- •Лабораторная работа №201 Исследование характеристик полупроводниковых диодов
- •Порядок выполнения
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Электронно- дырочный переход и его применение Электронно-дырочный переход и его вольт-амперная характеристика
- •Полупроводниковые диоды и их характеристики
- •Выпрямительные диоды
- •Импульсные диоды
- •Высокочастотные диоды
- •Туннельные диоды
- •Варикапы
- •Светодиоды
- •Фотодиоды
- •Оптопары
- •Магнитодиоды
- •1. Исследование статических характеристик транзистора,
- •2. Исследование усилительных свойств транзистора
- •3.Экспериментальное исследование усилителя
- •4. Исследование влияния обратной связи на свойства усилителя
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Виртуальный эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование статических характеристик транзистора,
- •2. Исследование усилительных свойств транзистора
- •3. Исследование усилителя с емкостной связью по схеме с оэ
- •4. Исследование влияния обратной связи на свойства усилителя
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Биполярный транзистор Структура, принцип действия, статические характеристики
- •Графический анализ процесса усиления электрического сигнала на биполярном транзисторе
- •Эквивалентные схемы биполярного транзистора
- •Частотные свойства транзистора
- •Аналитический расчет усилителя при схеме включения с оэ
- •Аналитический расчет усилителя при схеме включения с оэ
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Полевые транзисторы
- •Полевые транзисторы с управляющим - переходом
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •Дифференциальные параметры и эквивалентная схема полевого транзистора
- •Усилительные свойства полевых транзисторов
- •3. Определение дифференциального коэффициента усиления
- •4. Измерение входного сопротивления
- •5. Измерение выходного сопротивления
- •6. Исследование амплитудно-частотной и фазовой характеристик оу
- •7. Исследование переходной характеристики
- •Расчетное задание
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •2. Определение напряжения смещения нуля операционного усилителя
- •3. Измерение входных токов смещения и разности
- •4. Определение значения входного сопротивления оу
- •5. Определение значения выходного сопротивления оу
- •6. Измерение коэффициента ослабления синфазного сигнала
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Общие сведения об операционных усилителях
- •Основные параметры операционных усилителей
- •Основные характеристики операционного усилителя
- •Параметры операционных усилителей 140уд7 и 140уд8
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Усилители постоянного и переменного напряжения
- •Идеальный операционный усилитель
- •Инвертирующий усилитель постоянного тока
- •Усилитель с емкостной связью
- •Сведения о конденсаторах и резисторах широкого применения
- •2. Исследование генератора с фазовращающей цепью
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Физический эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование генератора с цепью нулевого фазового сдвига
- •2. Исследование генератора с фазовращающей цепью
- •Генератор с цепью нулевого фазового сдвига
- •Генератор с фазосдвигающей цепью
- •1. Исследовать работу компаратора
- •2. Исследование работы триггера Шмидта
- •3. Исследование работы симметричного мультивибратора
- •4. Исследование работы несимметричного мультивибратора
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Виртуальный эксперимент
- •Порядок выполнения работы
- •1.Исследование работы компаратора
- •2. Исследование работы триггера Шмидта
- •3. Исследование работы симметричного мультивибратора
- •4. Исследование работы несимметричного мультивибратора
- •5. Исследование одновибратора
- •6. Исследование схемы генератора линейно изменяющихся напряжений
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Краткие теоретические сведения Импульсные схемы на операционных усилителях
- •Компараторы
- •Триггер Шмидта
- •Мультивибратор на основе оу
- •Одновибратор
- •Генераторы линейно изменяющегося напряжения
Одновибратор
Одновибратор – это генератор одиночного прямоугольного импульса напряжения заданной длительности и амплитуды. Прямоугольный импульс формируется после подачи на вход схемы запускающего короткого импульса. Одновибратор называют иногда ждущим мультивибратором, т.к. он находится в устойчивом состоянии «ожидания» до тех пор, пока не придет запускающий импульс. После прихода запускающего импульса начинается процесс генерации прямоугольного импульса, длительность которого определяется хронирующей цепью. Одновибратор (рис.25) реализуется путем преобразования схемы мультивибратора, в которой, для создания ждущего режима работы, параллельно конденсатору С подключен диод VD1.
Рис.25. Схема одновибратора
При указанном направлении включения диода, напряжение на выходе схемы в исходном состоянии будет равно и может сохраняться сколь угодно долго за счет обратной связи через резисторы и .
Действительно, напряжение на инвертирующем входе будет равно 0, т.к. диод VD1 открыт, а напряжение на неинвертирующем входе определяется отрицательным напряжением обратной связи
.
В схему включается цепь запуска, состоящая из диффенцирующей цепи , и диода . Входной короткий прямоугольный импульс с помощью дифференцирующей цепи преобразуется в два разнополярных остроконечных импульса. Положительный остроконечный импульс через диод VD2 подается на неинвертирующий вход ОУ.
Рассмотрим работу одновибратора в соответствии с временной диаграммой (рис. 26).
Рис.26. Временная диаграмма работы одновибратора
На интервале времени 0-1 одновибратор находится в устойчивом состоянии. С приходом короткого запускающего импульса, который подается на неинвертирующий вход ОУ, компаратор срабатывает, и напряжение на выходе принимает значение . На резисторе формируется напряжение срабатывания
.
За счет этого напряжения диод будет закрыт; цепь запуска отключается, что исключает влияние помех на процесс формирования импульса.
Прямоугольный импульс формируется следующим образом. Под действием напряжения конденсатор через резистор заряжается по экспоненциальному закону. Напряжение на конденсаторе стремится к значению . В точке 2 напряжение на конденсаторе становится равным , что приводит к срабатыванию компаратора. На интервале времени 1-2 появляется импульс положительного напряжения длительностью . Напряжение на выходе принимает значение , и конденсатор начинает перезаряжаться. Напряжение на конденсаторе стремится к значению , но в точке 3 напряжение на конденсаторе примет отрицательное значение, близкое к нулю; диод откроется, и напряжение на выходе будет сохраняться постоянным и равным до прихода следующего запускающего импульса.
На интервале времени 2-3 ( ) происходит переходный процесс восстановления первоначального состояния одновибратора. В течении этого времени подавать запускающий импульс нельзя, т.к. это приведет к нарушению работы одновибратора. Интервал времени ограничивает возможную частоту подачи запускающих импульсов.
Проведем анализ работы схемы; найдем длительности импульса и времени восстановления , используя уравнение заряда конденсатора под действием постоянного напряжения
,
где - текущее значение напряжения на конденсаторе;
- напряжение, к которому стремится напряжение на конденсаторе при ;
- напряжение на конденсаторе при ;
- постоянная времени заряда конденсатора.
Определим , поместим начало координат в точку 1 и для нее запишем
, =0.
Для точки 2 запишем , , .
Подставив записанные значения напряжений в уравнение заряда конденсатора, получим
.
Аналогично определим длительность , поместим начало координат в точку 2 и для нее запишем: , = .
Для точки 3 запишем: , , .
Подставив, записанные значения напряжений в уравнение заряда конденсатора, получим
.
Для увеличения возможной частоты подачи запускающих импульсов необходимо уменьшить постоянную времени разряда конденсатора, для чего параллельно резистору включают цепь ( показана на рис.25 пунктиром), обеспечивающую дополнительный путь для тока разряда.