и напряжение U₂, а в качестве выходных параметров рассчитываются ток I₂ и напряжение U₁, при этом система, описывающая связь входных I₁, U₂ и выходных I₂, U₁ параметров, выглядит следующим образом:

Наиболее употребительна система h–параметров, связывающая малые приращения (дифференциалы) напряжения на входе транзистора dU₁ и выходного тока dI₂c малым приращением входного тока dI₁ и выходного напряжения dU₂ транзистора.

73. Если на коллектор подать отрицательное напряжение , то коллекторный переход окажется под обратным напряжением, ток базы будет составлять лишь малую часть тока эмиттера.

74. , или I_б, U_бэ, хз

75. Усилитель с общей базой.

• Среди всех трех конфигураций обладает наименьшим входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой коэффициент усиления по напряжению. Фаза сигнала не инвертируется.
• Коэффициент усиления по току: I_вых/I_вх=I_к/I_э=α [α<1]
• Входное сопротивление R_вх=U_вх/I_вх=U_бэ/I_э.

Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.

Ответ-нет.

76.

77. Для увеличения количества носителей тока, которые могут пройти через переход.

78. дырки

79.

80. Изменение напряжений на коллекторном и эмиттерном переходах сопровождается изменением толщины этих переходов. В результате изменяется толщина базы. Такое явление называют модуляцией толщины базы. Его особенно надо учитывать при повышении напряжения коллектор-база, т.к. тогда толщина коллекторного перехода возрастает, а толщина базы уменьшается.

81. В биполярных транзисторах, которые называют просто транзисторами, перенос электрического тока в кристалле полупроводника и усиление сигнала обусловлены движением носителей заряда обеих полярностей – электронов и дырок, поэтому он называется «биполярным».

82. Наличие коллекторного перехода, включенного в обратном направлении, приводит к появлению неуправляемого тока - перехода, он возникает за счет дрейфа неосновных носителей (электронов).

83.

84.

85. Коллекторный.

86. Коллекторный переход располагается почти полностью в области базы и расширяется при увеличении напряжения на коллекторе в область базы. С ростом lк ширина базы уменьшается.

87. - выходная проводимость при схеме включения с ОЭ.

88. Эмиттера.

89. На 3-ем участке наблюдается лавинный пробой коллекторного перехода, который может перейти в тепловой. Напряжение не должно превосходить допустимое значение, указанное в справочниках.

90. Наличие коллекторного перехода, включенного в обратном направлении, приводит к появлению неуправляемого тока - перехода, он возникает за счет дрейфа неосновных носителей (электронов).

91. при напряжение на коллекторном переходе равно , коллекторный переход открыт и инжектирует дырки в базу. Потоки дырок через коллекторный переход (от эмиттера в коллектор и от коллектора в базу) взаимно уравновешиваются, и ток .

92. , или I_б, U_бэ, хз

93. Коллекторный.

94. Принцип действия транзистора заключается в управлении проводимостью канала, за счет изменения его проводящего сечения.

95.

96.

97. В МДП со встроенным каналом канал существует всегда, в индуцированном-только при определенном напряжении.

98. В обратном.

99. электрод, через который в канал поступают носители заряда, называется истоком (обозначается И). Электрод, через который выходят из полупроводника носители заряда, называется стоком (С). Электрод, на который подается управляющий сигнал, называется затвором (З).

100. канала.

101. МДП с ИЗ

102. с управляющим переходом:

Выходная (а) и управляющая (b) характеристики полевого транзистора с управляющим - переходом

со встроенным каналом:

с индуцированным каналом:

103.

104. Проблемой УПТ является наличие медленного изменения выходного напряжения при отсутствии изменений на входе — так называемый дрейф нуля. Для уменьшения дрейфа нуля используют дифференциальные каскады, в которых минимизация дрейфа на выходе достигается тщательным симметрированием обоих плеч каскада.

В УПТ с преобразованием по частоте основное усиление производится на переменном токе. Для этого на входе усилителя (У) ставится модулятор (М), модулирующий колебания несущей частоты входным медленно меняющимся напряжением U_вх, подлежащим усилению. На выходе демодулятор (ДМ) выделяет усиленный полезный сигнал. Усиление сигналов переменного тока решает проблему дрейфа.

105.

Обратные связи подразделяются:

- на общие и местные: общие охватывают все звенья усилителя; местные - только часть звеньев;

- на внешние и внутренние: внешние создаются за счет внешней цепи обратной связи, а внутренние - за счет внутренних свойств усилительных элементов (например, коэффициент внутренней обратной связи биполярного транзистора );

- на паразитные и специально введенные: паразитные существуют помимо воли разработчика, задачей последнего является обнаружение и уменьшение их влияния; специально введенные вводятся разработчиком для придания усилителю желаемых свойств;

По способу снятия обратные связи подразделяются:

- на обратную связь по напряжению (рисунок 5.2), когда напряжение обратной связи пропорционально выходному напряжению ,

-на обратную связь по току (рисунок 5.3), когда напряжение обратной связи пропорционально выходному току .

Рис.2. Структурная схема с ОС по напряжению

Рисунок 5.3 - Структурная схема с ОС по току

По способу введения обратные связи подразделяются:

-на обратную связь последовательную (рисунок 5.4), когда напряжение обратной связи включается последовательно с входным сигналом, т.е. напряжение на входе усилителя равно сумме ;

- на обратную связь параллельную (рисунок 5.5), когда напряжение обратной связи вводится параллельно входному сигналу, т.е. ток на входе равен сумме токов .

Рисунок 5.4 - Структурная схема усилителя с последовательной ОС

Рисунок 5.5 - Структурная схема усилителя с параллельной ОС

По виду обратные связи подразделяются:

- на положительную обратную связь ( ПОС), когда введение обратной связи приводит к увеличению коэффициента усиления;

- на отрицательную обратную связь (ООС), когда введение обратной связи приводит к уменьшению коэффициента усиления.

Обратная связь в зависимости от вида, способа снятия и способа введения влияет на основные параметры усилителя: коэффициенты усиления, входное и выходное сопротивления, полосу пропускания.

106. Влияние обратной связи на входное сопротивление

Входное сопротивление усилителя с обратной связью зависит от вида обратной связи (ООС или ПОС) и от способа введения. Поскольку в усилителях применяется в основном ООС, будем рассматривать ее влияние, для ПОС в конечной формуле необходимо поменять знак перед на противоположный.

входное сопротивление усилителя при последовательной ООС увеличивается. Это явление легко объяснить – под действием последовательной ООС напряжение уменьшается на величину напряжения обратной связи , что приводит к снижению входного тока и увеличению входного сопротивления.

при параллельной ООС входная проводимость увеличивается.

Влияние обратной связи на выходное сопротивление усилителя

Выходное сопротивление усилителя с обратной связью зависит от вида ОС и от способа снятия. Поскольку в усилителях применяется, в основном, ООС, будем рассматривать ее влияние, а для ПОС в конечной формуле необходимо поменять знак перед на противоположный.

. введение ООС по напряжению приводит к уменьшению выходного сопротивления. Это объясняется тем, что при ООС по напряжению выходное напряжение стабилизируется, т.е. поддерживается на определенном уровне при изменении сопротивления нагрузки в широких пределах, усилитель становится почти идеальным источником напряжения

введение ООС по току приводит к увеличению выходного сопротивления. Это объясняется тем, что при ООС по току выходной ток стабилизируется, т.е. поддерживается на определенном уровне при изменении сопротивления нагрузки в широких пределах, усилитель становится почти идеальным источником тока ().

107.

- бесконечно большой дифференциальный коэффициент усиления по напряжению (у реальных ОУ от 1 тыс. до 100 млн.);

- нулевое напряжение смещения нуля , т.е. при равенстве входных напряжений выходное напряжение равно нулю (у реальных ОУ , приведенное ко входу, находится в пределах от 5 мкВ до 50 мВ);

- нулевые входные токи (у реальных ОУ от сотых долей пА до единиц мкА);

- нулевое выходное сопротивление (у реальных маломощных ОУ от десятков Ом до единиц кОм);

- коэффициент усиления синфазного сигнала равен нулю;

- мгновенный отклик на изменение входных сигналов (у реальных ОУ время установления выходного напряжения от единиц наносекунд до сотен микросекунд).

Операционный усилитель, предназначенный для универсального применения, из соображений устойчивости должен иметь такую же частотную характеристику, что и фильтр нижних частот первого порядка (инерционное звено); причем это требование должно удовлетворяться, по крайней мере, вплоть до частоты единичного усиления . На рис. 10 представлена типичная логарифмическая амплитудно-частотная характеристика (ЛАЧХ) скомпенсированного операционного усилителя

Рис. 10. Типичная ЛАЧХ операционного усилителя.

Дифференциальный коэффициент усиления такого усилителя выражается формулой:

где - дифференциальный коэффициент усиления ОУ на постоянном

токе.

Выше частоты , соответствующей границе полосы пропускания на уровне 3dB, модуль коэффициента усиления обратно пропорционален частоте. При , единицей в подкоренном выражении можно пренебречь, таким образом, в этом диапазоне частот выполняется соотношение

.

Как следует из последнего выражения, частота равна произведению коэффициента усиления на ширину полосы пропускания.

108.

Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика УПТ

Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика

инвертирующего усилителя с ёмкостной связью

109. инвертирующий-

неинвертирующий-

110.

111. Получение устойчивых колебаний возможно при выполнении двух условий генерации.

1. Обратная связь должна быть положительной, т.е.

,

где - фазовый сдвиг в усилителе,

- фазовый сдвиг в цепи обратной связи.

это условие называется балансом фаз.

2. Глубина обратной связи, должна быть достаточной для возбуждения генератора и его стабильной работы

.

Это условие называется балансом амплитуд.

112. Приборы, которые измеряют переменные сигналы, имеют некоторую максимальную частоту, выше которой точность измерения начинает ухудшаться. Эта частота определяет полосу пропускания прибора и обычно определяется, как частота, на которой амплитуда сигнала уменьшается на ЗдБ. Необходимая вам полоса пропускания определяется тем, какие сигналы вы собираетесь измерять и с какой точностью вы хотите получать результаты.

113. Сумматор инвертирующий

Сумматор неинвертирующий

114. Если напряжение, кроме постоянной, имеет переменную составляющую помехи, то срабатывание компаратора происходит многократно в точках 1, 2, 3. Это явление называется «дребезгом» по аналогии с дребезгом электромеханических контактов.

Для устранения перечисленных выше недостатков в компаратор вводят положительную обратную связь, которая позволяет существенно уменьшить зону нечувствительности, уменьшить время переключения и освободиться от влияния помех. Компаратор с положительной обратной связью называется триггером Шмидта.

115. Мультивибратор - это генератор прямоугольных импульсов. Мультивибратор преобразует постоянное напряжение источника питания в импульсное напряжение прямоугольной формы заданного периода следования, скважности и амплитуды.

Современный мир:

Дата добавления: 2015-05-06