- •210414 – Техническое обслуживание и ремонт
- •Энергетическая диаграмма твердого тела
- •Энергетическая диаграмма твердого тела выглядит:
- •Ширина запрещенной зоны влияет на электропроводность:
- •2 Внутреннее строение полупроводников
- •2.1 Примесная проводимость полупроводника
- •2.1.1 Донорная (электронная) проводимость
- •2.1.2 Акцепторная (дырочная) проводимость
- •2.2 Токи в полупроводниках
- •2.2.1 Дрейфовый ток
- •2.2.2 Диффузионный ток
- •3 Контактные явления
- •3.1.1Обратное включение p-n перехода
- •3.1.2 Прямое включение p-n перехода
- •3.1.3 Вольт-амперная характеристика перехода Выпрямляющий и омический контакты
- •3.2 Емкости p-n перехода
- •3.2.1 Барьерная емкость
- •3.2.2 Диффузионная емкость
- •3.3 Пробой p-n перехода
- •Обратная ветвь вах при пробое:
- •Виды пробоев:
- •3.3.1 Тепловой пробой
- •3.3.2 Электрический пробой
- •А) Лавинный пробой
- •Б) Туннельный пробой
- •Механизм туннельного пробоя:
- •4 Внутренний и внешний фотоэффект
- •4.1 Внутренний фотоэффект
- •4.2 Внешний фотоэффект
- •5.2 Выпрямительный диод
- •Механизм сглаживания пульсаций:
- •5.3 Стабилитрон
- •Применение стабилитронов:
- •5.4 Буквенно-цифровое обозначение стабилитронов бцо стабилитронов состоит из четырех элементов:
- •Р hν ассмотрим фотодиодный режим:
- •6.2 Лазеры на гетероструктурах
- •Применение гетеропереходов:
- •6.3 Применение лазеров
- •7 Транзисторы
- •7.1.Биполярные транзисторы
- •Обозначение:
- •7.1.1 Назначение областей транзистора
- •7.1.2 Режимы работы транзистора
- •7.1.3 Буквенно-цифровое обозначение транзисторов
- •7.1.4 Принцип работы транзистора
- •7.1.5 Основные коэффициенты, характеризующие работу транзистора
- •Статические вах транзистора оэ
- •7.1.9 Динамический режим работы транзистора
- •7.1.10 Первичные параметры транзистора
- •Пример расчета h-параметров транзистора оэ
- •Примечание:
- •7.2 Полевые транзисторы
- •Полевой транзистор содержит 3 электрода:
- •Полевые транзисторы бывают:
- •7.2.1 Полевой транзистор с p-n затвором
- •Обозначение:
- •Принцип действия полевого транзистора
- •Стоковые (выходные) характеристики
- •Стоко-затворные (передаточные) характеристики
- •Обозначение:
- •Достоинства:
- •Недостатки:
- •8 Интегральные микросхемы (имс) логических элементов
- •8.1 Транзисторно-транзисторная логика (ттл)
- •Ттл с простым инвертором (и-не)
- •8.2 Эмиттерно-связанная логика (эсл)
- •Характерная особенность схемы:
- •Принцип работы переключателя тока:
- •8.4 Комплементарная моп-транзисторная логика (кмоп тл)
- •Кмоп тл (или-не)
- •Кмоп тл (и-не)
- •Преимущества кмоп тл перед моп тл:
- •9 Усилительные устройства
- •9.1 Структурная схема усилителя
- •9.2 Классификация усилителей
- •По диапазону усиливаемых частот:
- •9.3 Показатели качества усилителя
- •Входные и выходные параметры
- •Коэффициенты усиления
- •Линейные искажения
- •Нелинейные искажения
- •Динамический диапазон
- •Собственные шумы усилителя
- •9.4 Обратная связь в усилителях
- •Структурная схема усилителя с ос:
- •Виды обратной связи
- •9.5 Питание усилителей по постоянному току
- •Смещение фиксированным током базы
- •Назначение элементов:
- •Назначение элементов:
- •Коллекторная стабилизация
- •Комбинированная стабилизация
- •Принцип действия коллекторной стабилизации:
- •9.7 Анализ ачх шпу
- •Факторы, оказывающие влияние на ачх в области нч и вч:
- •Рассмотрим область верхних частот
- •Рассмотрим область нижних частот
- •Рассмотрим область средних частот
- •9.8 Схемы коррекции ачх шпу
- •Расширение полосы пропускания происходит следующим образом:
- •Изображена схема комбинированной стабилизации!
- •Расширение полосы пропускания происходит следующим образом:
- •9.9 Резонансные усилители
- •Резонансный усилитель напряжения (рун)
- •Принцип усиления:
- •Недостаток схемы:
- •Автотрансформаторное включение контура
- •Многоконтурный рун
- •Упч с полосовым фильтром
- •Ачх такого усилителя:
- •Упч c фильтром сосредоточенной селекции (фсс)
- •Ачх такого усилителя:
- •Высокая добротность получается:
- •9.11 Оконечные каскады (усилители мощности)
- •Однотактный трансформаторный усилитель мощности (ум)
- •Принцип работы параметрической стабилизации:
- •Бестрансформаторные ум
- •Бестрансформаторный ум
- •Принцип работы:
- •9.12 Усилители постоянного тока (упт)
- •Ачх упт выглядит:
- •Дрейф нуля
- •Основные причины дрейфа нуля:
- •Дрейф нуля содержит монотонную медленно меняющуюся составляющую и случайные отклонения от неё – флуктуации.
- •Меры по уменьшению дрейфа нуля:
- •Дифференциальный усилитель (ду)
- •Назначение элементов:
- •Ду с двумя источниками питания
- •Роль резистора :
- •Операционные усилители (оу)
- •Обозначение оу:
- •Параметры оу
- •Инвертирующий оу
- •Не инвертирующий oу
- •Интегратор
- •Рассмотрим частные случаи:
- •Дифференциатор
9.5 Питание усилителей по постоянному току
Прямое напряжение на эмиттерный переход (напряжение смещения) может быть подано двумя способами:
Смещение фиксированным током базы
В схеме образуется сквозной ток IКЭО, который очень сильно зависит от температуры – недостаток схемы.
Назначение элементов:
- усилительный элемент;
- источник энергии для получения усиленных колебаний на выходе;
- сопротивление коллекторной нагрузки (на нем выделяется усиленный сигнал);
- гасящее сопротивление (на нем гасится избыточное напряжение источника питания);
- разделительный конденсатор (не пропускает на вход усилителя постоянную составляющую тока);
- разделительный конденсатор (не пропускает на выход усилителя постоянную составляющую тока).
2-й закон Кирхгофа для входной цепи:
(*)
(Индекс «А» означает, что ток и напряжение определены в рабочей точке А, т.е. являются постоянными.)
Т.к. напряжение смещения - прямое напряжение, подаваемое на ЭП (<1В), а напряжение источника питания велико (например, 12В), то чтобы получить малое напряжение смещения, необходимо избыточное напряжение источника питания где-то “погасить”.
В данном случае избыточное напряжение источника питания гасится на резисторе - отсюда и название резистора – “гасящий”.
Т.к. ток базы мал, то чтобы погасить достаточно большое напряжение, гасящий резистор должен быть высокоомным (может достигать Мом).
Почему схема называется “смещение фиксированным током базы”? Рассмотрим выражение (*). Т.к. (мало), а падение напряжения на гасящем сопротивлении велико ( ), то выражение (*) можно переписать:
Анализируем последнее выражение: , т.е. имеет фиксированное значение, отсюда и название схемы.
Смещение фиксированным напряжением
В данной схеме тепловой ток замыкается на корпус через резистор , минуя ЭП транзистора, т.е. сквозной ток (который очень сильно зависит от температуры) не образуется.
Назначение элементов:
- см. предыдущую схему;
- низкоомный резистор, с помощью которого подается прямое напряжение на ЭП транзистора (напряжение смещения );
- гасящее сопротивление (на нем гасится избыточное напряжение источника питания). 2-й закон Кирхгофа для входной цепи:
(**)
- ток делителя
Чтобы , выбирают (***).
Почему схема называется “смещение фиксированным напряжением”?
С учетом неравенства (***) в выражении (**) можно пренебречь током базы ( ), т.е. или
Анализируем последнее выражение: , т.е. имеет фиксированное значение – отсюда и название схемы.
9.6 Стабилизация режима работы усилителя
Причины нестабильной работы:
Нестабильность напряжения источника питания (ИП).
Разброс параметров транзистора (при смене транзистора трудно подобрать два одинаковых по своим параметрам транзистора).
Старение элементов.
Главная причина – изменение температуры окружающей среды.
Эмиттерная стабилизация
Стабилизирующим элементом в этой схеме является резистор .
Принцип работы:
С ростом температуры все токи транзистора увеличиваются, рабочая точка (РТ) смещается вверх по нагрузочной прямой – режим работы усилителя нарушается.
Но с ростом тока эмиттера растет падение напряжения UЭ на резисторе ( ), что приводит к уменьшению напряжения смещения .
2 -й закон Кирхгофа для участка цепи:
сonst
(слабо зависит от температуры)
Уменьшение напряжения смещения сопровождается закрыванием транзистора, в результате чего все токи его уменьшаются, т.е. РТ возвращается в исходное состояние – режим стабилизируется.
В схеме действует ООС по току за счет наличия резистора , который относится и к входной и к выходной цепям одновременно, в результате чего часть мощности выходного сигнала поступает на вход схемы. Причем, через этот резистор протекает как постоянный, так и переменный токи, т.е. действует ООС как по постоянному, так и по переменному токам.
ООС по постоянному току желательна, т.к. за счет нее происходит стабилизация рабочего режима.
ООС по переменному току нежелательна, т.к. происходит потеря на
резисторе переменного (полезного) напряжения, что ведет к уменьшению коэффициента усиления по напряжению .
Для уменьшения ООС по переменному току параллельно подключают конденсатор большой емкости.
Чтобы переменный ток не протекал через , необходимо выполнение условия: . Если это неравенство выполняется, то тогда переменный ток будет протекать через конденсатор , т.е. нежелательные потери полезного сигнала будут минимальны.
Таким образом, роль блокировочного конденсатора - исключить (уменьшить) ООС по переменному току. Другими словами: блокировочный конденсатор обеспечивает нулевой потенциал эмиттера для переменного тока.