24. Частотные свойства мдп и биполярных транзисторов. Частотные характеристики.

Частотные свойства характеризуют способность транзисторов обеспечивать усиление аналоговых сигналов на различных частотах. Такие сигналы, в отличие от цифровых (дискретных) сигналов, чаще отображаются функциями частоты, а не функциями времени. Частотные свойства транзисторов обычно описываются их

амплитудно-частотными или фазо-частотными характеристиками (АЧХ или ФЧХ).

Принципиальным отличием аналоговых усилителей от ключей является использование активного (усилительного) режима, а не режимов отсечки и насыщения. Такой режим в рассматриваемых схемах способен обеспечивать входной источник. Создаваемое им входное напряжение должно содержать постоянную (режимную) составляющую напряжения на затворе или базе, необходимую для поддержания открытого состояния транзистора.

Частотные свойства МДП транзисторов принято описывать частотной характеристикой комплексной крутизны S:

S = Iс / Uзи = S0 / (1 + jω/ωs ),

где S0 – крутизна при ω = 0, ωs – предельная частота крутизны.

выражения для модуля и фазы комплексной крутизны, т.е. для АЧХ и ФЧХ:

|S| = S0 / (1 + [ω/ωs]^2)^1/2,

φ = - arctg ω/ωs

Частотные свойства БТ обычно описываются комплексным коэффициентом передачи тока в схеме с общим эмиттером β:

25. Контакт проводник – вакуум. Термоэлектронная эмиссия. Электронные лампы.

При нагреве катода в вакууме происходит термоэлектронная эмиссия — испускание электронов. Электронные лампы (диоды, триоды) используют этот эффект для выпрямления и усиления, но уступили полупроводникам из-за габаритов, надёжности и энергопотребления.

Термоэлектронная эмиссия, в дальнейшем просто эмиссия, является результатом обычной для контактов диффузии свободных электронов из металла (где их много) в окружающий вакуум (где их нет). Эмиссия тем интенсивней, чем меньше работа выхода из металла и чем выше температура.

В простейшем электровакуумном приборе, диоде, вакуум создаётся в стеклянном, керамическом или металлическом баллоне. На условном обозначении диода он отображается кружком или овалом

Эмиссия возникает в контакте металла катода с окружающим вакуумом. При косвенном накале катод нагревается с помощью расположенной внутри него нити накала до нескольких сотен градусов, а при прямом накале ток проходит через катод и разогревает его. Для улучшения эмиссионных свойств или получения необходимого тока эмиссии Iэ подбирают специальный металл (иногда полупроводник) катода с минимальной работой выхода или покрывают его специальным составом.

На небольшом расстоянии от катода располагается второй электрод – анод. Если напряжение на аноде по отношению к катоду положительное, анод создаёт между катодом и анодом положительное электрическое поле. Это поле заставляет электроны двигаться от катода к аноду. Возникает анодный ток Iа. При отрицательном напряжении на аноде этого тока нет, так как эмиссия свободных электронов происходит только с катода, и конвекционный ток не протекает. Отсюда односторонняя проводимость, как и в диодах на основе m-n и p-n переходов.

β = Iк / Iб = β0 / (1 + jω/ωβ) где β0 – коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ при ω =0, ωβ -предельная частота коэф-та передачи тока в схеме с ОЭ выражения для модуля и фазы комплексного коэффициента β, т.е. для АЧХ и ФЧХ: |β| = β0 / (1 + [ω/ωβ]^2)^1/2 , φ = - arctg(ω/ωβ) слева - АЧХ и ФЧХ МДП транзистора Справа - АЧХ и ФЧХ БТ в схемах с ОЭ и ОБ

(50)