Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи (1987)

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 5 9 !3 33 33 45 87 92 98 100 102 У05 132 136 Глава 1. Поаупроводниковые диоды 9 1,1. Физические пропессы в р-и-переходе . 9 1,2, Типы полупроволннковых диодов.. Примеры и задачи Глава 2. Транзисторм. Расчет оляночных ласкалов 8 2,1. Бнполярные транзисторы. Примеры и задачи . 9 2.2. Полевые транзисторы Примеры Глава 3.

Мвогокаскадвые усилители с реостатпо-емкостныме свпзимв $3.1. Характеристнки в области средних частот . 9 3.2. Характеристики в области низших частот . 9 З.З. Характеристики в области высших частот Примеры и задачи Глава 4. Обратные связи в усилителях 9 4.1. Понятие обратной связи Примеры и задачи $4.2. Усилители с последовательной обратной связью Примеры и задачи . $4.3. Усилители с параллельной обратной связью ' Примеры и задачи $4А Схемы усилителей с обратной связью .

Примеры и задачи Глава 5. Усилителе мощности 9 5.1. Одиотактный трансформаторный усилитель б 5.2. Двухтактный трансформаторный усилитель 1!2 113 115 116 118 119 128 139 143 147 !76 с цепями минимального с цепями максимального 230 202 209 21! 213 213 215 231 253 253 255 265 267 272 2794 6 5.3. бестрансформаторные уаглители мощности Примеры и задачи Глава 6.

Усилители постоянного тоиа 6 6.!. Небалансные усилители . Прямер. 6 6.2. Балансные (ызфференциальные) усилители . Пример . 6 6.3. Усилители постоянного тока на операционных усилителях Примеры н задачи Г л а в а 7. Избирательные усилвтели и игпгеные фиаьтры .

6 7.!. Резонансные усилители . Примеры и задачи 8 7.2. Избирательные йС-усилители типа . Примеры и задачи, 6 7.3. Избирательные йС-усилители типа . Примеры и задачи 6 7.4. Активные фильтры. Примеры и задачи Глава 8. Транзисторные ключа 6 8.!. Ключи на биполярнык транзисторах Примеры н задачи 6 8.2. МДП-транзисторные ключа Примеры и задачи . Г л а в а 9. Логические пятегральяые маяросхпны 6 9.!.

Общие сведения . 6 9.2. базовые рлемснты логических интегральных микросхем Примеры и задачи Г л а в а 10. Триггерные устройства . 6 10.1. Асинхронные и синхронные триггеры Примеры и задачи . 6 10.2. Трип.еры Шмитта Примеры и калачи . Г л а в а 11. Рслаксацповяые генератеры прпмоугольных пульсов 8 11.!. Релаксационные генераторы на транзисторах Примеры и задачи . 148 148 15! 156 !59 169 176 178 !80 !83 186 !88 190 198 х 1! 2. релаксацнонньге генераторы на интегратьных микросхемах......,......,....

„289 Примеры и залечи.............. 295 1 л а в а 12 Генераторы яялообразиого напряжжжя а 12.1, Пранцип получения пилообразного напряжения . а 12 2, улучгление параметров генераторов пилообразного пряжения Примеры и задачи . Глава 13. Стабнлвзаторы наиряжеиня 9 13 1. Парзметрические стабилизаторы 9 13.2. Компенсационные стабилизаторы Примеры, Литература . 301 301 на- 310 319 32! 326 331 ВВК 33.85 Р20 УДК 621.38 Г. И. Иэъксров, Г. В. Королев, В.

А. Терехов, М. А. Ожотви, В. Н. Серов Репензенты: кафедра автоматнзапин проектирования Москонского высшего технического училвзпа им. Н. Э. Баумана (зав. кафедрой — проф. И. П. Норевков), кафедра электрофизики Московского энергетического института (зав. кафедрон— проф. В. П Миронов) ББК ЗУ.85 бФО.З Ог Издательство «Высшаа школаа, 1987 Расчет электронньгх схем. Примеры и задачи: Р24 Учеб. пособие длп вузов по спец.

электрон. техники(Г. И. Изъюрова, Г. В. Королев, В. А. Терехов и др.— М.: Высш. шк., 1987.— 335 с; ил. Книга содержит примеры расчета электронных устройств на псяуировснниковых днодзх, биполярных и полевых траяэясторах, интегральных микросхемах. Канлая гааза сссэ.опт пз краткого теоретического введения (описания прннннпсв работы прапоров и устройств и основных соогношений длл расчета), примеров расчета и задач длл сямоетоятелыого репжния. 2463600600 — 148 э — кя-в-в-и 001(61)-87 ГЛАВА 1 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЬ~ й 1.1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В р-в-ПЕРЕХОДЕ Основным элементом большинства полупроводниковых приборов является электронно-лырочный переход (р-л-переход), представляющий собой переходный слой между двумя областямн полупроводника, одна из которых имеет электронную электропровадность, другая — дырочиую.

Разность потенциалов <р„в переходе, обусловленную градиентом концентрации носителей заряда, называют контактной разностью потенциалов: й~а)~д ~~ Рр <р„= — 1п = — 1п — ", (1.1) е из е р„ где /с — постоянная Больцмана; е — зарял электрона; Т вЂ” температура;)т, и И,„ — концентрации акцепторов и доноров в дырочной и электронной областях соответственно; р, и р„ — концентрации дырок в р- и и-областях соответственно; и, — собственная концентрация. Обычно контактная разность потенциалов имеет порядок десятых долей вольт.

Толщину несимметричного резкого р-л-перехода рассчитывают по формуле (12) где е — относительная диэлектрическая проницаемость материала полупроводника; е — диэлектрическая постоянная свободного пространства. Толщина электронно-дырочных переходов имеет порядок от сотых долей до единиц микрометров. Полупроводниковый прибор с р-а-переходом, имеющий два амических вывода, называют полупроводниковым диодом (рис. 1.1). Одна из областей р-в-структуры (р+), называемая эмиттером, имеет большую концентрацию основных носителей заряда, чем другая область, называемая базой. Статическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) полупроводникового диода изображена на рис.

12. Здесь же пунктиром показана теоретическая ВАХ электронно-дырочного перехода, определяемая соотношением 1 = 1 (еИ"'М вЂ” 1), (1,З) где 1е — обратный ток насыщения (ток экстракции, обусловленный неосновными носителями заряда; значение его очень мало); Н вЂ” напряжение на р-и-переходе; ~р,.= = 1:Т/е — температурный потенциал (я — постоянная Больцмана, Т вЂ” температура, е — заряд электрона); е — поправочный коэффициент: т = 1 для германиевых р-л-переходов и и = 2 для кремниевых р-и-переходов при малом токе. Кремниевые диоды имеют существенно меньшее значение эбратного тока по сравнению с германиевыми вследствие бочее низкой концентрации неосновных носителей заряда.

Обратная ветвь ВАХ у кремниевых диодов при данном масштабе практически сливается с осью абсцисс. Прямая ветвь ВАХ у кремниевых диодов расположена значительно правее, чем у германиевых Влияние температуры на вольт-амперные х а р ах т е р и от и к и.

На вольт-амперные характеристики диода оказывает существенное влияние температура окружающей среды. При увеличении температуры обратный ток насыщения увеличивается примерно в 2 раза у германиевых и в 2,5 раза у кремниевых диодов на каждые 10'С., Для германиевых диодов уа(2) =1ш .2Гг-тйПо (1.4) где ток 1»д измерен при температуре Т,. Если через германиевый диод протекает постоянный ток, при изменении температуры падение напряжения иа диоде изменяется приблизительно на 2,5 мВ/'С: ИЩТ вЂ” 2,5 мВ/'С Для диодов в интегральном исполнении ЛУДИТ составляет от — 1,5 мВ/ С в нормальном режиме до — 2 мВ/'С в режиме микро токов. Максимально допустимое увеличение обратного тока диода определяет максимально допустимую температуру диода, которая составляет 80 — 100'С для германиевых диодов и 150 — ЮО С для кремниевых.

Минимально допустимая температура диода лежит в пределах -(60 —: 70)'С. Дифференциальным сопротивлением диода называют отно- шение приращения напряжения на диоде к вызванному им приращению тока: г,е = Л//сУ. Из выражения (13) следует, что г»»ф — ф»/й (1.7) Пробой диода. При обратном напряжении диода свыше определенного критического значения наблюдается ршкий рост обратного тока (рис. 1.3). Это явление называют пробоем диода. Пробой диода возникает либо в рюультате воздействия сильного электрического поля в р-л-переходе (рис. 1.3, кривая а) (электрический пробой может быть туннельным илн лавинным), либо в результате разогрева перехода при протекании тока большого значения и прн недостаточном теплоотводе, не обеспечивающем устойчивость теплового режима перехода (рис. 1.3, кривая б) (тепловой пробой). Электрический пробой обратим, т.е.

он не приводит к повреждешпо диода, н прн снижении обратного напряжения свойства диода сохраняют- геееетасж Тепловой пробой является 77 ~аггее необратимым. Нормальная ра- ! бота диода в качестве элемента 7 Рееетте с односторонней проводи- 7 7 7 мосгью возможна лишь в режи- »ее е мах, когда обратное напряже- 7(яе = е де ние не превышает пробивного значения. Возможность теплового пробоя диода учитывает- Рае. Х.Я ся указанием в паспорте на прибор допустимого обратного напряжения П,г и температурного днацазона работы. Напряжение пробоя зависит от типа диода и температуры окружающей среды. Значение допустимого обратного напряжения устанавливается с учетом исключения возможности электрического пробоя н составляет (0,5+ 0,8) П„е.