Билет № 19

Фоторезисторы. Принцип действия,основные параметры и характеристики.

Фоторези́стор — полупроводниковый прибор, изменяющий величину своего сопротивления при облучении светом.

Для изготовления фоторезисторов используют полупроводниковые материалы с шириной запрещенной зоны, оптимальной для решаемой задачи. Так, для регистрации видимого света используются фоторезисторы из селенида и сульфида кадмия, Se..Важнейшие параметры фоторезисторов:

интегральная чувствительность — отношение изменения напряжения на единицу мощности падающего излучения (при номинальном значении напряжения питания);

порог чувствительности — величина минимального сигнала, регистрируемого фоторезистором, отнесённая к единице полосы рабочих частот.

На чём же основан принцип работы фоторезистора? Дело в том, что рассматривая свет как поток фотонов, которые попадают на светочувствительную поверхность – в следствии чего изменяется его сопротивление. (Чем меньше света, тем меньше сопротивление фоторезистора и наоборот). Каждый фоторезистор имеет свою маркировку, которая сообщает о его сопротивлении. 

Усилитель с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току.

При схеме включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ) входной сигнал подаётся на базу, а снимается с коллектора. При этом выходной сигнал инвертируется относительно входного (для гармонического сигнала фаза выходного сигнала отличается от входного на 180°). Каскад усиливает и ток, и напряжение. Данное включение транзистора позволяет получить наибольшее усиление по мощности, поэтому наиболее распространено. Однако, при такой схеме нелинейные искажения сигнала больше, чем в схемах с общей базой или с общим коллектором. Кроме того, при данной схеме включения на характеристики усилителя значительное влияние оказывают внешние факторы, такие как напряжение питания, или температура окружающей среды. Обычно для компенсации этих факторов применяют отрицательную обратную связь, но она снижает коэффициент усиления.

Усилительный каскад по схеме с общим эмиттером на основе npn-транзистора (Схема с заземленным эмиттером)

Биполярные транзисторы управляются током. В схеме с ОЭ — током базы. Напряжение на переходе база-эмиттер при этом остаётся почти постоянным и зависит от материала полупроводника, для германия около 0,2 В, для кремния около 0,7 В, но на сам каскад подаётся управляющее напряжение. Ток базы, коллектора и эмиттера и другие токи и напряжения в каскаде можно вычислить по закону Ома и правилам Кирхгофа для разветвлённой многоконтурной цепи.

Токи в транзисторе связаны нижеследующими соотношениями:

по правилу Кирхгофа для узлов алгебраическая сумма всех трёх токов ( ) равна нулю

, где

 — коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером,  — коэффициент передачи тока эмиттера.

Каскад состоит из

биполярного транзистора VT1;

резистора RБ, который задаёт точку покоя каскада по постоянному току;

резистора RК, который преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.

Простейший каскад с общим эмиттером и его подключение к источнику сигнала и нагрузке.

Одновибратор на ОУ.

Одновибратор является формирователем одиночного импульса прямоугольной формы и фиксированной длительности, возникающего на выходе при поступлении на вход запускающего короткого импульса. Одновибратор применяется либо в качестве формирователя прямоугольных импульсов, либо в качестве узла задержки импульсов на заданное время. Одновибратор содержит конденсатор связанный с выходом компаратора на ОУ через резистор R. В качестве компаратора использована хорошо нам знакомая схема с ПОС через цепочку (сравните с рис. 3.10, а). Микросхема ОУ выполняет в одновибраторе несколько функций: компаратора, источника напряжения для заряда конденсатора и ключа, так как коммутация цепей заряда и разряда конденсатора осуществляется при переключении компаратора. Диод V1 служит для фиксации начального напряжения на конденсаторе . Элементы , V2 составляют цепь запуска, через них на схему поступает короткий запускающий импульс , Цепочка является дифференцирующей.

Билет №20