otvetu

Контрольные вопросы для подготовки к экзамену.

1. Диоды оптоэлектроники. Светодиод, фотодиод. ВАХ. Схемы включения.

Светодиод - [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] устройство, излучающее некогерентный свет при пропускании через него электрического тока.

фотодиод [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], обладающий свойством односторонней [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] при воздействии на него оптического излучения. Ф. представляет собой полупроводниковый кристалл обычно с [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (р-n-переходом), снабженный 2 металлическими выводами (один от р-, другой от n-области) и вмонтированный в металлический или пластмассовый защитный корпус. Материалами, из которых выполняют Ф., служат Ge, Si, GaAs, HgCdTe и др.

Обозначение диода:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
ВАХ светодиода: ВАХ фотодиода:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Схемы включения фотодиода:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
а) фотогальванический б) фотодиодный
Различают 2 режима работы: фотодиодный, когда во внешней цепи Ф. содержится источник постоянного тока, создающий на р-n-переходе обратное смещение, и вентильный, когда такой источник отсутствует.

2. P-n переход. Диффузионный ток. Дрейфовый ток. Смещенный p-n переход. ВАХ. Пробой p-n перехода.
P-n переход:
Дырочно-электронный переход - область контакта двух полупроводников с различным типом проводимости, а также полупроводника и металла. Вблизи контакта происходит взаимная диффузия носителей зарядов, которая приводит к образованию запирающего электрического слоя. Электрическое поле этого слоя препятствует дальнейшей диффузии носителей зарядов. Если полупроводник n-типа соединен с положительным полюсом источником тока, а полупроводник p-типа - с отрицательным полюсом, то ширина запирающего слоя увеличивается и сопротивление p-n перехода возрастает. При обратном подключении источника тока ширина запирающего слоя и сопротивление p-n перехода уменьшается.
Диффузионный ток:
Кроме направленного движения заряда, вызванного действием электрического поля, возможно направленное движение из области где концентрация носителей заряда больше в область где их концентрация ниже (диффузия). Данное явление выравнивания концентрации зарядов называется диффузионным током. Движение зарядов под действием электрического поля называется дрейфом заряда. Диффузионный ток - наличие тока заряженных частиц связанного с разностью концентраций зарядов в разных частях тела.
Дрейфовый ток:
Дрейфовый ток - это когда носители внешнее поле тянет в каком-то направлении. Полный ток в среде вычисляется как сумма дрейфовой и диффузионной компоненты.
Смещенный p-n переход:
Если p-область p-n-перехода соединить с положительным выводом какого-либо источника напряжения (например, батареи), а n-область – с отрицательным выводом, то электроны и дырки смогут диффундировать через переход. В результате из p-области в направлении n-области потечет существенный ток. В таком случае говорят, что переход смещен в прямом направлении. При обратном смещении, когда описанные выше подсоединения имеют противоположную полярность, от области n-типа к области p-типа потечет лишь предельно малый обратный ток.
ВАХ p-n перехода:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
U приложенное напряжение I ток через переход Is ток насыщения Unp напряжение пробоя
Пробой p-n перехода:
При некотором обратном напряжении наблюдается резкое возрастание обратного тока. Это явление называют пробоем p-n перехода. Существуют три вида пробоя: туннельный, лавинный и тепловой. Туннельный и лавинный пробои представляют собой разновидности электрического пробоя и связаны с увеличением напряженности электрического поля в переходе. Тепловой пробой определяется перегревом перехода.

3. Выпрямительный диоды. Условное графическое обозначение. ВАХ. Типы и области преимущественного использования.

Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный точнее в пульсирующий. Диодный выпрямитель или диодный мост то есть диода соединённых между собой по мостовой схеме основной компонент блоков питания практически всех электронных устройств
Типы и области преимущественного использования:
Диодный выпрямитель применяется также в автомобильных генераторах он преобразует переменный трёхфазный ток генератора в постоянный ток бортсети автомобиля Использование диодного выпрямителя в сочетании с генератором переменного тока вместо генератора постоянного тока позволило значительно уменьшить размеры автомобильного генератора и повысить его надёжность.

УГО:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
ВАХ:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
4. Схема однополупериодного выпрямителя. Линия нагрузки.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Линия нагрузки, при U=0.

5. Полупроводниковые диоды, точечные и плоскостные. УГО. ВАХ. Рабочие частоты. Диодные схемы ограничения амплитуды импульсов.

Полупроводниковые диоды - обладает свойством односторонней проводимости и используется для выпрямления переменного тока. Работает в интервале температур от -70 град.C до +120 град.C.

У точечных диодов линейные размеры, определяющие площадь p-n перехода, такого же порядка как толщина перехода, или меньше ее. У плоскостных диодов эти размеры значительно больше толщины перехода.
Точечные диоды имеют малую емкость p-n перехода и поэтому применяются на любых частотах вплоть до СВЧ. Но они могут пропускать токи не более единиц или нескольких десятков миллиампер. Плоскостные диоды в зависимости от площади перехода обладают емкостью в десятки пикофарад и более. Поэтому их применяют на частотах не более десятков килогерц. Допустимый ток в плоскостных диодах бывает от десятков миллиампер до сотен ампер и больше.
Основой точечных и плоскостных диодов являются пластинки полупроводника, вырезанные из монокристалла, имеющего во всем своем объеме правильное кристаллическое строение. В качестве полупроводниковых веществ для точечных и плоскостных диодов применяют чаще всего германий и кремний, а в последнее время также и арсенид галлия и карбид кремния.

Рабочие частоты:
Плоскостные – 10 – 24 кГц. P – кВт.
Точечные – 100 мГц, P – мВт.

6. Диодный тиристор. УГО. ВАХ. Схема включения. Области преимущественного использования.
Тиристор - полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с четырёхслойной структурой р-n-p-n-типа, обладающий свойствами электрического вентиля и имеющий нелинейную разрывную вольт-амперную характеристику ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Тиристор способен переключаться между состояниями с высокой и низкой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].

ВАХ:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Тиристоры нашли применение в качестве вентилей в преобразователях электрической энергии, исполнительных и усилительных элементов в системах [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], ключей и элементов памяти в различных электронных устройствах и т. п., где они совместно с др. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] к середине 70-х гг. 20 в. в основном вытеснили электронные (электровакуумные) и ионные (газоразрядные и ртутные) вентили.
7. Схема мостового 2-х полупериодного выпрямителя на диодах. Форма выходного напряжения. Сглаживание пульсаций.
Схема:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Однофазный мостовой двух импульсный выпрямитель.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Форма выходного напряжения:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
8. Источники питания электронных схем. Выпрямители переменного напряжения, однополупериодные и двухполупериодные.
Источником питания электронных схем является блок питания (БП)
Классическим блоком питания является трансформаторный БП. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное. В большинстве случает выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания. Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.
Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков, защиты от КЗ, регуляторы напряжения и тока.
Схема простейшего трансформаторного БП:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Достоинства трансформаторных БП
Простота конструкции
Надёжность
Доступность элементной базы

Недостатки трансформаторных БП
Большой вес
Металлоёмкость
Низкий КПД
Импульсные БП
Структурная схема простейшего импульсного БПВ импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение используется для питания генератора, с помощью которого оно преобразуется в прямоугольные импульсы с частотой от 10 килогерц до 1 мегагерца, подаваемые на трансформатор. В таких БП может применяются малогабаритные трансформаторы это объясняется тем, что с ростом частоты питающего напряжения уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется сталь.
Одна из выходных обмоток трансформатора используется для управления генератором. В зависимости он напряжения на ней (например, при изменении тока нагрузки) изменяется частота или скважность импульсов на выходе генератора. Таким образом, с помощью этой обратной связи блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение.
Структурная схема простейшего импульсного БП:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Достоинства импульсных БП
Высокий КПД (До 8090 %);
Небольшой вес;
Невысокая общая стоимость (достигнуто только в последние десятилетия благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности);
Повышенная пиковая мощность при сравнимых габаритах;
Короткое замыкание на выходе не выводит БП из строя.
Недостатки импульсных БП
Сложность конструкции;
Высокие требования к качеству компонентов;
Работа основной части схемы без гальванической развязки от сети;
Невозможность работы без нагрузки (может наступить пробой ключевого транзистора). В современных схемах импульсных БП всегда имеется защита от выхода из строя БП по причине отсутствия нагрузки. В качестве простейшей защиты, на выходе может быть устнавлен простой шунтирующий резистор;
Импульсные блоки питания могут создавать высокочастотные помехи в сети.
Выпрямители напряжения:
Однополупериодный:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Двухполупериодный:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
9. Стабилитроны. УГО. ВАХ. Дифференциальное сопротивление.
Стабилитрон полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения в источниках питания. По сравнению с обычными диодами имеет достаточно низкое регламентированное напряжение пробоя (при обратном включении) и может поддерживать это напряжение на постоянном уровне при значительном изменении силы обратного тока. Электрический пробой перехода в данном случае является обратимым (если не наступает тепловой пробой вследствие слишком большой силы тока).
В основе работы стабилитрона лежат два механизма:
Лавинный пробой p-n перехода
Туннельный пробой p-n перехода (Эффект Зенера в англоязычной литературе)
Несмотря на схожие результаты действия, эти механизмы различны, хотя и присутствуют в любом стабилитроне совместно, но преобладает только один из них. У стабилитронов до напряжения 5,6 Вольт преобладает туннельный пробой с отрицательным температурным коэффициентом, выше 5,6 Вольт доминирующим становится лавинный пробой с положительным температурным коэффициентом. При напряжении, равном 5,6 Вольт, оба эффекта уравновешиваются, поэтому выбор такого напряжения является оптимальным решением для устройств с широким температурным диапазоном применения.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Вольт - амперная характеристика стабилитрона:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Дифференциальное сопротивление 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, которое определяется при заданном значении тока на участке пробоя как 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 (доли Ом – тысячи Ом).
10. Симисторы. УГО. ВАХ. Двухполупериодный выпрямитель на симисторе.
ВАХ:

Кривая 1 представляет собой ВАХ симистора при отсутствии тока управления, кривая 3 – при токе управления а кривая 2 – при некотором промежуточном значении тока управления. Из графика следует, что симистор будет гарантированно включен только при токе управления, равном или превышающем ток спрямления. Промежуточное значение тока управления переводит симистор во включенное состояние, только если приложенное к нему напряжение превысит некоторое значение (13 EMBED Equation.DSMT4 1415 на ВАХ 2), соответствующее этому току управления.

УГО:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
а – неуправляемый симистор.
б – симистор с управлением по аноду.
в – симистор с управлением по катоду.

Двухполупериодный выпрямитель на симисторе в устройстве регулирования мощности в нагрузке:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

11. Статические ВАХ и параметры биполярного транзистора. Эффект модуляции толщины базы. Режимы работы. Определение по ВАХ входного сопротивления транзистора, включенного по схеме с ОЭ.
Входная характеристика:

Выходная характеристика:

12. Биполярный транзистор. УГО. Принцип действия. Схемы включения.
Биполярный транзистор трёхэлектродный полупроводниковый прибор, разновидность транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n электронный тип примесной проводимости, p дырочный). Схематическое устройство транзистора показано на втором рисунке.
Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же коллектор отличается от эмиттера, главное отличие коллектора бо
·льшая площадь p-n перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.
УГО:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Принцип действия транзистора
В активном режиме работы, транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении. Для определённости рассмотрим npn транзистор, все рассуждения повторяются абсолютно аналогично для случая pnp транзистора, с заменой слова «электроны» на «дырки», и наоборот, а также с заменой всех напряжений на противоположные по знаку. В npn транзисторе электроны, основные носители тока в эмиттере, проходят через открытый переход эмиттер-база в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками), часть диффундирует обратно в эмиттер. Однако, из-за того что базу делают очень тонкой и очень слабо легированной, большая часть электронов, инжектированная из эмиттера диффундирует в область коллектора. Сильное электрическое поле обратно смещённого коллекторного перехода захватывает электроны (напомним, что они неосновные носители в базе, поэтому для них переход открыт), и проносит их в коллектор. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (Iэ=Iб+Iк). Коэффициент
·, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (Iк=
· Iэ) называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента
· 0.9 0.999, чем больше коэффициент, тем лучше транзистор. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен
·=
·/(1-
·)=(10-1000). Т.о. изменяя малый ток базы можно управлять значительно большим током коллектора.

Схема включения с общей базой
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
Для схемы с общей базой Iвых/Iвх=Iк/Iэ=
· [
·<1])
входное сопротивление Rвхб=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и составляет десятки Ом, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.

Недостатки схемы с общей базой:
Схема не усиливает ток, так как
·<1
Малое входное сопротивление
Два разных источника напряжения для питания.

Достоинства:
Хорошие температурные и частотные свойства.

Схема включения с общим эмиттером
Iвых=Iк Iвх=Iб Uвх=Uбэ Uвых=Uкэ

Достоинства:
Большой коэффициент усиления по току
Бо
·льшее входное сопротивление
Можно обойтись одним источником питания

Недостатки:
Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой
Схема с общим коллектором
Iвых=Iэ Iвх=Iб Uвх=Uбк Uвых=Uкэ

Схема с общим коллектором
Iвых=Iэ Iвх=Iб Uвх=Uбк Uвых=Uкэ
Достоинства:
Большое входное сопротивление
Недостатки:
Не усиливает напряжение
Схему с таким включением также называют «эмитерным повторителем»
13. Биполярные транзисторы. УГО. Частотные и шумовые свойства.
Биполярный транзистор трёхэлектродный полупроводниковый прибор, разновидность транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n электронный тип примесной проводимости, p дырочный). Схематическое устройство транзистора показано на втором рисунке.
Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же коллектор отличается от эмиттера, главное отличие коллектора бо
·льшая площадь p-n перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.
УГО:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15
Частотные свойства транзистора:
Частотные свойства транзистора, включенного по схеме с ОЭ, значительно хуже, чем при включении по схеме с ОБ - 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, а 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
В ряде случаев частотные свойства транзистора характеризуют не предельными частотами 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, на которых модуль коэффициентов передачи уменьшается в 2 раза, а так называемой граничной частотой 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, на которой модуль коэффициента передачи тока базы 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 становится равным единице.
13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Шумовые свойства транзисторов:
При работе транзисторов в них возникают шумы, которые могут быть обусловлены: неодинаковым числом электронов и дырок, проходящих через переход в единицу времени (высокочастотные дробовые шумы); тепловым шумом сопротивлений эмиттера, базы и коллектора (тепловые шумы); поверхностными явлениями у переходов (низкочастотные шумы).

Величина шумов транзистора количественно оценивается коэффициентом шумов
13 EMBED Equation.DSMT4 1415, где 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 - напряжение тепловых шумов источника сигнала, подключенного ко входу транзистора. 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 - напряжение, которое нужно ввести во входную цепь «нешумящего» транзистора для получения в выходной цепи напряжения, равного напряжению шумов.
14. Статические ВАХ и параметры биполярного транзистора. Определение h- параметров по ВАХ.

Система h-параметров
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:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Значения коэффициентов в уравнении для h-параметров имеют следующий вид:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- входное сопротивление при коротком замыкании на выходе;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- выходная проводимость при холостом ходе во входной цепи;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- коэффициент обратной связи при холостом ходе во входной цепи;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе.
Эквивалентная схема четырехполюсника с h-параметрами приведена на рисунке. Из этой схемы легко увидеть, что режим короткого замыкания на выходе или холостого хода на входе позволяет измерить тот или иной h-параметр.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Эквивалентная схема четырехполюсника: а) биполярный транзистор в схеме с общей базой; б) биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером
Рассмотрим связь h-параметров биполярного транзистора в схеме с общей базой с дифференциальными параметрами. Для этого воспользуемся эквивалентной схемой биполярного транзистора на низких частотах, показанной на рисунке 5.24а, а также выражениями для вольт-амперных характеристик транзистора в активном режиме. Получаем:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Для биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером (рис. 5.24б) выражения, описывающие связь h-параметров с дифференциальными параметрами, будут иметь следующий вид:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Для различных схем включения биполярного транзистора (схема с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором) h-параметры связаны друг с другом. В таблице 2 приведены эти связи, позволяющие рассчитывать h-параметры для схемы включения с общей базой, если известны эти параметры для схемы с общим эмиттером.
15. Фототранзистор. УГО. Схема включения. Области преимущественного использования.

Фототранзистор оптоэлектронный полупроводниковый прибор, по структуре и принципу действия напоминающий обычный транзистор. Отличается от последнего тем, что у фототранзистора область базы доступна для светового облучения, за счёт чего появляется возможность управлять усилением элетрического тока с помощью оптического излучения.

Фототранзистор имеет структуру n-p-n или p-n-p транзистора и может усиливать ток. Дырки электронно-дырочных пар, рождённых излучением, находятся в базе, а электроны переходят в эмиттер или коллектор. При увеличении положительного потенциала базы происходит усиление фототока за счёт инжекции электронов из эмиттера в базу.

УГО:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Схема включения:


Фототранзисторы используются в приборах управления.
Область применения фототранзисторов аналогична применению фотодиодов с учетом их меньшего быстродействия и большего коэффициента передачи – используются в качестве составного элемента во многих оптоэлектронных устройствах связи и системах автоматики.
16. Биполярные транзисторы. УГО. Режимы работы. Нормальный режим. Графический анализ на примере схемы с ОЭ.
Биполярный транзистор трёхэлектродный полупроводниковый прибор,

разновидность транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n электронный тип примесной проводимости, p дырочный). Схематическое устройство транзистора показано на втором рисунке.
Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же коллектор отличается от эмиттера, главное отличие коллектора бо
·льшая площадь p-n перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.
УГО:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15
Различают три основных режима работы биполярного транзистора: активный, отсечки, насыщения.

В активном режиме один из переходов биполярного транзистора смещен в прямом направлении приложенным к нему внешним напряжением, а другой – в обратном направлении.

В режиме глубокой отсечки оба перехода транзистора смещены в обратном направлении с помощью внешних напряжений. Ток коллектора имеет минимальное значение, равное току единичного p-n-перехода, смещенного в обратном направлении. Ток эмиттера имеет противоположный знак и значительно меньше тока коллектора, 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Поэтому во многих случаях его считают равным нулю: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Режим глубокой отсечки характеризует запертое состояние транзистора, в котором его сопротивление максимально, а токи электродов минимальны. Он широко используется в импульсных устройствах, где биполярный транзистор выполняет функции электронного ключа.

При режиме насыщения оба p-n- перехода транзистора с помощью приложенных внешних напряжений смещены в прямом направлении. При этом падение напряжения на транзисторе (13 EMBED Equation.DSMT4 1415) минимально и оценивается десятками милливольт. Режим насыщения возникает тогда, когда ток коллектора транзистора ограничен параметрами внешнего источника энергии и при данной схеме включения не может превысить какое-то значение 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. В то время параметры источника внешнего сигнала взяты такими, что ток эмиттера существенно больше максимального значения тока в коллекторной цепи: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Чтобы транзистор из активного режима перешел в режим насыщения, необходимо увеличить ток эмиттера (при нормальном включении) так, чтобы начало выполняться условие 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Причем значение тока 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, при котором начинается этот режим, зависит от тока 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, определяемого параметрами внешней цепи, в которую включен транзистор.

17. Полевые транзисторы. УГО. Принцип действия ПТ с управляющим переходом. ВАХ для схемы ПТ с ОИ.
1) Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющим
p-n переходом. Полевым транзистором называется полупроводниковый прибор, в котором
ток создаётся только основными носителями зарядов под действием продольного электриче-
ского поля, а управляющее этим током осуществляется поперечным электрическим полем, ко-
торое создаётся напряжением, приложенным к управляющему электроду.

Несколько определений:
Вывод полевого транзистора, от которого истекают основные носители зарядов, называется истоком.
Вывод полевого транзистора, к которому стекают основные носители зарядов, называется стоком.
Вывод полевого транзистора, к которому прикладывается управляющее напряжение,
создающее поперечное электрическое поле называется затвором.

Участок полупроводника, по которому движутся основные носители зарядов, между p-n переходом, называется каналом полевого транзистора.
Поэтому полевые транзисторы подразделяются на транзисторы с каналом p-типа или n-типа.
Условное графическое изображение (УГО) полевого транзистора с каналом n-типа изображено на рисунке 96, а с каналом p-типа на рисунке 97.

Принцип действия рассмотрим на примере транзистора с каналом n-типа.

1) Uзи = 0; Ic1 = max;
2) |Uзи| > 0; Ic2 < Ic1
3) |Uзи| >> 0; Ic3 = 0
На затвор всегда подаётся такое напряжение, чтобы переходы закрывались. Напряжение между стоком и истоком создаёт продольное электрическое поле, за счёт которого через канал
движутся основные носители зарядов, создавая ток стока.
1) При отсутствии напряжения на затворе p-n переходы закрыты собственным внутренним полем, ширина их минимальна, а ширина канала максимальна и ток стока будет
максимальным.
2) При увеличении запирающего напряжения на затворе ширина p-n переходов увеличивается, а ширина канала и ток стока уменьшаются.
3) При достаточно больших напряжениях на затворе ширина p-n переходов может увеличиться настолько, что они сольются, ток стока станет равным нулю.
Напряжение на затворе, при котором ток стока равен нулю, называется напряжением отсечки.
Вывод: полевой транзистор представляет собой управляемый полупроводниковый прибор,
так как, изменяя напряжение на затворе, можно уменьшать ток стока и поэтому принято говорить, что полевые транзисторы с управляющими p-n переходами работают только в режиме обеднения канала.

18. Полевые транзисторы с изолированным затвором. УГО. МДП-транзисторы с встроенным каналом, схема включения. ВАХ.

Полевые транзисторы с изолированным затвором. Данные приборы имеют затвор в виде металлической плёнки, которая изолирована от полупроводника слоем диэлектрика, в виде которого применяется окись кремния. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором называют МОП и МДП. Аббревиатура МОП расшифровывается как металл,
окись, полупроводник. МДП расшифровывается как металл, диэлектрик, полупроводник.
МОП – транзисторы могут быть двух видов:
а) Транзисторы со встроенным каналом
б) Транзисторы с индуцированным каналом

ПТ с изолированным затвором и n- каналом

ПТ с изолированным затвором и p- каналом

Транзистор со встроенным каналом.
Основой такого транзистора является кристалл кремния p- или n-типа проводимости.

Для транзистора с n-типом проводимости:
Uзи = 0; Ic1;
Uзи > 0; Ic2 > Ic1;
Uзи < 0; Ic3 < Ic1;
Uзи << 0; Ic4 = 0.
Принцип действия.
Под действием электрического поля между стоком и истоком через канал будут протекать основные носители зарядов, т. е. будет существовать ток стока. При подаче на затвор положительного напряжения электроны как неосновные носители подложки будут притягиваться в канал. Канал обогатится носителями заряда, и ток стока увеличится.
При подаче на затвор отрицательного напряжения электроны из канала будут уходить в
подложку, канал обеднится носителями зарядов, и ток стока уменьшится. При достаточно
больших напряжениях на затворе все носители заряда могут из канала уходить в подложку, и ток стока станет равным нулю.
Вывод: МОП – транзисторы со встроенным каналом могут работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения зарядов.



19. Полевые транзисторы с изолированным затвором. УГО. МДП-транзисторы с встроенным каналом, схема включения. ВАХ.

Полевые транзисторы с изолированным затвором. Данные приборы имеют затвор в виде металлической плёнки, которая изолирована от полупроводника слоем диэлектрика, в виде которого применяется окись кремния. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором называют МОП и МДП. Аббревиатура МОП расшифровывается как металл,
окись, полупроводник. МДП расшифровывается как металл, диэлектрик, полупроводник.
МОП – транзисторы могут быть двух видов:
а) Транзисторы со встроенным каналом
б) Транзисторы с индуцированным каналом

ПТ с изолированным затвором и n- каналом

ПТ с изолированным затвором и p- каналом
Транзисторы с индуцированным каналом.
Uз = 0; Ic1 = 0;
Uз < 0; Ic2 = 0;
Uз > 0; Ic3 > 0.
При напряжениях на затворе, равных или меньше нуля, канал отсутствует, и ток стока будет равен нулю. При положительных напряжениях на затворе электроны, как не основные носители заряда подложки p-типа, будут притягиваться к затвору, а дырки будут уходить вглубь подложки. В результате в тонком слое под затвором концентрация электронов превысит концентрацию дырок, т. е. в этом слое полупроводник поменяет тип своей проводимости. Образуется (индуцируется) канал, и в цепи стока потечёт ток.
Вывод: МОП – транзисторы с индуцированным каналом могут работать только в режиме обогащения.
МОП – транзисторы обладают большим входным сопротивлением, чем транзисторы с управляемым переходом. 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 Ом.

20. Полевые транзисторы. Преимущества и недостатки. Частотные свойства.

Полевые транзисторы – полупроводниковые приборы, работа которых основана на модуляции сопротивления полупроводникового материала поперечным электрическим полем.

Преимущества:
Высокое входное сопротивление
Малые шумы
Простота изготовления
Отсутствие в открытом состоянии остаточного напряжения между истоком и стоком открытого транзистора.

I

U

0,4

0,8

100

200

300

20 C

-60 C

125 C

U

I

VD1

VD2

VD4

VD3

VD3

VD4

VD

VD2

VD1

сеть

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

U

t

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

сеть

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

VD1

VD2

+

+

t

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

VD4

VD3

сеть

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

U

t

_

+

_

+

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

t

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

а)

б)

в)

Н

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415

13 EMBED Equation.DSMT4 1415



Обозначение на схемах"Обозначение на схемах"Изображение:Вах тиристора.pngОбозначение на схемах"Обозначение на схемах"Изображение:Impulse power supply schematics.svgRoot EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • doc 18395605
    Размер файла: 596 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий