- •Конспект лекций
- •Содержание
- •1 Основы зонной теории Классификация твердых тел по проводимости
- •Энергетическая диаграмма твердого тела
- •Энергетическая диаграмма твердого тела выглядит:
- •Ширина запрещенной зоны влияет на электропроводность:
- •2 Внутреннее строение полупроводников
- •2.1 Примесная проводимость полупроводника
- •2.1.1 Донорная (электронная) проводимость
- •2.1.2 Акцепторная (дырочная) проводимость
- •2.2 Токи в полупроводниках
- •2.2.1 Дрейфовый ток
- •2.2.2 Диффузионный ток
- •3 Контактные явления
- •3.1.1Обратное включение p-n перехода
- •3.1.2 Прямое включение p-n перехода
- •3.1.3 Вольт-амперная характеристика перехода Выпрямляющий и омический контакты
- •3.2 Емкости p-n перехода
- •3.2.1 Барьерная емкость
- •3.2.2 Диффузионная емкость
- •3.3 Пробой p-n перехода
- •Обратная ветвь вах при пробое:
- •Виды пробоев:
- •3.3.1 Тепловой пробой
- •3.3.2 Электрический пробой
- •А) Лавинный пробой
- •Б) Туннельный пробой
- •Механизм туннельного пробоя:
- •4 Внутренний и внешний фотоэффект
- •4.1 Внутренний фотоэффект
- •4.2 Внешний фотоэффект
- •5 Полупроводниковые диоды
- •Обозначение:
- •5.1 Буквенно-цифровое обозначение (бцо) диодов бцо диодов содержит 4 элемента:
- •5.2 Выпрямительный диод
- •Механизм сглаживания пульсаций:
- •5.3 Стабилитрон
- •Применение стабилитронов:
- •5.4 Буквенно-цифровое обозначение стабилитронов бцо стабилитронов состоит из четырех элементов:
- •5.6 Светодиод
- •Принцип работы:
- •Конструктивно светодиоды выполняются:
- •Применение:
- •6 Транзисторы
- •6.1.Биполярные транзисторы
- •Обозначение:
- •6.1.1 Назначение областей транзистора
- •6.1.2 Режимы работы транзистора
- •6.1.3 Буквенно-цифровое обозначение транзисторов
- •6.1.4 Принцип работы транзистора
- •6.1.5 Основные коэффициенты, характеризующие работу транзистора
- •Статические вах транзистора оэ
- •6.1.10 Первичные параметры транзистора
- •Пример расчета h-параметров транзистора оэ
- •Примечание:
- •6.2 Полевые транзисторы
- •Полевой транзистор содержит 3 электрода:
- •Полевые транзисторы бывают:
- •6.2.1 Полевой транзистор с p-n затвором
- •Обозначение:
- •Принцип действия полевого транзистора
- •Стоковые (выходные) характеристики
- •Стоко-затворные (передаточные) характеристики
- •Обозначение:
- •7 Тиристоры
- •7.1 Динисторы
- •Обозначение:
- •Вах динистора
- •7.2 Тринисторы
- •Пример: ку 201а, ку 202а
- •Вах тринистора
- •8 Интегральные микросхемы (имс)
- •8.1 Основные понятия микроэлектроники
- •Степень интеграции
- •8.2 Тенденции развития имс
- •Эволюция развития бис:
- •Проблемы:
- •8.3 Интегральные микросхемы логических элементов
- •8.3.1 Транзисторно-транзисторная логика (ттл)
- •Ттл с простым инвертором (и-не)
- •8.3.2 Эмиттерно-связанная логика (эсл)
- •Характерная особенность схемы:
- •Принцип работы переключателя тока:
- •8.3.4 Комплементарная моп-транзисторная логика (кмоп тл)
- •Кмоп тл (или-не)
- •Кмоп тл (и-не)
- •Преимущества кмоп тл перед моп тл:
- •9 Усилительные устройства
- •9.1 Структурная схема усилителя
- •9.2 Классификация усилителей
- •По диапазону усиливаемых частот:
- •9.3 Коэффициенты усиления
- •9.4 Линейные искажения
- •9.5 Обратная связь в усилителях
- •Структурная схема усилителя с ос:
- •Виды обратной связи
- •9.6 Питание усилителей по постоянному току
- •Смещение фиксированным током базы
- •Назначение элементов:
- •Назначение элементов:
- •Коллекторная стабилизация
- •9.8 Анализ ачх шпу
- •Факторы, оказывающие влияние на ачх в области нч и вч:
- •Рассмотрим область верхних частот
- •Рассмотрим область нижних частот
- •Рассмотрим область средних частот
- •9.9 Резонансные усилители
- •Резонансный усилитель напряжения (рун)
- •Принцип усиления:
- •Недостаток схемы:
- •Автотрансформаторное включение контура
- •Многоконтурный рун
- •Упч с полосовым фильтром
- •Ачх такого усилителя:
- •9.10 Оконечные каскады (усилители мощности)
- •Однотактный трансформаторный усилитель мощности (ум)
- •Принцип работы параметрической стабилизации:
- •Бестрансформаторные ум
- •Принцип работы:
- •9.11 Усилители постоянного тока (упт)
- •Ачх упт выглядит:
- •9.11.1 Дрейф нуля
- •Основные причины дрейфа нуля:
- •Дрейф нуля содержит монотонную медленно меняющуюся составляющую и случайные отклонения от неё – флуктуации.
- •Меры по уменьшению дрейфа нуля:
- •9.11.2 Дифференциальный усилитель (ду)
- •Назначение элементов:
- •9.11.3 Операционные усилители (оу)
- •Обозначение оу:
- •Параметры оу
- •Инвертирующий оу
- •Не инвертирующий oу
- •Интегрирующая rc-цепь. Интегратор
- •Рассмотрим частные случаи:
- •Дифференцирующая rc-цепь. Дифференциатор
- •10 Генераторы
- •10.1 Самовозбуждение автогенераторов
- •Временные диаграммы:
- •Триггер называется симметричным, если:
- •10.3.2 Мультивибратор
- •Симметричный автоколебательный мультивибратор
- •Список литературы
Преимущества кмоп тл перед моп тл:
Малое напряжение питания
(Т.к. один из транзисторов всегда находится в закрытом состоянии, то через каскад протекают только малые токи утечки, следовательно, потребляемая мощность мала, т.е. можно использовать малое напряжение питания.)
Более высокое быстродействие.
9 Усилительные устройства
9.1 Структурная схема усилителя
Устройство, предназначенное для усиления мощности электрических сигналов, называется усилителем.
Т.к. мощность сигнала на выходе усилителя (по определению) больше, чем на входе, то по закону сохранения энергии усилитель должен включать в себя источник энергии. Таким источником энергии является источник питания.
Энергия источника питания в усилителе преобразуется в энергию усиленных колебаний под действием небольшой энергии источника сигнала, в качестве которого могут выступать: генератор, микрофон, фотоэлемент, выходной сигнал предыдущего каскада и т.д.
Потребителем энергии усиленного сигнала является нагрузка (например, акустическая система, ЭЛТ, входное сопротивление следующего каскада).
В качестве усилительного элемента может выступать транзистор, лампа, некоторые виды диодов и т.д.
Таким образом, структурная схема усилителя имеет вид:
Источник сигнала
Усилительный элемент
Нагрузка
Источник питания
РВЫХ>PВХ
Усиление – это нелинейное преобразование, при котором энергия источника питания преобразуется в энергию усиленных колебаний, закон изменения которых определяется законом изменения входного сигнала.
9.2 Классификация усилителей
По форме усиливаемых сигналов усилители делятся на:
аналоговые усилители (усиливают непрерывные во времени сигналы);
импульсные усилители (усиливают импульсные сигналы).
По диапазону усиливаемых частот:
усилители постоянного тока (УПТ) – усиливают постоянный и медленно меняющийся во времени ток;
усилители переменного тока (усиливают переменный ток).
В свою очередь усилители переменного тока подразделяются по полосе усиливаемых частот на:
а) широкополосные усилители (ШПУ);
б) узкополосные (резонансные) усилители.
По диапазону усиливаемых частот усилители переменного тока делятся на:
а) НЧ усилители;
б) СЧ усилители;
в) ВЧ усилители;
г) СВЧ усилители.
3. По уровню выходной мощности усилители делятся на:
усилители малой мощности;
усилители мощности.
4. В зависимости от нагрузки усилители бывают:
резистивные;
трансформаторные;
резонансные.
5. В зависимости от межкаскадных связей:
RC-усилители;
с трансформаторной связью;
с непосредственной связью (выход одного каскада непосредственно связан со входом другого).
6. По типу усилительного элемента:
транзисторные усилители;
ламповые;
параметрические;
магнитные;
квантовые и т.д.
