- •Сборник лекций к дисциплинам:
- •§1. Краткие сведения по квантовой механике
- •§2. Уравнение Шредингера
- •§3. Энергетические состояния электронов в водородоподобных системах
- •Раздел 1. Основы физики полупроводников
- •1.1. Полупроводники
- •Энергетические (зонные) диаграммы полупроводников.
- •Уровень Ферми
- •Физические процессы в полупроводниках
- •Беспримесный полупроводник.
- •Процесс генерации пар зарядов.
- •Примеси в полупроводниках.
- •Электронный полупроводник (n-типа)
- •Дырочный полупроводник (р-типа).
- •1.2 Типы рекомбинации
- •1.3. Электронно-дырочный переход. §1. Классификация. Методы изготовления.
- •§2. Свойства р-n-перехода.
- •Учет дополнительных факторов, влияющих на вольт-амперную характеристику диода. Пробой.
- •Импульсные свойства р-n перехода. (динамические процессы в р-n-переходе)
- •Раздел 2. Полупроводниковые приборы
- •2.1. Полупроводниковые диоды
- •§ 1. Выпрямительные диоды.
- •§2. Высокочастотные диоды.
- •§ 3. Импульсные диоды.
- •§ 4. Сверхвысокочастотные диоды.
- •§ 5. Стабилитроны.
- •§ 6. Варикапы.
- •§ 8. Обращенные диоды.
- •§ 8. Система обозначений полупроводниковых диодов.
- •§ 9. Рабочий режим диода.
- •2.2. Биполярные транзисторы § 1. Общие сведения. Устройство.
- •§ 2. Физические процессы, протекающие вVt. ТокиVt.
- •§3. Основные схемы включения транзисторов.
- •§4 Влияние температуры на статические характеристикиVTа.
- •§5 Эквивалентные схемы замещения транзистора.
- •§6 Представление транзистора в виде четырехполюсника и системы статистических параметров.
- •2.3 Полевые транзисторы §1. Полевые транзисторы с управляющим переходом.
- •§2. Статические характеристики полевого транзистора с управляющимp-n-переходом.
- •§3. Полевые транзисторы с изолированным затвором.
- •2.4. Тиристоры (vs)
- •§ 1. Принцип действия.
- •§ 2. Математический анализ работы тиристора (не нужно).
- •§ 3. Вольт – амперная характеристика тиристора.
- •§ 4. Типы тиристоров.
- •§ 5. Особенности работы и параметры тиристоров.
- •2.5. Оптоэлектронные полупроводниковые приоры. Полупроводниковые излучатели
- •Фотоприемники (общие сведения)
- •Фоторезисторы
- •Фотодиоды
- •Фотоэлементы
- •Фототранзисторы
- •Фототиристоры
- •Оптроны
- •2.6. Интегральные микросхемы
- •Раздел 3. Усилители §1. Анализ процесса усиления электрических сигналов
- •§2. Работа уэ с нагрузкой. Динамические х-ки.
- •Нагруз. Линии у и их построение.
- •Сквозная характеристика у на биполярномVt.
- •Общие сведения.
- •Классификация у.
- •§4 Основные параметры и характеристики усилителей.
- •§5 Обратная связь в усилителях.
- •Режимы работы уэ.
- •Раздел 4. Операционные усилители Общие сведения
- •Инвертирующий усилитель
- •Интегратор
- •Содержание
§4 Основные параметры и характеристики усилителей.
Любое усилительное устройство включено между источником сигнала и нагрузкой и предназначено для усиления мощности, напряжения или тока. В связи с этим основными техническими показателями У. являются:
Входные и выходные параметры
Потребляемая мощность и КПД
Коэффициенты усиления (передачи)
Линейные и нелинейные искажения
Собственные помехи У.
Амплитудная характеристика
Динамический диапазон
Взависимостиот соотношения внутреннего сопротивления источника входного сигналаRr и входного сопротивления У.RВХисточник сигнала может работать в режиме ХХ (RВХRr- У. напряжения), КЗ (RВХRr– У. тока) и согласования (RВХ=Rr– У. мощности). На рис. 14 представлена эквивалентная схема У.
В общем случае нагрузка У. представляет собой комплексное сопротивление ZН. По соотношению м/у выходнымRВЫХи нагрузочнымRНсопротивлениями У. с потенциальным выходом (RНRВЫХ), с токовым выходом (RНRВЫХ) и с мощностным выходом (RН=RВЫХ)
§5 Обратная связь в усилителях.
ОС называют передачу части мощности с-ла с выхода устройства или какого-либо промежуточного звена на его вход
У прощённая структурная схема У с ОС приведена на рис.19 цепь прямой передачи характеризующаяся коэффициентом усиления:
Цепь ОС –коэффициентом передачи цепи ОС γ:
,
где Uос= γ , Uвых- напряжение на выходе четырёхполюсника ОС
Доля мощности, передаваемая с выхода усилителя по цепи ОС на вход, обычно значительно меньше мощности, отдаваемой в нагрузку.
ОС может вводиться специально для получения необходимых характеристиках усилителя, а может возникнуть случайно (паразитные ОС).
ОС может охватывать индивидуальные каскады или усилитель в целом.
В связи с этим различают системы с однопетлевой ОС( рис. 19) и многопетлевой (рис. 20).
Различают положительную ОС (ПОС) и отрицательную(ООС)
При ПОС напряжение ОС поступает на вход в фазе со входным сигналом, в результате чего напряжение на входе усилителя складывается. При ООС напряжение ОС поступает на вход в противофазе со входным сигналом, в результате чего напряжение на входе усилителя определяется разностью напряжений, поступающих от источника сигнала и ОС.
ОС может быть. частотно-зависимой и частотно-независимой.
Цепь ОС может быть подключена ко входу и выходу усилителя различными способами.
По способу подключения цепи ОС к выходу усилителя различают:
ОС по напряжению, когда напряжение ОС пропорционально выходному напряжению в этом случае вход цепи ОС присоединён ||онагрузке (рис. 20,а)
ОС по току, когда напряжение ОС пропорционально току. В этом случае вход цепи подключен последовательно с нагрузкой ( рис 20, б)
Комбинировать ОС, когда напряжение ОС пропорционально как выходному напряжению, так и току (рис. 20, в).
а) |
б) |
в) |
|
Рис. 20 |
|
По способу подачи напряжения ОС на вход У различают:
Последовательную ОС, когда напряжение источника сигнала включено последовательно с напряжением ОС (суммирование напряжений ) ( рис 21, а).
Параллельную ОС , когда напряжение ОС и напряжение источника сигнала складываются на общем вх. Сопротивлении Уя ( суммирование токов) (рис 21,б)
Комбинированную ОС (смешанную) , которая представляет собой сочетание последовательной и параллельной по входу ОС ( рис. 21,в)
а)
|
б) |
в) |
|
Рис. 21 |
|
Определим коэффициент усиления такого Уя.
Пусть К и V величины некомплексные, т.е. без фазовых углов, тогда:
Это режим возбуждения или генерации:
а) если этот режим выполняется для одной гармоники, то полученное устройство называется генератором синусоидального напряжения.
б) если этот режим выполняется для многих гармоник- то генератор импульсного напряжения или релаксационных колебаний.
Усилители с ПОС применяются очень редко.
При ООС т.е. при введении ООС КUусилителя уменьшается, однако ООС существенно улучшает остальные параметры усилителя, поэтому в схемах усилителей ООС нашла широкое применение (уменьшение нелинейных искажений, напряжений помех)
ОС существенно изменяет входные и выходные сопротивления усилителя, влияет на АЧХ и другие характеристики усилителя.