- •Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»
- •Электроника Конспект лекций
- •Предисловие
- •Введение
- •Лекция 1. Полупроводниковые материалы, конструкция и свойстваp-nперехода
- •1.1. Полупроводниковые материалы
- •1.2. Получение односторонней проводимости
- •1.3. Виды пробояp-nперехода
- •1.4. Ёмкостиp-nперехода
- •1.5. Конструктивное исполнениеp-nперехода
- •Лекция 2. Полупроводниковые диоды, основные параметры и классификация. Режим нагрузки полупроводниковых диодов. Графический и аналитический методы расчёта схем
- •2.1. Полупроводниковые диоды
- •2.2. Классификация и система обозначения полупроводниковых диодов
- •2.3. Режим нагрузки полупроводниковых диодов
- •Лекция 3. Применение полупроводниковых диодов. Однофазные выпрямители
- •3.1. Классификация и основные параметры выпрямителей
- •3.2. Однофазный однополупериодный выпрямитель
- •3.3. Однофазный двухполупериодный выпрямитель
- •3.3. Однофазный мостовой выпрямитель
- •Лекция 4. Сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения. Работа выпрямителей на активно-ёмкостную нагрузку. Схемы с умножением напряжения
- •4.1. Пульсации выпрямленного напряжения
- •4.2. Сглаживающие фильтры
- •4.3. Работа выпрямителя на ёмкостный фильтр
- •4.4. Схемы с умножением напряжения
- •4.5. Внешняя характеристика выпрямителя с ёмкостным фильтром
- •Лекция 5. Полупроводниковые стабилитроны. Параметры, классификация, анализ работы схемы параметрического стабилизатора напряжения
- •5.1. Основные параметры стабилитронов
- •5.2. Классификация и система обозначения стабилитронов
- •5.3. Параметрический стабилизатор напряжения
- •5.4. Анализ работы схемы параметрического стабилизатора напряжения
- •Лекция 6. Транзисторы биполярные. Классификация, система обозначений, принцип действия, основные параметры, схемы включения и режимы работы
- •6.1. Биполярные транзисторы
- •6.2. Принцип действия биполярного транзистора
- •6.3. Схемы включения биполярного транзистора и их основные параметры
- •6.4. Режимы работы транзистора
- •Лекция 7. Статические характеристики транзисторов
- •7.1. Статические характеристики транзистора в схеме об
- •7.2. Статические характеристики транзистора в схеме оэ
- •7.3. Статические характеристики транзистора в схеме ок
- •Лекция 8. Работа транзистора в режиме нагрузки. Схема однокаскадного усилителя. Классы усиления
- •8.1. Работа транзистора в режиме нагрузки
- •8.2. Схема однокаскадного транзисторного усилителя
- •8.3. Класс усиления а
- •8.4. Класс усиления в
- •8.5. Класс усиления с
- •8.6. Класс усиленияD(ключевой режим работы транзистора)
- •Лекция 9. Влияние температуры на работу транзистора в режиме нагрузки. Схемы термостабилизации
- •9.1. Схема термостабилизации с оос по току базы
- •9.2. Схема термостабилизации с оос по напряжению база-эмиттер
- •Лекция 10. Влияние частоты усиливаемого сигнала на работу транзистора. Частотные характеристики однокаскадных транзисторных усилителей
- •10.1. Влияние частоты усиливаемого сигнала на работу транзистора
- •10.2. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя оэ
- •10.3. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя ок
- •10.4. Схема и амплитудно-частотная характеристика усилителя об
- •Лекция 11. Двухкаскадные усилители
- •11.1. Двухкаскадный усилитель оэ-оэ
- •11.2. Двухкаскадный усилитель ок-оэ (схема Дарлингтона)
- •11.3. Двухкаскадный усилитель оэ-об (каскодный усилитель)
- •11.4. Дифференциальный усилитель
- •Лекция 12. Полевые транзисторы. Классификация, принцип действия, основные параметры, схемы включения и режимы работы
- •12.1. Классификация полевых транзисторов
- •12.2. Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющимp-n переходом
- •12.3. Устройство и принцип действия полевых транзисторов с изолированным затвором
- •12.4. Основные параметры полевых транзисторов
- •12.5. Схемы включения полевого транзистора и их основные параметры
- •Лекция 13. Работа полевого транзистора в режиме нагрузки. Схема однокаскадного усилителя. Влияние температуры. Частотные и шумовые характеристики
- •13.1. Работа полевого транзистора в режиме нагрузки
- •13.2. Влияние температуры на работу полевого транзистора
- •13.3. Частотные характеристики полевых транзисторов
- •13.4. Шумовые характеристики полевых транзисторов
- •Лекция 14. Тиристоры, принцип работы, классификация и основные параметры
- •14.1. Устройство и принцип работы тиристора
- •14.2. Переходные процессы при открывании и закрывании тиристора
- •14.3. Влияние скорости нарастания прямого напряжения на работу тиристора
- •14.4. Классификация и система условных обозначений
- •Лекция 15. Применение динисторов и не запираемых тиристоров. Генератор пилообразного напряжения. Регулируемый выпрямитель. Закрывание тиристора в цепи постоянного тока
- •15.1. Генератор пилообразного напряжения (гпн)
- •15.2. Схема управления тиристором
- •15.3. Применение тиристоров. Управляемый выпрямитель
- •15.4. Закрывание тиристора в цепи постоянного тока
- •Лекция 16. Запираемые тиристоры. Симметричные тиристоры – симисторы
- •16.1. Запираемые тиристоры
- •16.2. Симметричные тиристоры – симисторы
- •16.3. Применение симисторов. Регулятор переменного напряжения
- •Лекция 17. Светодиоды. Фотодиоды. Оптоэлектронные устройства
- •17.1. Светодиоды
- •17.2. Фотодиоды
- •17.3. Оптроны
- •Лекция 18. Аналоговые интегральные микросхемы
- •18.1. Классификация аналоговых интегральных микросхем
- •18.2. Применение аналоговых интегральных микросхем
- •Библиографический список
12.4. Основные параметры полевых транзисторов
Параметры полевого транзистора отражают следующие зависимости.
1. Крутизна сток - затворной характеристики
. (12.1)
Физический смысл крутизны характеристики – она показывает, на сколько миллиампер изменяется ток стока при изменении напряжения на затворе на 1 В при неизменном напряжении на стоке. Вычислить Sможно по сток - затворной характеристике, непосредственно измеривICиUЗИ. У маломощных полевых транзисторовS= 0,1…20 мА/В, у мощных достигает единиц А/В.
2. Внутреннее сопротивление
. (12.2)
Внутреннее сопротивление определяется по выходной характеристике транзистора на участке от UСИ.НАСдоUСИ.макспо приращению тока стока и может составлять от нескольких десятков до сотен кОм.
3. Статический коэффициент усиления по напряжению
. (12.3)
При определении этого параметра берутся взаимно компенсирующие друг друга по действию на ток стока приращения напряжений UСИиUЗИ. Поскольку эти приращения противоположны по величине, вычисляется их отношение по модулю. Статический коэффициент усиления по напряжению показывает, во сколько раз изменение напряжения на затворе эффективнее воздействует на ток стока, чем изменение напряжения на стоке. Учитывая выражения (12.1) и (12.2) можно записать
. (12.4)
Этот коэффициент определяет потенциальные возможности полевого транзистора как усилителя напряжения, и может иметь значение до нескольких сотен.
4. Входное дифференциальное сопротивление при IC= 0
. (12.5)
Входное сопротивление может иметь значение от нескольких сотен кОм до нескольких МОм.
5. Дифференциальное сопротивление сток - затвор
. (12.5)
Этот параметр учитывает влияние напряжения стока на цепь затвора, и может иметь значение от нескольких сотен кОм до нескольких МОм.
В качестве предельных параметров полевых транзисторов выделяют следующие:
- максимально допустимое напряжение затвор-исток UЗИ.макс;
- максимально допустимое напряжение сток-исток UСИ.макс;
- максимально допустимый ток стока IC.макс;
- максимально допустимая рассеиваемая мощность Рмакс.
12.5. Схемы включения полевого транзистора и их основные параметры
По аналогии с биполярным транзистором для полевого транзистора существуют схемы включения с общим затвором (ОЗ), с общим истоком (ОИ) и общим стоком (ОС). Рассмотрим эти схемы для транзистора с управляющим p-nпереходом и каналомnтипа.
В зависимости от схемы включения полевого транзистора изменяются его параметры: коэффициент передачи по напряжению в режиме нагрузки KU, входноеrвхи выходноеrвыхсопротивление, сдвиг фазы усиливаемого сигнала. В таблице 12.1 представлены схемы включения транзистора и их основные параметры.
Таблица 12.1
Схемы включения полевого транзистора и их основные параметры
Параметр |
Схема ОЗ |
Схема ОИ |
Схема ОС |
KU |
10…100 |
10…100 |
1 |
rвх |
10…1000 Ом |
105…106 Ом |
1051010 Ом |
rвых |
107108 Ом |
104106 Ом |
10…1000 |
|
0 |
180 |
0 |
Контрольные вопросы
1. Чем отличаются полевые и биполярные транзисторы?
2. По каким параметрам классифицируются полевые транзисторы?
3. Расшифруйте обозначение КП302А, КП904Б.
4. Нарисуйте схемы включения ОЗ и ОИ полевого транзистора с управляющим p‑n переходом и каналом n-типа, работающего в нормальном активном режиме. Укажите полярность питающих напряжений и направление токов.