5. Полупроводниковый диод

Э то прибор, который имеет две области (р и n), один р-n переход. Обладает вентильными свойствами. Применяется в выпрямителях переменного тока. По устройству полупроводников диоды бывают точечные и плоскостные. Основными параметрами полупроводникового диода являются:

U_обр – напряжение, которое выдерживает диод в непроводящий период без пробоя, В.

I_доп – допустимый ток, на который рассчитан данный диод, А.

6. Биполярный транзистор

Б иполярный транзистор – это полупроводниковый триод, имеет три области, два р-n перехода, обладает усилительными свойствами и предназначен для усиления и генерации электрических сигналов. Различают транзисторы типа р-n-р и n-р-n устройство. Крайняя область, к которой подключают прямое напряжение и которая испускает основные носители зарядов, называется эмиттером (Э). Другая крайняя область, к которой подключают обратное напряжение, которая собирает основные носители зарядов называется коллектором (К). Средняя область называется базой (Б).

Т олщина базы очень малая, несколько микрон. Концентрация основных носителей в базе 100-1000 меньше, чем в коллекторе и эмиттере.

Р-n переход между эмиттером и базой называется эмиттерным и он имеет малое сопротивление, т.к. находится под прямым напряжением. Р-n переход между К и Б называется коллекторным и обладает большим сопротивлением, т.к. находится под обратным напряжением. Принцип действия. Если к эмиттеру подключить прямое напряжение U_э, то основные носители (дырки) перемещаются через эмиттер, создавая ток эмиттера I_э, легко преодолевают малое сопротивление эмиттерного р-n перехода и попадают в базу. Через базу они перемещаются под действием сил диффузии и подходят к коллекторному р-n переходу. Часть дырок рекомбинирует в базе с электронами, недостаток которых пополняется от источника, создавая ток базы I_б. Оставшиеся дырки под действием обратного напряжения U_к преодолевают большое сопротивление коллекторного р-n перехода и попадают в коллектор, создавая в нем ток коллектора I_к. Следовательно:

I _э = I_б + I_к – основное уравнение токов транзисторов. Ток базы мал, т.е. I_б0, тогда I_э  I_к. Т.к. I_э  I_к, а сопротивление р-n различные, то для создания тока в цепи коллектора необходимо, чтобы напряжение в цепи коллектора было больше напряжения в цепи эмиттера. Значит, мощность, развиваемая в цепи коллектора Р_к = U_к × I_к, больше мощности в цепи эмиттера Р_э = U_э × I_э, т.е. Р_к > Р_э.

Вывод: транзистор обладает усилительными свойствами, т.к. имеет два р-n перехода с различными сопротивлениями.

7. Электронные усилители

Электронные усилители – это устройства, которые предназначены для усиления мощности слабых электрических сигналов, за счет энергии источника, который питает усилитель.

• По типу усилительных элементов различают: ламповые и транзисторные усилители.

• По назначению различают: усилители напряжения, усилители тока и усилит ли мощности.

• По диапазону усиливаемых частот различают: усилители низкой частоты (УНЧ) 20 Гц–20 кГц, усилители высокой частоты (УВЧ) от 100 кГц и выше; усилители постоянного тока, усилители медленно изменяющихся колебаний в диапазоне частот от 0 до 20 Гц.

• По числу усилительных каскадов различают: однокаскадные и многокаскадные усилители. Каскад усилителя – это устройство, состоящее из одного активного элемента и пассивных вспомогательных элементов (резисторы, емкости и т.п.).

• П о типу связей между каскадами различают: резистивно–емкостную связь, трансформаторную и непосредственную (гальваническую).

Л юбой усилитель имеет две пары зажимов: входные и выходные. К входным зажимам подключают слабый сигнал. В выходной цепи выделяют усиленный сигнал.

1. источник слабого входного сигнала;

2. усилитель;

3. источник энергии, за счет которой усиливается сигнал;

4. нагрузка, в которой выделяется усилительный сигнал.

Основным параметром, характеризующим работу усилителя, является коэффициентом усиления (К), который показывает, во сколько раз сигнал в выходной цепи отличается от сигнала входной цепи.