Герасимов В.Г. (ред). - Электрические измерения и основы электроники (1998) (529641), страница 23

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 23)

Дырки полупроводника р-типа являются для него основными носителями заряда и их движению в полупроводник и-типа препятствует электрическое поле на границе раздела полупроводников. Ионы в примесных полупроводниках (как положительные, так и отрицательные), являются неподвижными носителями заряда и перемещаться не могут. 2.2.3. Входная характеристика биполярного транзистора, включенного, например, по схеме с общим эмиттером, представляет собой ВАХ р-и-перехода между базой и эмиттером, к которому приложено напряже- 11Ь ние в прямом направлении Эта характеристика аналогична прямой ветви ВАХ полупроводникового диода. Выходная характеристика транзистора при отсутствии тока базы представляет собой ВАХ р-и-перехода между коллектором и базой, к которому приложено напряжение в обратном направлении.

Следовательно, эта характеристика аналогична обратной ветви ВАХ диода. 2,3,1. В униполярном транзисторе с управляющим р-л-переходом и -каналом ток стока определяется движением основных носителей ~аряда — дырок — от истока, имеющего более высокий потенциал к стоку с меньшим потенциалом. К р-л-переходу затвор — исток должно быть приложено запирающее этот переход напряжение в обратном направлении.

Таким образом для нормальной работы транзистора данного типа потенциал затвора должен быть не ниже потенциала истока. 2.4.2. Включение тиристора при достижении на нем определенного значения прямого напряжения объясняется лавинообразным увеличением количества носитслсй заряда в результате ударной ионизации под влиянием нарастающего электрического поля.

Ток через управляющий электрод способствует введению дополнительных носителей заряда и уменьшает таким образом значение прямого напряжения, при котором происходит переход тиристора в проводящее состояние. Выключение тиристора осуществляется снижением напряжения на нЕм до некоторого минимального значения, которое не зависит от тока через управляющий электрод. 2.5.3. Режим работы фотодиода с внешним источником ЭДС называется фотопреобразовательным.

Фотодиод при этом подключается к источнику в обратном направлении. При отсутствии освещения фотодиод работает как обычный диод, включенный в обратном направлении, т с в цепи будет существовать небольшой ток, определяемый движением через запирающий слой неосновных носителей заряда При освещении фотодиода, под воздействием на р-и-переход светового потока происходит освобождение неосновных носителей заряда вблизи запирающего слоя и ток через фотодиод увеличится, причем увеличение тока будет связано с увеличением светового потока.

При подключении фотодиода к источнику в прямом направлении запирающий слой исчезает, ток будет определяться лишь собственным сопротивлением полупроводника и не бУдет зависеть от освещенности фотоднода. Фоторезистор отличается от фотодиода отсутствием р-п-перехода, ток через него не зависит от полярности приложенного напряжения и определяется проводимость1о фоторсзистора.

которая повышается с увеличением светового потока. 2.6.3. Навесные и пленочные пассивные элементы (за исключением пленочных проводников) в полупроводниковых иитегряяьных микросхс- 117 мах не применяются. В качестве резисторов используют участки легированного полупроводника, а также биполярные транзисторы в специальном включении.

2.7.3 Фототранзистор, в отличие от фотодиода, является усилителем базового тока, возникающего при попадании на базу светового излучения. Однако из-за относительно большой емкости эмиттерного перехода фототранзистор по быстродействию значительно уступает фотодиоду. Гальваническая развязка между входом и выходом существует в любых типах оптронов, в этом одно из преимуществ оптронов перед обычными полупроводниковыми приборами.

2.8.1. ВАХ светодиода не отличается от ВАХ обычного полупроводникового диода. Светодиод включается в цепь источника в прямом направлении и рабочим участком его ВАХ является ее прямая ветвь. Как известно, напряжение на включенном в прямом направлении диоде мало зависит от тока через него, поэтому добавочный резистор служит для ограничения рабочего тока через светодиод. Цвет излучения светодиода зависит лишь от типа введенных в полупроводник примесей. Глава третья ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ З.1.

ОВШИК СВЕДЕНИЯ При решении многих инженерных задач, например при измерении электрических и неэлектрических величин, контроле и автомати>ации технологических процессов, возникает необходимость в усилении электрических сигналов. Для этой цели служат электронные усилители, т.е устройства, предназначенные для усиления напряжения, тока и мощности. В современных усилителях, широко применяемых в промышленной электронике, используются транзисторы (биполярные и полевые) и интегральные микросхемы.

Простейшим электронным усилителем является усилительный каскад (рис.3.1.), содержащий нелинейный управляемый' элемент УЭ (транзистор), резистор Я и источник электрической энергии Е Усилительный каскад имеет входную цепь, к которой подводится входное напряжение и,„(усиливаемый сигнал), и выходную цепь для получения выходного напряжения и„,„(усиленный сигнал) Усиленный сигнал имеет значительно большую мощность по сравнению с входным сигналом.

Увеличение мощности сигнала происходит за счет источника электрической энергии Е. Процесс усиления осуществляется посредством изменения тока УЭ, а следовательно, и тока в выходной цепи, под воздействием входного напряжения Выходное напряжение снимается с УЭ или резистора А, Таким образом, усиление основано на преобразовании электрической энергии источника постояннои ЭДС Е в энергию выходного сигнала за счет изменения сопротивления УЭ по закону, задаваемому входным сигналом Усилительные свойства усилителя зависят от степени влияния входного сигнала на ток управляемого элемента чем больше это влияние, тем больше будет падение напряжения от тока УЭ на резисторе, а ~начит, и выходное напряжение, которое зависит также от сопротив- ления резистора А.

рис 3 ! Структурная схема усилительного каскада Иах Основными параметрами усилительного каскада являются коэффициент усиления па напря ж енанэ К = """ . ьаэффиииент ь с нлс ния па тая1 (1вьг~ ! вмх вх К,- — """ и коэффициент усиления па мощности 2вл К = Р~""= ('вмх~ ' =К К Р= — У (3 1) ~вл ~~вл ~вх В некоторых усилительных каскадах один из двух коэффициентов усиления может быггь меньше единицы. те К~ с1 или Кс с1 Но в любом случае коэффициент усиления по мощносз и КР» 1 В зависимости от того, какой параметр входного сигнала (напряжение, ток или мощность) требуется увели ~нть с помощью усилительного каскада, различают усилительные каскады напряжения, тока и мощности Усилительный каскад напряжения имеет коэффициент усиления Кс, как правило, равный нескольким десяткам В инженернои практике очень часто бывает необходимо получить значительно больший коэффициент усиления по напряжению, достигающии многих тысяч и даже миллионов Для решения такои задачи используют много- каскадные усилигели, в которых каждьш последующии каскад подключен н выходу предыдущего (рис 3 2) Ка эффнцненп~ ) с и эетиг па аапря ясепняэ чногалси яаднсэго ус и энте пя (э'вмх и и= х вх1 (3 2) При выполнении условий ивь,„)=пвх2.

пв„х2=пв,з,, пвм,я ~)— - наля он равен произведению коэффициентов усиления всех каскадов (- нмх и 2 К„ (3 2а) Рш " 2 Структурная схема л1но~ окаскалного усилителя 120 Усилители тока применяют в тех случаях. когда в нагрузочном устройстве, обладающем, как правило, малым сопротивлением (реле, индикатор тока), требуется получить значительный ток. Усилителями мощности обычно являются выходные каскады много- каскадных усилителей. Они работают в режимах, обеспечивающих получение максимально возможной мощности нагрузочного устройства.

В зависимости от диапазона частот входных сигналов, для усиления которых предназначены усилители, последние подразделяют на несколько видов. Для усиления медленно изменяющихся сигналов используют усилители постоянного тока (УПТ), для усиления сигналов в диапазоне от десятков герц до десятков килогерц — усилители низкой частоты (УНЧ), для усиления сигналов в диапазоне частот от сотен килогерц до десятков и сотен мегагерц — усилители высокой частоты (УВЧ). Для усиления импульсных сигналов. имеющих спектр частот от десятков герц до сотен мегагерц, применяют импульсные усилители, которые называют также широкополосными (ШПУ). При необходимости усиления сигналов в узком диапазоне частот применяют узкополосные, или избирательные, усилители. Способы соединения (связи) каскадов зависят от видя многокаскадного усилителя.

Характеристики

Список файлов книги