- •Техническая Электроника
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1 пассивные компоненты электронных устройств
- •1.1. Резисторы
- •Числовые коэффициенты первых трех рядов
- •Допустимые отклонения сопротивлений
- •Основные параметры резисторов
- •1.1.1. Система условных обозначений и маркировка резисторов
- •Специальные резисторы
- •1.2. Конденсаторы
- •1.2.1. Система условных обозначений конденсаторов
- •1.2.2. Параметры постоянных конденсаторов
- •1.2.3. Конденсаторы переменной ёмкости
- •1.3. Катушки индуктивности
- •Параметры катушек индуктивности
- •Глава 2 полупроводниковые диоды
- •2.1. Физические основы полупроводниковых приборов
- •2.2. Примесные полупроводники
- •2.3. Электронно-дырочный переход
- •2.4. Физические процессы в p–n переходе
- •2.5. Контактная разность потенциалов
- •2.6. Прямое включение p–n перехода
- •2.7. Обратное включение p–n перехода
- •2.8. Вольт–амперная характеристика p–n перехода
- •2.9. Пробой p–n перехода
- •2.10. Емкостные свойства p–n перехода
- •2.11. Полупроводниковые диоды
- •Система обозначения полупроводниковых диодов
- •2.12. Выпрямительные диоды
- •Параметры выпрямительных диодов
- •2.13. Стабилитроны
- •Параметры стабилитрона
- •2.14. Варикапы
- •Параметры варикапов
- •2.15. Импульсные диоды
- •Параметры импульсных диодов
- •2.15.1. Диоды с накоплением заряда и диоды Шотки
- •2.16. Туннельные диоды
- •Параметры туннельных диодов
- •2.17. Обращенные диоды
- •Глава 3 биполярные транзисторы
- •3.1. Режимы работы биполярного транзистора
- •3.2. Принцип действия транзистора
- •3.3. Токи в транзисторе
- •3.4. Статические характеристики
- •3.4.1. Статические характеристики в схеме с об входные характеристики
- •Выходные характеристики
- •Характеристики прямой передачи
- •Характеристики обратной связи
- •3.5. Статические характеристики транзистора в схеме с оэ
- •3.6. Малосигнальные параметры Дифференциальные параметры транзистора
- •Система z–параметров.
- •Система y–параметров
- •Система h–параметров
- •Определение h–параметров по статическим характеристикам
- •3.7. Малосигнальная модель транзистора
- •3.8. Моделирование транзистора
- •3.9. Частотные свойства транзисторов
- •3.10. Параметры биполярных транзисторов
- •Глава 4 полевые транзисторы
- •4.1. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом
- •Статические характеристики
- •4.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •4.2.2. Статические характеристики мдп-транзистора с
- •4.3. Полевые транзисторы со встроенным каналом
- •4.4. Cтатические характеристики транзистора со
- •4.5. Cпособы включения полевых транзисторов
- •4.6. Полевой транзистор как линейный четырехполюсник
- •4.7. Эквивалентная схема и частотные свойства
- •4.8. Основные параметры полевых транзисторов
- •Глава 5 полупроводниковые переключающие приборы
- •5.1. Диодный тиристор
- •5.2. Триодный тиристор
- •5.3. Симметричные тиристоры (симисторы)
- •5.4. Параметры тиристоров
- •Глава 6 электронно-лучевые приборы
- •6.1. Электростатическая система фокусировки луча
- •6.2. Электростатическая отклоняющая система
- •6.3. Трубки с магнитным управлением электронным лучом
- •6.4. Экраны электронно-лучевых трубок
- •6.5. Система обозначения электронно-лучевых трубок
- •6.6. Осциллографические трубки
- •6.7. Индикаторные трубки
- •6.8. Кинескопы
- •6.9. Цветные кинескопы
- •Глава 7 элементы и устройства оптоэлектроники
- •7.1. Источники оптического излучения
- •7.2. Характеристики светодиодов
- •7.3. Основные параметры светодиодов
- •7.4. Полупроводниковые приемники излучения
- •7.5. Фоторезисторы
- •7.6. Характеристики фоторезистора
- •7.7. Параметры фоторезистора
- •7.8. Фотодиоды
- •7.9. Характеристики и параметры фотодиода
- •7.10. Фотоэлементы
- •7.11. Фототранзисторы
- •7.12. Основные характеристики и параметры фототранзисторов
- •7.13. Фототиристоры
- •7.14. Оптопары
- •7.15. Входные и выходные параметры оптопар
- •7.16. Жидкокристаллические индикаторы
- •Параметры жки
- •Глава 8 элементы интегральных микросхем
- •8.1. Пассивные элементы интегральных микросхем
- •8.1.1. Резисторы
- •8.1.2. Конденсаторы
- •8.1.3. Пленочные конденсаторы
- •8.2. Биполярные транзисторы
- •8.3. Диоды полупроводниковых имс
- •8.4. Биполярные транзисторы с инжекционным питанием
- •8.5. Полупроводниковые приборы c зарядовой связью
- •Применение пзс
- •Параметры элементов пзс
- •Глава 9 основы цифровой техники
- •9.1. Электронные ключевые схемы
- •9.2. Ключи на биполярном транзисторе
- •9.3. Ключ с барьером Шотки
- •9.4. Ключи на мдп транзисторах
- •9.5. Ключ на комплементарных транзисторах
- •9.6. Алгебра логики и основные её законы
- •9.7. Логические элементы и их классификация
- •Классификация ис по функциональному назначению
- •Классификация ис по функциональному назначению
- •9.8. Базовые логические элементы цифровых
- •9.9. Диодно–транзисторная логика
- •9.10. Транзисторно–транзисторная логика (ттл)
- •9.11. Микросхемы ттл серий с открытым коллектором
- •9.12. Правила схемного включения элементов
- •9.13. Эмиттерно–связанная логика
- •9.14. Интегральная инжекционная логика (и2л)
- •9.15. Логические элементы на мдп-транзисторах
- •9.16. Параметры цифровых ис
- •9.17. Триггеры
- •Параметры триггеров
- •9.18. Мультивибраторы
- •9.18.1. Мультивибраторы на логических интегральных элементах
- •9.18.2. Автоколебательный мультивибратор с
- •9.18.3. Автоколебательные мультивибраторы с
- •9.18.4. Ждущие мультивибраторы
- •Глава 10 аналоговые устройства
- •10.1. Классификация аналоговых электронных устройств
- •10.2. Основные технические показатели и характеристики аналоговых устройств
- •10.3. Методы обеспечения режима работы транзистора в каскадах усиления
- •10.3.1. Схема с фиксированным током базы
- •10.3.2. Схема с фиксированным напряжением база–эмиттер
- •10.3.3. Схемы с температурной стабилизацией
- •10.4. Стабильность рабочей точки
- •10.5. Способы задания режима покоя в усилительных
- •10.6. Обратные связи в усилителях
- •10.6.1. Последовательная обратная связь по напряжению
- •10.6.2. Последовательная обратная связь по току
- •10.7. Режимы работы усилительных каскадов
- •10.8. Работа активных элементов с нагрузкой
- •10.9. Усилительный каскад с общим эмиттером
- •10.10. Усилительный каскад по схеме с общей базой
- •10.11. Усилительный каскад с общим коллектором
- •10.12. Усилительные каскады на полевых транзисторах
- •10.12.1. Усилительный каскад с ои
- •10.12.2. Усилительный каскад с общим стоком
- •10.13. Усилители постоянного тока
- •Глава 11 Дифференциальные и операционные усилители
- •11.1. Дифференциальные усилители
- •11.2. Операционные усилители
- •11.3. Параметры операционных усилителей
- •11.4. Амплитудно и фазочастотные характеристики оу
- •11.5. Устройство операционных усилителей
- •11.6. Оу общего применения
- •11.7. Инвертирующий усилитель
- •11.8. Неинвертирующий усилитель
- •11.9. Суммирующие схемы
- •11.9.1. Инвертирующий сумматор
- •11.9.2. Неинвертирующий сумматор
- •11.9.3. Интегрирующий усилитель
- •11.9.4. Дифференцирующий усилитель
- •11.9.5. Логарифмические схемы
- •11.9.6. Антилогарифмирующий усилитель
- •Глава 12 компараторы напряжения
- •Глава 13 Цифро-аналоговые преобразователи
- •13.1. Параметры цап
- •13.2. Устройство цап
- •Глава 14 Аналого-цифровые преобразователи
- •14.1. Параметры ацп
- •14.2. Классификация ацп
- •14.3. Ацп последовательного приближения
- •ЛитературА
Числовые коэффициенты первых трех рядов
номиналов сопротивлений
E6 20 % |
E12 10 % |
E24 5 % |
E6 20 % |
E12 10 % |
E24 5 % |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
3,3 |
3,3 |
3,3 |
– |
– |
1,1 |
– |
– |
3,6 |
– |
1,2 |
1,2 |
– |
3,9 |
3,9 |
– |
– |
1,3 |
– |
– |
4,3 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
– |
– |
1,6 |
– |
– |
5,1 |
– |
1,8 |
1,8 |
– |
5,6 |
5,6 |
– |
– |
2,0 |
– |
– |
6,2 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
6,8 |
6,8 |
6,8 |
– |
– |
2,4 |
– |
– |
7,5 |
– |
2,7 |
2,7 |
– |
8,2 |
8,2 |
– |
– |
3,0 |
– |
– |
9,1 |
Собственные шумы резистора имеют две составляющие: тепловую и токовую. Тепловые шумы появляются вследствие тепловых движений носителей заряда (электронов) в резистивном слое. Напряжение теплового шума не зависит от материала, а зависит от температуры и сопротивления, и определяется по формуле
, (1.3)
где k – постоянная Больцмана (k = 1,3810–23 Дж/град); Т – абсолютная температура; R – сопротивление в Ом; – полоса частот в Гц, в которой измеряется тепловой шум.
Тепловые шумы существуют независимо от тока, протекающего по резистору, и характеризуются непрерывным, широким и практически равномерным спектром.
При протекании тока по непроволочному резистору возникают еще и токовые шумы, которые обусловлены дискретной структурой резистивного слоя. При прохождении электрического тока происходит местный нагрев зерен проводника, что приводит к изменению контактных сопротивлений между ними, а также к временному изменению объемной концентрации электронов в проводящем слое. В результате этого изменяется значение сопротивления и тока, и на резисторе появляется токовая шумовая составляющая напряжения.
Таблица 1.2
Допустимые отклонения сопротивлений
-
Допустимое
отклонение, %
Кодированное
обозначение
0,001
E
0,002
L
0,005
R
0,01
P
0,02
U
0,05
X
0,1
B
0,25
C
0,5
D
1
F
2
G
5
J
10
K
20
M
50
N
Токовый шум имеет непрерывный спектр, а плотность мощности шума зависит от частоты. Принято определять уровень шума на композиционных (объемных) резисторах в полосе частот от f1 = 60 Гц до f2 = 6 кГц, т.е. для двух декад.
Напряжение токового шума можно определить через величину номинальной мощности, рассеиваемой резистором
, (1.4)
где k – коэффициент, зависящий от конструкции резистора, свойств резистивного слоя, полосы частот. Уровень токовых шумов оценивается отношением действующего значения переменной составляющей напряжения на резисторе к постоянному напряжению на нем U
.
Уровень токовых шумов находится в пределах 1…5 мкB/В, причем у композиционных резисторов в несколько раз больше, чем у пленочных, что является их существенным недостатком. А у проволочных резисторов, в том же частотном диапазоне, уровень токовых шумов составляет порядка 0,1 мкВ/В. Чем однороднее структура резистивного элемента, тем меньше токовый шум. Поэтому величина токового шума часто используется для прогнозирования физических свойств резистивных материалов. У регулируемых резисторов уровень токовых шумов достигает порядка 50 мкВ/В.
В электрической цепи, содержащей несколько резисторов, источники шумов обычно считаются некоррелированными, и напряжение суммарного шума определяется уравнением
, (1.5)
где n – количество резисторов.
В переменных резисторах, помимо тепловых и токовых шумов, на выходное напряжение влияет напряжение шумов вращения, которое значительно выше тепловых и токовых и достигает примерно 30…40 дБ.
Стабильность сопротивления резисторов при действии температуры характеризуется температурным коэффициентом сопротивления
, (1.6)
где Т – температура; R0т – сопротивление при номинальной температуре.
Температурный коэффициент сопротивления изменяется в зависимости от температуры, и в первом приближении его значение считают постоянным во всем диапазоне рабочих температур или в двух интервалах температур: от +25 °C и ниже и от +25 °C и выше. Во многих случаях оговаривается его максимальное значение.
Надежность резисторов характеризуется средним временем работы до отказа. Резистор является нагруженным элементом, поэтому закономерности его длительной работы (надежности) оказываются сложными.
Разрешающая способность переменных резисторов показывает, при каком наименьшем изменении угла поворота подвижной системы изменение сопротивления резистора может быть различимо. Количественно разрешающая способность равна отношению фиксированного сопротивления к полному сопротивлению резистора. Для переменных резисторов общего применения она составляет у однооборотных порядка 0,02…0,4 %, у многооборотных 0,01…0,2 %.
Износоустойчивость – способность резистора сохранять параметры в определенных пределах при многократном вращении подвижной системы. Она оценивается числом циклов перемещения подвижной системы при сохранении стабильности параметров. У регулировочных резисторов она составляет (5…20)103, у подстроечных порядка 1000 циклов.