- •Предисловие
- •1. Простейшие компоненты
- •1.1. Резисторы
- •1.2. Варисторы и негисторы
- •1.3. Терморезисторы
- •1.4. Конденсаторы
- •1.5. Ионисторы
- •1.6. Моточные компоненты
- •1.6.1. Катушки индуктивности и дроссели
- •1.6.2. Трансформаторы и пьезотрансформаторы
- •2. Полупроводники и переходы
- •2.1. Общие сведения об электропроводности веществ
- •2.1.1. Диэлектрики, проводники, сверхпроводники и полупроводники
- •2.1.2. Носители заряда. Проводимости полупроводников: собственная и примесная
- •2.1.3. Диапазоны энергий и распределение носителей заряда в них
- •2.2. Электронно-дырочный переход
- •2.2.1. Получение электронно-дырочного перехода
- •2.2.4. Пробои электронно-дырочных переходов
- •2.3. Переход и диод Шоттки: получение и включения в прямом и обратном направлении
- •2.4. Гетеропереходы
- •2.5. Эффекты полупроводников
- •2.5.1. Эффект Ганна
- •2.5.2. Эффект поля
- •2.5.3. Эффект Суля
- •2.5.4. Эффекты Пельтье и Зеебека
- •2.5.5. Туннельный эффект
- •2.5.6. Эффект Холла
- •3. Полупроводниковые диоды
- •3.1. Конструкция и основные параметры полупроводниковых диодов
- •3.1.1. Общие сведения о полупроводниковых диодах
- •3.1.2. Конструкции и простейшие способы изготовления полупроводниковых диодов
- •3.1.3. Некоторые основные параметры полупроводниковых диодов
- •3.2. Выпрямительные диоды
- •3.3. Импульсные диоды
- •3.4. Варикапы
- •3.5. Стабилитроны и стабисторы
- •3.6. Светодиоды
- •3.7. Полупроводниковые лазеры
- •3.8. Фотодиоды
- •4. Биполярные транзисторы
- •4.1. Общие сведения о транзисторах
- •4.2. Конструкция некоторых биполярных транзисторов
- •4.3. Принцип действия биполярных транзисторов
- •4.4. Схемы включения биполярных транзисторов
- •4.4.1. Схема включения транзистора с общим эмиттером
- •4.4.2. Схема включения транзистора с общим коллектором
- •4.4.3. Схема включения транзистора с общей базой
- •4.5. Биполярные фототранзисторы
- •4.6. Влияние частоты на усилительные свойства биполярных транзисторов
- •4.7. Влияние температуры на режимы работы биполярных транзисторов
- •5. Полевые транзисторы
- •5.1. Общие сведения о полевых транзисторах
- •5.2. Полевые транзисторы с управляющим переходом
- •5.2.1. Конструкция полевых транзисторов с управляющим переходом
- •5.2.2. Принцип действия полевых транзисторов с управляющим переходом
- •5.3. Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •5.3.1. Полевые транзисторы со встроенным каналом
- •5.3.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом
- •5.4. Режимы работы полевых транзисторов
- •5.4.1. Динамический режим работы транзистора
- •5.4.2. Ключевой режим работы транзистора
- •6. Биполярные транзисторы с изолированными затворами
- •6.1. Общие сведения о БТИЗ
- •6.2. Конструкция и принцип действия БТИЗ
- •6.3. Основные параметры БТИЗ
- •7. Тиристоры
- •7.1. Общая информация о тиристорах
- •7.2. Динисторы
- •7.3. Тринисторы
- •7.4. Запираемые тиристоры
- •7.5. Симисторы
- •7.6. Фототиристоры
- •7.7. Основные параметры тиристоров
- •8. Вакуумные и ионные компоненты
- •8.1. Общие сведения об электровакуумных приборах
- •8.2. Электровакуумные диоды
- •8.2.2. Основные параметры и анодная характеристика электровакуумных диодов
- •8.3. Триоды
- •8.3.1. Конструкция и принцип действия триодов
- •8.3.2. Основные характеристики и параметры триодов
- •8.4. Тетроды
- •8.4.1. О тетродах и влиянии экранирующих сеток на их параметры
- •8.4.2. Динатронный эффект
- •8.5. Лучевые тетроды
- •8.6. Пентоды
- •8.7. Лампы бегущей волны
- •8.8. Лампы обратной волны
- •8.10. Магнетроны
- •8.11. Мазеры
- •8.12. Тиратроны
- •8.13. Крайтроны и спрайтроны
- •9. Введение в микроэлектронику
- •9.1. Интегральные микросхемы
- •9.3. Гибридные интегральные микросхемы
- •9.4. Полупроводниковые микросхемы
- •10. Устройства отображения информации
- •10.1. Индикаторы
- •10.1.1. Светодиодные индикаторы
- •10.1.2. Жидкокристаллические индикаторы
- •10.2. Общие сведения об электронно-лучевых трубках
- •10.3. Жидкокристаллические дисплеи и панели
- •10.3.1. Общие сведения о жидкокристаллических дисплеях
- •10.3.2. Электролюминесцентная подсветка жидкокристаллических дисплеев
- •10.3.3. Светодиодная подсветка жидкокристаллических дисплеев
- •10.3.4. Время отклика жидкокристаллических дисплеев и влияние температуры на их работу
- •10.4. Плазменные панели
- •10.5. Органические светодиодные дисплеи
- •10.6. Дисплеи на углеродных нанотрубках
- •10.7. Сенсорные экраны и классификация их типов
- •10.8. Голографические системы
- •11. Аналоговые устройства
- •11.1. Усилители сигналов и их классификация
- •11.2. Основные параметры и характеристики усилителей
- •11.2.1. Основные параметры усилителей
- •11.2.2. Важнейшие характеристики усилителей
- •11.3. Работа простейшего усилителя на различных частотах
- •11.4. Выходные усилительные каскады
- •11.4.1. Однотактный трансформаторный каскад
- •11.4.2. Двухтактный трансформаторный каскад
- •11.4.3. Двухтактный бестрансформаторный каскад
- •11.5. Основные сведения о режимах работы усилителей
- •11.5.1. Проходная динамическая характеристика и общие сведения о классах усиления
- •11.5.2. Режим работы класса A
- •11.5.3. Режим работы класса B
- •11.5.4. Режим работы класса AB
- •11.5.5. Режим работы класса C
- •11.5.6. Режим работы класса D
- •11.6. Сведения об обратных связях и о влиянии, которое они оказывают на работу усилителей
- •11.6.1. Основная информация об обратных связях
- •11.6.2. Влияние обратных связей на коэффициенты усиления каскадов
- •11.7. Автогенераторы
- •11.8. Усилители постоянного тока
- •11.8.1. Усилитель постоянного тока с непосредственными связями
- •11.8.2. Дифференциальный усилитель
- •11.8.3. Операционные усилители
- •11.8.4. Обзор некоторых параметров операционных усилителей
- •Список литературы
- •Предметный указатель
109Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
ром не наступает пробой, зависящее от расстояния между электродами и их конфигурации.
Наибольшая мощность рассеяния – это максимальная мощность, не приводящая к выходу из строя электровакуумного прибора, которая может быть выделена на аноде. Еѐ находят как произведение максимального анодного тока на максимальное анодное напряжение, Вт:
Pа.макс = Iа.макс · Uа.макс.
8.3. Триоды
8.3.1. Конструкция и принцип действия триодов
Триодом называют электронную лампу, в баллоне которой размещены три электрода: анод, катод, и сетка, причѐм сетка, расположенная между анодом и катодом, установлена гораздо ближе к катоду, чем к аноду. Сетка осуществляет функцию управляющего электрода. Еѐ обычно изготовляют из вольфрамовой, никелевой или молибденовой проволоки, свитой в спираль вокруг катода. Между сеткой и катодом прикладывают напряжение, регулирующее движение электронов от катода к аноду, чем достигают управления триодом. Изучим, как это происходит, предположив, что к аноду триода подключена нагрузка, соединѐнная с положительным полюсом источника питания, а катод подключѐн с его отрицательному полюсу.
Если напряжение сетка-катод отсутствует, то ускоряющее электрическое поле анода устремляет электроны от катода к аноду сквозь сетку и по нагрузке протекает некоторый ток анода, на который наличие сетки не влияет.
110Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
Если на сетку будет подано небольшое напряжение положительной полярности относительно катода, то ускоряющее электрическое поле сетки будет совпадать с полем анода, что вызывает увеличение потока электронов, а, значит, и тока анода. Незначительную часть вылетевших с поверхности катода электронов задерживает сетка, что приводит к протеканию небольшого тока в цепи сетка-катод. Если отпирающее напряжение сетка-катод будет достаточно велико, то при дальнейшем увеличении этого напряжения почти все электроны, которые только могут быть источены в единицу времени катодом, участвуют в образовании всѐ медленнее растущего тока анода. Соответствующий этому случаю наибольший ток анода называют током насыщения.
Если к сетке будет приложено небольшое напряжение отрицательной полярности относительно катода, то тормозящее электрическое поле сетки будет противодействовать ускоряющему полю анода, что приводит к уменьшению потока электронов и снижению тока анода. При достаточно существенном запирающем напряжении сетка-катод, испускаемые катодом электроны будут оттеснены сильным тормозящим полем обратно к катоду, из-за чего ток анода будет отсутствовать. Напряжение сетка-катод, которое вызывает прекращение протекания тока анода, называют напряжением отсечки.
8.3.2. Основные характеристики и параметры триодов
Основными характеристиками триодов выступают семейства анод- но-сеточных и анодных характеристик, получаемые при неизменном напряжении накала.
Анодно-сеточная характеристика – это зависимость анодного тока от напряжения, приложенного между сеткой и катодом при фиксированном анодном напряжении. Обычная анодно-сеточная характеристика триода показана на рис. 8.2.
111Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
Рис. 8.2. Анодно-сеточная характеристика Анодной характеристикой, снимаемой при фиксированном напря-
жении сетка-катод, называют зависимость анодного тока от анодного напряжения. Типовая анодная характеристика триода изображена на рис. 8.3.
Рис. 8.3. Анодная характеристика Важнейшими параметрами триодов выступают: внутреннее со-
противление, коэффициент усиления, проницаемость, крутизна характеристики, максимально допустимые мощность, анодные напряжение и ток, и прочее.
112Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
Внутреннее сопротивление триода – это отношение приращения анодного напряжения к приращению анодного тока при фиксированном напряжении сетка-катод (Ом):
Rв = Uа / Iа.
Обычно внутреннее сопротивление триодов лежит в пределах от десятых долей килоома до десятых долей мегома.
Коэффициент усиления триода – это отношение приращения напряжения анод-катод к приращению напряжения сетка-катод при неизменном анодном токе:
µ = – Uа / Uс.
Коэффициент усиления зависит от расположения сетки в баллоне триода, и не зря она расположена значительно ближе к катоду, чем к аноду. Для обеспечения протекания определѐнного анодного тока необходимо приложить много меньшее напряжение сетка-катод, нежели напряжение анод-катод, что, собственно, и отражает величина коэффициента усиления. Обычно коэффициент усиления триодов мал и не превышает нескольких десятков, что относят к одному из крупных недостатков этих компонентов.
Проницаемостью называют обратный коэффициенту усиления параметр, то есть отношение приращений напряжений сетка-катод и анод-катод при фиксированном анодном токе:
D = – Uс / Uа = 1 / µ.
Крутизна анодно-сеточной характеристики – это отношение приращения анодного тока к приращению напряжения сетка-катод при фиксированном напряжении анод-катод (мА / В):
S = Iа / Uс.
Следует отметить, что произведение внутреннего сопротивления, крутизны анодно-сеточной характеристики и проницаемости триода всегда строго равно единице:
Rв · S · D = ( Uа / Iа) · ( Iа / Uс) · ( Uс / Uа) = Rв · S / µ = 1.
Другими словами, µ = Rв · S, что называют «основным уравнением» или «внутренним уравнением» компонента.