- •Лекция 1 Задачи курса
- •Элементы физики полупроводников
- •P-n переход, структура, работа.
- •Лекция 2 Статические характеристики диодов
- •Лекция 3 Динамические параметры p-n перехода
- •Полупроводниковые диоды.
- •Выпрямительные диоды.
- •Стабилитроны и стабисторы.
- •Светодиоды.
- •Фотодиоды.
- •Туннельные диоды.
- •Варикапы.
- •Лекция 4 Транзисторы.
- •Биполярные транзисторы.
- •Основные схемы включения транзистора.
- •Работа биполярного транзистора.
- •Лекция 5 Характеристики биполярных транзисторов.
- •Статические характеристики.
- •Модель биполярного транзистора Эберса - Молла.
- •Частотные свойства биполярных транзисторов.
- •Составные транзисторы.
- •Лекция 6 Униполярные (полевые) транзисторы.
- •Основные структуры полевых транзисторов.
- •Транзистор с изоляцией канала от затвора обратносмещенным p-n переходом.
- •Транзисторы структуры металл - диэлектрик - полупроводник (мдп).
- •Статические характеристики полевых транзисторов.
- •Лекция 7 Частотные свойства полевых транзисторов.
- •Некоторые особенности использования полевых транзисторов.
- •Тиристоры.
- •Лекция 8
- •2. Полупроводниковые устройства.
- •2.1. Усилительные устройства.
- •2.1.1. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с заземленным эмиттером.
- •Лекция 9
- •2.1.2. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с отрицательной обратной связью по току.
- •2.1. 3. Эмиттерный повторитель.
- •2.1.4. Дифференциальный усилитель.
- •2.2. Полупроводниковые источники стабильного тока.
- •Лекция 10
- •2.3. Обратная связь в усилителях сигналов.
- •2.3.1. Влияние обратной связи на свойства усилителя.
- •2.3.2. Разновидности обратной связи.
- •2 Рис. 74. Параллельная обратная связь..4. Частотные свойства усилителей.
- •Лекция 11
- •2.5. Операционный усилитель (оу).
- •2.5.1. Принципиальная схема, состав, функциональное назначение.
- •2.5.2. Основные параметры операционного усилителя.
- •2.5.3. Основные включения операционного усилителя.
- •Решающие элементы аналоговых вычислительных машин (авм).
- •Сумматор.
- •2.5.4.2.Интегратор.
- •Дифференциатор.
- •Решение дифференциальных уравнений.
- •Триггер Шмитта.
- •Лекция 12
- •3. Источники питания электронной аппаратуры.
- •3.1. Структурные схемы источников питания.
- •3.2. Выпрямители.
- •3.2.1. Однополупериодный выпрямитель.
- •3.2.2. Двухполупериодный выпрямитель.
- •3.2.3. Мостовой выпрямитель.
- •3.2.4. Выпрямители с умножением напряжения.
- •3.3. Фильтры.
- •Лекция 13
- •3.4. Стабилизаторы напряжения.
- •3.4.1. Компенсационные стабилизаторы.
- •3.4.2. Импульсный стабилизатор.
- •3.4.3. Источник питания с преобразованием частоты.
- •Лекция 14
- •4 Импульсная техника.
- •4.1 Импульсный сигнал, его характеристики.
- •4.2 Формирователи импульсных сигналов.
- •Лекция 15
- •4.3 Ключ на биполярном транзисторе.
- •Лекция 16
- •4.4 Процессы переключения ключа на биполярном транзисторе.
- •Лекция 17
- •4.5 Транзисторные ключи на полевых транзисторах.
- •4.6 Генератор импульсной последовательности (мультивибратор).
- •4.7 Триггер на биполярных транзисторах.
3.4.2. Импульсный стабилизатор.
Для уменьшения потерь в регулирующем транзисторе решили заставить его работать в насыщенном режиме или в режиме отсечки. В насыщенном режиме транзистор открыт полностью и падение напряжения на нем минимально (около 1В), в режиме отсечки транзистор полностью закрыт и напряжение на нем максимально, но ток проходящий по транзистору минимален (равен тепловому току базово - коллекторного перехода), поэтому мощность рассеиваемая на транзисторе минимальна. Дополнительную электрическую энергию решили запасать в дросселе включенном последовательно с нагрузкой. Указанные идеи получили схемотехническое решение показанное на структурной схеме на рис.114.
К
Рис.
114. Импульсный стабилизатор.
3.4.3. Источник питания с преобразованием частоты.
Основными недостатками источников питания с компенсационными и импульсными стабилизаторами являются их высокие массогабаритные показатели, т.е. указанные источники питания имеет большой вес и большие размеры. это связано с тем, что первичные цепи питаются переменным током частотой 50 гц. Единственной возможностью улучшить массогабаритные показатели это увеличить частоту питающего тока. На рис 115 показана структурная схема современного источника питания персональной ЭВМ
О
Рис.
115. Структурная схема источника питания
с преобразованием частоты.
Регулирование напряжения осуществляется изменением длительности импульса тока базы (показано на рисунке штриховой линией). Для поддержания неизменным выходного напряжения вводится обратная связь с нагрузки в схему управления. Регулирование длительностью управляющего импульса называют широтно-импульсным регулированием.
В
Рис.
116. График токов базы.
Особенности работы рассматриваемого устройства состоит в следующем. При наличии тока базы транзистора VT1 он переходит в режим насыщения и падение напряжения на нем минимально, транзистор VT2 при этом закрыт. Открытый транзистор дает возможность прохождения тока по цепи: накопительный конденсатор С1 (+) - транзистор VT1 - первичная обмотка трансформатора Т1 - конденсатор С3 (+) - конденсатор С1 (-), что дает возможность осуществить перемагничивание сердечника трансформатора в одном направлении. Наличие тока базы транзистора VT2 дает возможность прохождения тока по цепи: конденсатор С1 (+) - конденсатор С2 (+) - первичная обмотка трансформатора Т1 - транзистор VT2 - конденсатор С1 (-). Этот ток перемагничивает сердечник трансформатора в обратном направлении. Таким образом, за период частоты тока базы сердечник получает полное перемагничивание, что способствует полной передачи энергии из первичной во вторичную цепь трансформатора. Частота тока базы может достигать 100 Кгц и переключение направления тока в первичной обмотке трансформатора осуществляется с этой же частотой. Увеличение частоты тока в первичной обмотке приводит к существенному уменьшению размеров и веса трансформатора при той же мощности передаваемой в нагрузку. Так трансформатор при передаваемой мощности 200ВТ при частоте питающего тока 50гц имеет объем около 2 куб. дм и вес около 4кГ, а при частоте питающего тока 60 Кгц он имеет объем около 250 куб. см и вес около 300Г.
Другой важной особенностью использования высокой частоты преобразования является малое время разряда накопительного конденсатора в выпрямителе. Что позволяет даже при больших тока нагрузки (десятки ампер) применять однополупериодное выпрямление и относительно небольшой емкости накопительные конденсаторы. Применение описанных особенностей позволяет создавать легкие и малогабаритные источники питания персональных ЭВМ.