1. Уравнение электродинамических процессов в полупроводниковых приборах

Процессы в полупроводниковых приборах описываются тремя основными уравнениями в частных производных : уравнением плотности тока, характеризующим образование направленных потоков заряда; уравнением непрерывности, отражающим накопление и рассасывание подвижных носителей заряда, и уравнением Пуассона, описывающим электрические поля в полупроводнике.

Уравнением плотности тока В общем случае:

,

где   — нормальная (ортогональная) составляющая вектора плотности тока по отношению к элементу площади  ; вектор   - специально вводимый вектор элемента площади, ортогональный элементарной площадке и имеющий абсолютную величину, равную ее площади, позволяющий записать подынтегральное выражение как обычное скалярное произведение.

Уравнением Пуассона. Это уравнение имеет вид: 

где   — оператор Лапласа или лапласиан, а   — вещественная или комплексная функция на некотором многообразии.

В трёхмерной декартовой системе координат уравнение принимает форму:

2. Параметры и характеристики усилителей

Приведем основные характеристики многокаскадных усилителей.

1. Амплитудная характеристика, показывающая зависимость величины выходного напряжения усилителя от величины входного напряжения при постоянной частоте усиливаемого сигнала, то есть U_вых = f(U_вх) при f = = соnst » 400 или 1000 Гц (рис. 2, а). Чтобы нелинейные  искажения не превышали допустимой величины, используется только линейный участок амплитудной характеристики.

Наличие внутренних шумовых помех приводит к тому, что при отсутствии входного сигнала (U_вх = 0) на выходе усилителя имеется выходное напряжение U_вых = U_шума.

3. Частотная (или амплитудно-частотная) характеристика, показывающая зависимость величины коэффициента усиления усилителя от частоты входного сигнала при неизменной величине входного напряжения, то есть К = U_вых / U_вх = j(f) при U_вх = соnst.

4. . Фазовая характеристика, показывающая величину угла сдвига фазы j между фазой выходного сигнала и фазой входного сигнала в зависимости от частоты сигнала, то есть j = y(f).

Основными параметрами усилителей являются:

1. Общий коэффициент усиления по напряжению

К_u = U_вых / U_вх = U_{m вых} / U_{m вх} ,

где U_вх и U_mвх обозначают соответственно действующие и амплитудные значения выходных и входных напряжений усиливаемого сигнала.

В ламповых схемах усилителей, а также в усилителях на полевых униполярных транзисторах, у которых входное сопротивление каскада значительно больше внутреннего сопротивления датчика входного сигнала, то есть R_{вх к-да} >> R_г, то можно принять U_вх » Е_г, где Е_г - ЭДС датчика сигнала.

Однако в транзисторных усилителях, у которых R_{вх к-да} < R_г, при необходимости определяют коэффициент усиления усилителя по напряжению относительно величины ЭДС Е_г датчика как генератора входного сигнала. При этом К_u = U_вых / Е_г. Если усилитель содержит несколько последовательно включенных каскадов, то общий коэффициент усиления будет равен произведению коэффициентов усиления всех каскадов, то есть

К_u = U_вых / U_вх = К_u1 * К_u2 ... К_un.

2. Коэффициент усиления по току

К_i = I_{m вых} / I_m вх = I_вых / I_вх ,

где I_вых - ток в нагрузке, I_вх - ток во входной цепи усилителя.

3. Коэффициент усиления по мощности

К_p = К_i * К_u = Р_вых / Р_вх,

где Р_вых - полезная мощность, выделяемая в нагрузке; Р_вх полезная мощность, расходуемая во входной цепи усилителя.

4. Коэффициент нелинейных искажений оценивается величиной

БИЛЕТ №3