- •Силовая электроника
- •1. Полупроводниковые приборы
- •1.1. Электропроводность полупроводников
- •1.1.1. Образование носителей заряда в собственных полупроводниках
- •1.1.2. Образование носителей заряда в примесных полупроводниках
- •1.1.3.Дрейфовое и диффузионное движение носителей заряда
- •1.2.Полупроводниковые диоды
- •1.2.1.Принцип действия и вольтамперная характеристика (вах) диода
- •1.2.2. Виды диодов
- •1.3. Биполярные транзисторы
- •1.3.1. Принцип действия транзистора.
- •1.3.2.Статические вах транзистора
- •1.4. Униполярные (полевые) транзисторы.
- •1.4.1. Полевые транзисторы с p-n переходом.
- •1.4.2. Мдп - транзисторы.
- •1.5. Тиристоры
- •1.5.1. Классификация тиристоров
- •1.5.2. Принцип работы диодного тиристора
- •1.5.3. Принцип работы триодного тиристора.
- •2. Усилители
- •2.1.Назначение и классификация усилителей
- •2.2. Принцип построения усилительных каскадов.
- •2.3. Усилительный каскад с общим эмиттером.
- •2.4. Многокаскадные усилители с конденсаторной связью.
- •2.5. Усилители мощности.
- •2.5.1 Усилитель мощности класса а с трансформаторным включением нагрузки (рисунок 2.6)
- •2.5.2. Двухтактный усилитель мощности (рисунок 2.7)
- •2.6. Усилители с обратной связью
- •2.7.Усилители постоянного тока (упт)
- •2.8. Операционные усилители (оу).
- •2.8.1. Инвертирующий усилитель (рисунок 2.19)
- •2.9.1. Компараторы. Триггер Шмитта
- •2.9.2. Мультивибраторы
- •2.9.3. Одновибраторы
- •3. Выпрямители
- •3.1. Структурная схема источника питания постоянного напряжения
- •3.1. Однофазный двухполупериодный неуправляемый выпрямитель с нулевым выводом.
- •3.2.1. Работа выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке.
- •3.2.2. Работа выпрямителя при активно-ёмкостной нагрузке
- •3.3. Однофазный мостовой выпрямитель
- •3.4. Мостовой выпрямитель с нулевой точкой трансформатора
- •3.5. Трёхфазный выпрямитель с нулевым выводом
- •3.6. Трёхфазный мостовой выпрямитель
- •3.6. Управляемый выпрямитель однофазного тока
- •4. Коммутация однооперационных тиристоров
- •4.1. Узлы параллельной коммутации.
- •4.2. Узлы последовательной коммутации
- •5. Импульсные преобразователи постоянного напряжения
- •5.1. Методы импульсного регулирования постоянного напряжения
- •5.2. Иппн с параллельной коммутацией и коммутирующим контуром, подключаемым параллельно силовому тиристору
- •5.3. Иппн с последовательной коммутацией
- •6. Инверторы.
- •6.1. Автономные инверторы тока (аит)
- •6.1.1. Однофазный параллельный инвертор тока.
- •6.1.2. Трехфазный параллельный аит
- •6.2. Автономные резонансные инверторы (аир).
- •6.2.1. Последовательный аир
- •6.2.2. Последовательный аир со встречными диодами.
- •6.3. Автономные инверторы напряжения.
- •6.3.1. Способ формирования выходного напряжения инвертора в виде импульсов чередующейся полярности и одинаковой длительности.
- •6.3.2. Широтно-импульсный способ формирования и регулирования выходного напряжения инвертора.
- •6.3.2.1. Шир с зависящей от параметров нагрузки формой кривой выходного напряжения.
- •6.3.2.2. Шир с не зависящей от параметров нагрузки формой кривой выходного напряжения.
- •6.3.3. Формирование кривой выходного напряжения инвертора с уменьшенным содержанием гармонических.
- •7. Оптоэлектроника
- •7.1. Управляемые источники света
- •7.2. Фотоприёмники.
- •2.Фотодиоды.
- •3. Фототранзисторы (рисунок 7.8).
- •4. Фототиристоры.
- •7.3. Световоды и простейшие оптроны
- •8. Цифровая техника
- •8.1.Аксиомы, законы, тождества и теоремы алгебры логики
- •8.2. Логические элементы на диодах и биполярных транзисторах.
- •8.2.1. Логический элемент или.
- •8.2.2. Логический элемент и.
- •8.2.3. Логический элемент не.
- •8.2.4. Логический элемент или-не.
- •8.2.5. Логический элемент и-не.
- •8.3. Параметры логических элементов.
- •8.4.Логические элементы на полевых транзисторах.
- •8.4.1. Логический элемент не.
- •8.4.2. Логический элемент или-не.
- •8.4.3.Логический элемент и-не.
1.4. Униполярные (полевые) транзисторы.
К классу униполярных относится транзисторы, принцип действия которых основан на использовании носителей заряда только одного знака (электронов или дырок). Управление током в них осуществляется изменением проводимости канала через который протекает ток транзистора под действием электромагнитного поля. Униполярные транзисторы разделяют на полевые транзисторы с p-n переходом и МДП – транзисторы.
1.4.1. Полевые транзисторы с p-n переходом.
Рисунок 1.31
Исток (И)- электрод, от которого начинают движение носители заряда, сток (С)- электрод, к которому движутся носители заряда, затвор (З) – электрод, управляющий движением носителей заряда. Полупроводниковые слои p-типа, образующие n-слоем два перехода, созданы с более высокой концентрацией примесей, чем n-слой. Оба p-слоя электрически связаны между собой и имеют общий внешний электрод- затвор.
Напряжение затвор- исток является обратным для обоих p-n переходов. Управляющие свойства транзистора объясняются тем, что при изменении изменяется ширина p-n переходов. Поскольку p-слой имеет большую концентрацию примесей, чем n-слой, изменение ширины p-n переда происходит, в основном за счет высокоомного n-слоя (эффект модуляции ширины базы). Сечение токопроводящего канала и его проводимость меняются, что приводит к изменению выходного тока стока прибора.
Стоковая (выходная) вольтамперная характеристика: при приведена на рисунок 1.32.
Рисунок 1.32 Рисунок 1.33
Начальная область, сильная зависимость .
Слабая зависимость .
Пробой p-n перехода.
Рассмотрим стоковую характеристику при . В области малых напряжений (участок о-а) влияние на проводимость канала незначительно и зависимость практически линейная. По мере дальнейшего увеличения (участок а-в) происходит сужение проводящего канала вблизи стока из-за расширения p-n перехода вблизи стока, что приводит к увеличению сопротивления канала и уменьшению крутизны нарастания . При подходе к границе участка II (точка в) происходит смыкание p-n переходов и проводящий канал исчезает. Дальнейшее повышение не должен приводить к увеличению тока через прибор, так как одновременно с повышением будет увеличиваться сопротивление канала. Участок III резкого увеличения характеризуется лавинным пробоем области p-n переходов вблизи стока по цепи сток- исток (точка с).
Напряжения вызывает сужение канала и уменьшение его проводимости. Поэтому стоковые характеристики транзистора при увеличении располагаются ниже, а перекрытие канала объемным зарядом p-n перехода происходит при меньшем напряжении
Стоко- затворная (входная) характеристика: при приведена на рисунке 1.33. При увеличении напряжения затвор - исток возрастает величина объемного заряда в p-n переходах, ширина канала уменьшается, ток стока уменьшается.
Основные параметры полевого транзистора: - максимальный ток стока - соответствует (точка в) на стоковой ВАХ при - максимальное напряжение стока - выбирают в 1,2-1,5 раза меньше напряжения пробоя участок сток-затвор:- напряжение отсечки- напряжение на затворе при [c] ;
при - внутреннее сопротивление, характеризует наклон стоковой характеристики на участке 2; –входное сопротивление транзистора, определяется сопротивлением p-n переходов, смещенных в обратном непротивлении.