Iк (Uк) 2 страница

Условное обозначение: V t

Канал р –типа: С Uзи= Uобр

р Ic Iз = (10^-8 – 10^-12 )А =0

поэтому Ic= Iи

З р Iu

И

V t

Канал n –типа: n С

p

n

И

Входной характеристики Iз (Uзи) – нет!, т.к. у Uзи = Uобрт и Iз=Iобр=0.

Выходные характеристики (стоковые):

Iс

Uзи =0

Uзи=-1В

Uзи Uзи = -2В

Uзи=-3В

-3 -2 -1 Uси

Переходные характеристики Iс (Uзи)

Параметры полевого транзистора c pn –переходом:

Ku= ∆Uси / ∆Uзи

Rвх = Uзи / Iз (=0) = ∞

Rвых = Uси / Iс

Область применения:

1.Если биполярный транзистор, имеющий маленькое Rвх, то его применяют для усиления сигналов от источников с маленьким внутренним сопротивлением, то полевой транзистор с Rвх =∞ применяют в усилителях сигнала от источников с большим внутренним сопротивлением.

2.В интегральных схемах, т.к. P=Iз * Uзи ≈(0,1 – 0,2)Вт.

3.В качестве источников питания, в электронных часах.

Полевые транзисторы с приповерхностным затвором:

(2-ух типов):

1.С встроенным каналом;

2.С индуцированным каналом.

МДП со встроенным каналом, в которых до подачи U на затвор канал между стоком и истоком существует:

УГО:

З с n –каналом. (с p наоборот)

VT

n p n

П

Структурная схема:

И - З + - С+

Iс канал

n n

p

П- подложка (тело прибора)PN-типа

При подаче + потенциала на затвор, заряды из канала отталкиваются в глубь подложки. Число свободных электронов в канале растёт,если растёт Iс – режим называется- режим обогащения.

При подаче Iс (-) отталкиваются электроны – режим обеднения.

Принцип действия основан на изменении проводимости канала, при изменении потенциала на затворе.

Основные характеристики: выходные (стоковые):

Iс

Uзи =2В

Uзи=1В

Uзи Uзи =0

Uзи<-1В

Uзи<-2В

-2 -1 +1 +2 Uси

МДП транзистор с индуцированным каналом – это такой полевой транзистор, в котором до подачи напряжения на затвор, канал между стоком и истоком отсутствует:

УГО:

З с р –каналом. (с n наоборот)

р n р

И П С

Структурная схема:

И - З + С+

Iс

n n

p

П- подложка (тело прибора)PN-типа

При подачи на затвор потенциала, в схеме с индуцированным каналом, канал между стоком и истоком не существует.

При подачи некоторого порогового напряжения достаточного для создания такого количества электронов, в приповерхностном слое, чтобы образовался канал между стоком и истоком, через прибор от стока к истоку начинает протекать Iс, такой канал называется индуцированным, а потенциал затвора пороговым.

Т.к. I через канал протекает только после его индицирования, то прибор потребляет меньшую мощность, чем все остальные транзисторы, и поэтому в настоящее время интегральная электроника строится на полевых транзисторах с индуцированным каналом.

Условные обозначения:

КП103А:

К- кремниевый;

П – полевой транзистор;

1,5,6,7 – полупроводниковый прибор интегральной схемы;

03 – серия;

Л – усилитель.

Интегральные микросхемы:

- это полупроводниковый прибор, имеющий много pn- переходов и электродов, и представляющий собой единое функционально устройство (например, усилитель, стабилизатор).

Классификация:

1.По технологии изготовления:

-П.П. И.С.(полупроводниковые интегральные схемы);

-Плёночные;

-Гибридные.

П.П. И.С.(полупроводниковые интегральные схемы) – представляют собой pn- переходы, созданные в толще кристалла, образующие резисторы, конденсаторы, малые ёмкости, диоды и транзисторы, электронные связи в виде п.п. отсутствуют, поэтому П.П.И.С. обладают вот такими достоинства:

1.Из-за отсутствия пайки, повышается надёжность, уменьшается объём и снижается стоимость.

Главный недостаток:

Невозможность создать в толще п.п. индуктивности и трансформаторы, т.к. до настоящего времени не обнаружено в твёрдых телах физических явлений эквивалентных электромагнитной индукции, поэтому индукторы и трансформаторы являются навесными элементами, которые припаивают извне.

(1,5,6,7).

Плёночные – представляют собой выполненные на изоляционном материале напыления в виде плёнки.

(2,4,8)

R

L и т.д.

Достоинство: малые габариты по толщине, возможность получения индуктивностей.

Недостаток: невозможность создания элементов больших номинальных значений.

Гибридные - соединён плёночной, на которую напаяны навесные элементы.(3)

R

L и т.д.

Область применения:

1.Отработка точных номинальных значений, элементов схемы в процессе её разработки или создания, в этом случае навесные элементы установки регулируемы.

2. При необходимости включения в схему элементов с большими номинальными значениями, которые невозможно получить ни в интегральной, ни в плёночной.

2. По виду обрабатываемого сигнала:

- Аналоговые;

-Цифровые.

Аналоговые – обрабатывают сигналы, которые изменяются по непрерывной функции

(ОУ - операционный усилитель).

Цифровые – обрабатывают сигналы, которые предоставлены в двоичном или другом цифровом коде..

3.По количеству заключенных в интегральной схеме элементов (по степени интеграции):

К=lg N (N- число элементов, входящих в ИС).

К	Название ИС	Цифровые	Аналоговые
к	-----------------	0-10	------------
	МИС	11-100	1-30
	СИС	101-1000	31-100
	БИС	1001-10000	101-300
	СБИС	Более 10000	Более 300

К – округляют до более наивысшего целого числа.

Анализ таблицы показывает, что ЦИС обеспечивает большую степень министруктуризации, однако, П.П.И.С., особенно построенные на биполярных транзисторах (n-p-n)- типа, обеспечивают более высокую производительность, в И.С применяются, как правило, полевые транзисторы и индуцированным каналом.

Условные обозначения:

КР134ЛА2:

К- обозначение широкого распространения;

Р - обозначение типа корпуса: Р-пластик,Е-металл, К- стекло-керамика.

1 – технология изготовления интегральной схемы.

34 – номер серии И.С.

ЛА - функциональное назначение И.С.

2 –номер разработки в серии.

Полупроводниковые аналоговые устройства:

Источники 2-ого электропитания: на первичные и вторичные.

Первичные – преобразуют неэлектрические виды энергии в электрическую. (генераторы);

Вторичные – преобразуют электрическую энергию с одними параметрами в электрическую энергию с другими величинами, частотами,другой стабильности.

При переходе к питанию электронных устройств необходимо получить:

1.Необходимый уровень, питающего: Uпит(5-12)В;

2.Необходимую частоту: f=0, U=const, высокочастотную до f= (10 -20)кГц.

3.Обеспечить требуемое рассогласование.

Типовая схема источника 2-ого электропитания:

≈U=220/380В R

Трансформатор В Ф СТ Iн

f=50Гц

1 2 3 4

Назначение каждого элемента:

1.Трансформатор напряжения, понижающий, обеспечивает согласованное по уровню, величине напряжение; на выходе сигнал так же переменный синусоидальный по амплитуде, но той же частоты.

2.Выпрямитель – преобразует переменное синусоидальное напряжение в постоянное пульсирующее по величине. (функциональность зависит от схемы выпрямителя).

3.Фильтр- сглаживает пульсации выпрямителя, характеризует коэффициент сглаживания пульсации. Фильтр предназначен для стабилизации мгновенного значения выпрямителя.

4.Стабилизатор напряжения- для стабилизации среднего значения выпрямленного напряжения, которое зависит от:

1.От колебания напряжения источника питания.

2.От колебания тока на нагрузки, под действием окружающей среды.

Габариты трансформатора и сглаживания среды на низких частотах большие, для устранения недостатка используют структурную схему источника 2-ого электропитания:

Конвертер

≈U=220/380В

В1 Ф1 И TV В2 Ф2 СТ

f=50Гц

Конвертер: входное питание напряжения, потом выпрямитель и на 1-ый сглаживающий фильтр.

В состав конвертора входит:

Инвертор, преобразовывает среднее значение выпрямленного напряжения в переменное синусоидальное заданной величины, строится на биполярных транзисторах, работающих ключевом режиме или тиристоре.

Ек

Uвых=Ек-Iк*Rк Rн

Iк

Rн=0

исх.И Т

Uвых

1

При работе в импульсном режиме: транзистор и инвертер на входе, трансформатор напряжения имеет импульсный сигнал, изменяется с функцией задаваемой инвертером.

В таком блоке питания габариты трансформатора U2 – маленькие.

Пример – в лампах.

Область применения: для питания различных электронных устройств.

Применяется, если на выходе требуется получить регулируемое напряжение по величине.

Область применение: управление приводом постоянного тока.

1.УВ- управляемый выпрямитель, выполняет регулирование входного напряжения по величине, по функции и по мгновенному значению.

2.Стабилизатор – стабилизирует среднее значение выпрямительного напряжения.

Выпрямители:

- называется полупроводниковое устройство предназначенное для преобразования переменного синусоидального тока и напряжения в пульсирующее постоянное.

Классификация:

1.По виду выходной величины:

- неуправляемый;

-управляемый.

2.По потребляемой мощности:

- 1- фазные Р<4кВт

-2 –фазные Р>4Квт.

3.По количеству выпрямительных полупроводников:

-1-полупроводниковые;

-2-полупроводниковые.

Неуправляемый однофазный одно полупериодный выпрямитель.

TV A K VD

+1 -2 +1 -2

~ Uc Rн Uн

-1 +2 -1 +2

Принцип действия выпрямителя, используя временные диаграммы работы

Uс

+

t

i При Uпр →Rвн pn=0

При Uобр→Rвн pn→∞

t

Uн

iRн Uс = 0,45 U

t

В 1-ый полупериод pn вентильный выпрямительный диод VD – открыт, через сопротивление нагрузки протекает ток и на выходном резисторе появляется Uн=iRн.

Во 2-ой полупериод pn – расширяется, i=0, Rн=0. При Uобр ток через диод =0. На выходе получаем постоянный по знаку пульсирующий по величине сигнал.

Основные параметры выпрямленного напряжения:

1.Среднее значение выпрямительного напряжения:

Т П П

Uср=1/Т ∫Um *sinωt dt= 1/Т ∫Um *sinωt dt = Umω/(1/f *ω) *(-cosωt)│= -Um/(1/f *2Пf)(-1-1)

0 0 0

=Um/П=√2 U/П=1,4/3,14U=0,45 U

2.Частота пульсаций выпрямленного напряжения:

ω_п = ω

3.Коэффициент пульсации:

Коэффициент пульсации равен отношению амплитуды низшей гармоники, расположено f в ряд Фурье поделённой постоянную составляющую ряда, которая представляет собой среднее значении выпрямленного U, дают следующий спектральный состав в виде разложения в ряд Фурье

Р=Umнизшая/Uср

Uн=1/n*Um + 1/2 Um *sinωt -2/3П Um *cosωt

1.Uср=U0=Um/П

2. ω_п -Постоянная составляющая ряда Фурье даёт среднее значение выпрямленного напряжения.

Дата добавления: 2015-06-04