3.5. Оптроны

Если в одном корпусе совместить светодиод и фоточувствительный элемент, например фотодиод, то можно получить преобразование входного тока в выходной с полным гальваническим разделением цепей. Такие элементы называются оптронами. Схемное изображение оптрона показано на рис.3.14.Для получения большого коэффициента полезного действия оптроны работают в инфракрасной области спектра. Важнейшим параметром оптрона является коэффициент передачи α =I_вых/I_вх, который в значительной степени определяется свойствами фоточувствительного элемента. Оптроны применяются для передачи как цифровых, так и аналоговых сигналов.

3.6. Контрольные вопросы

1. Дайте определение полупроводниковому диоду.

2. Приведите схемы диодов в прямом и обратном включении. Что такое прямой и обратный ток диода?

3. Нарисуйте вольтамперную характеристику диода.

4. Чему равно прямое напряжение кремниевого диода?

5. Приведите формулу аппроксимирующую характеристику диода.

6. Нарисуйте различные модели диода в открытом и закрытом состоянии.

7. При каком условии диод открывается?

8. Дайте определение ТКН диода. Чему он равен?

9. Приведите основные параметры диода.

10. Рассмотрите работу диода в динамическом режиме. Почему происходчт задержки при включении диода?

11. Укажите особенности выпрямительных и импульсных диодов

12. В чем состоят особенности диодов Шотки?

13. Что такое стабилитрон? Приведите характеристику стабилитрона и укажите ее особенности.

14. Нарисуйте схему включения стабилитрона

15. Что такое светодиод? Приведите схеиу включения светодиода.

16. Что такое фотодиод? Приведите характеристики фотодиода и схемы его включения.

17. Что такое оптрон. Приведите схемное изображение диодного оптрона.

4. Биполярный транзистор

4.1. Общие сведения. Схемы включения биполярных транзисторов

Транзистор – полупроводниковый элемент с двумя p-nпереходами и тремя выводами, который служит для усиления и переключения сигнала. Различают кремниевые и германиевые транзисторы. Они бываютn-p-nиp-n-pтипа. На рис.4.1 показаны их условные обозначения и простейшие модели, отражающие структуру транзисторов.

Транзистор состоит из двух противоположно включенных p-nпереходов, которые обладают одним общимnилиpслоем. Вывод транзистора связанный с ним, называется базой (б). Два других вывода называются эмиттером (э) и коллектором (к). Диодная модель транзистора поясняет структуру включения переходов транзистора. Хотя эта схема не характеризует полностью функции транзистора, она дает возможность представить действующие в нем прямые и обратные напряжения. Обычно переход б-э смещен (включен) в прямом направлении, а переход б-к – в обратном.

Взависимости от того, какой вывод транзистора для переменного сигнала является общим, различают три схемы включения транзистора: с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ). На рис.4.2 показаны три схемы включения для транзистора типаn-p-n. Схемы дляp-n-pтранзистора будут аналогичными. В этих схемах направление источников напряжений и токов будут противоположными, по сравнению со схемами дляn-p-nтранзистора. Для любой схемы включения транзистора, как дляn-p-nтак иp-n-pтипа, справедливо соотношение для токовI_э=I_б+I_к.

Усилительные свойства транзистора основаны на том, что малыми токами базы можно управлять относительно большими токами коллектора. При этом ток коллектора I_Кявляется кратным базовому токуI_б. Их отношение- называется статическим коэффициентом усиления по току. Коэффициент усиления по току транзистора намного больше 1.