Ю.А. Лебеденко

Электроника и МСТ

Электроника и микросхемотехника Курс лекций

Курс лекций 1

Введение 4

1. Полупроводниковые диоды 7

1.1. Принцип работы диода 7

1.2. Вольт-амперная характеристика диода 8

1.3. Выпрямительные диоды 11

1.4. Высокочастотные диоды 12

1.5. Импульсные диоды 12

1.6. Стабилитроны и стабисторы 12

2. Биполярные транзисторы 13

2.1. Общие принципы 13

2.2. Основные параметры транзистора 15

16

Маломощные 16

Средней мощности 16

Большой мощности 16

Низкочастотные 16

Средней частоты 16

Высокочастотные 16

2.3. Схемы включения транзисторов 17

2.3.1. Схема с общим эмиттером 17

Ключевой режим работы 19

Усилительный режим работы транзистора 20

2.3.2. Схема включения транзистора с общим коллектором 22

2.3.3. Схема с общей базой 24

3. Полевые транзисторы 24

3.1. Полевой транзистор с p-n переходом 24

3.1.1. Входные и выходные характеристики полевого 25

транзистора с p-n переходом и каналом n-типа 25

Характеристики полевого транзистора с каналом n-типа приведены на рис. 46. При Uзи=0 , Iс=Icнач=Imax; при |-Uзи||-Uотс|, Iс=0. Здесь Icнач –начальный ток стока; напряжение Uотс называется  напряжение отсечки. Uотс=(0,3…10)В, Iснач=(1…20)мА. Запрещается подавать положительное напряжение на затвор, так как на переходе ЗИ возрастает выделяемая мощность (нагрев). При приложении отрицательного управляющего напряжения обратный ток через ЗИ пренебрежительно мал. 26

3.1.2. Схема ключа на полевом транзисторе с p-n переходом 26

26

3.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором 27

3.2.2. МОП - транзисторы с индуцированным каналом 29

3.2.3. Крутизна 30

3.2.4. Ключ на КМОП - транзисторах с индуцированным каналом 30

3.2.5 Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). 33

Устройство и особенности работы 33

3.2.6 IGBT-модули 35

4. Тиристоры 39

4.1. Принцип работы тиристора 39

4.2. Основные параметры тиристоров 40

4.3. Двухполупериодный управляемый выпрямитель 42

4.4. Регулятор переменного напряжения 44

5. Интегральные микросхемы 45

5.1. Общие положения 45

5.2. Аналоговые микросхемы. Операционные усилители 45

5.2.1. Свойства ОУ 45

Практическая трактовка свойств ОУ 46

5.2.2. Основы схемотехники ОУ 47

Входной дифференциальный каскад 47

Современный входной дифференциальный каскад 47

Промежуточный каскад 49

Выходной каскад 49

5.2.3. Основные схемы включения ОУ. 49

Инвертирующее включение 49

Применение инвертирующего усилителя 50

в качестве интегратора 50

Схема дифференцирования 51

Схема суммирования 51

5.2.4. Неинвертирующее включение 51

5.2.5. Ограничитель сигнала 53

5.2.6. Компараторы 55

Схема применения компаратора для 57

широтно-импульсного регулирования 57

Триггер Шмитта 57

Схема мультивибратора 58

5.2.7. Активные фильтры 61

Фильтры первого порядка 61

Фазовращатель 61

Логарифмические схемы 62

6. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 65

Теоретические сведения и расчетные соотношения 65

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ 80

Методика выполнения задания 85

Интегральный таймер 555 (К1006ВИ1) 86

6. Цифровые интегральные микросхемы 87

6.1. Общие понятия 87

6.2. Основные свойства логических функций 88

6.3. Основные логические законы 88

6.4. Функционально полная система логических элементов 89

6.5. Обозначения, типы логических микросхем и структура ТТЛ 89

Основные параметры логических элементов 91

6.6. Синтез комбинационных логических схем 91

6.6.1. Методы минимизации 92

Минимизация с помощью карт Карно 93

6.6.2. Примеры минимизации, записи функции и реализации 95

6. 7. Интегральные триггеры 97

6.7.1. RS асинхронный триггер 98

6.7.2. Асинхронный D - триггер 98

6.7.3. Синхронный D - триггер со статическим управлением 101

6.7.4. Синхронный D -триггер с динамическим 102

управлением 102

6.7.5. Синхронный JK - триггер 102

6.7.6. T - триггер 103

6.7.7. Вспомогательные схемы для триггеров. 103

Схема генератора импульсов 103

Формирователь импульса 105

Триггер Шмитта 105

7. ЦАП и АЦП 106

7.1 ЦАП с матрицей резисторов R-2R 106

7.2 Биполярный ЦАП 108

4.3 Четырехквадрантный ЦАП 109

7.4 АЦП поразрядного уравновешивания 109

7.5 АЦП параллельного типа 111

7.6 Задачи и упражнения 113

8. Практические занятия 115

8.1. Однофазная однополупериодная схема выпрямления 115

8.2. Однофазная двухполупериодная схема выпрямления 117

8.3. Работа однофазного двухполупериодного выпрямителя 117

при прямоугольном питающем напряжении 117

8.4. Стабилизатор напряжения на стабилитроне 118

8.5. Схема триггера на биполярных транзисторах 121

8.6. Мультивибратор на транзисторах 123

8.7. Ждущий одновибратор на транзисторах 124

Литература 126