47. Схемы замещения полупроводниковых приборов

Схема замещения — это электрическая схема, в которой все реальные элементы заменены максимально близкими по функциональности цепями из идеальных элементов. Схемы замещения используются для анализа работы полупроводниковых приборов, к к-рым относятся: 1)полупроводниковые диоды (варикапы, стабилитроны, диоды Шоттки);

• 2)биполярные транзисторы; 3 )Тиристоры, фототиристоры;

• полевые транзисторы; 4)приборы с зарядовой связью;

• полупроводниковые СВЧ-приборы (диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды);

• оптоэлектронные приборы (фоторезисторы, фотодиоды, полупроводниковые лазеры);

• терморезисторы.

Схема замещения используется для анализа работы приборов с использованием известных электротехнических методов расчета. Например, Т-образная схема замещения транзистора с общей базой (ОБ) имеет вид:

48. Активные фильтры

Активный фильтр представляет собой четырехполюсник, содержащий пассивные RC-цепи и активные элементы: транзисторы или операционные усилители, и обеспечивает более качественное разделение полос пропускания и затухания. Следующие преимущества активных фильтров обеспечили им самое широкое применение: 1) в них сравнительно просто можно регулировать неравномерности частотной характеристики в области пропускания и затухания, 2) не предъявляется жестких требований к согласованию нагрузки с фильтром.

Активные фильтры можно классифицировать по различным признакам: назначению, полосе пропускаемых частот, типу усилительных элементов, видов обратных связей др. По полосе пропускаемых частот фильтры делятся на 4 основных группы: низких частот, верхних частот, полосовые и заграждающие. По назначению фильтры делятся на сглаживающие фильтры источников питания, заграждающие фильтры помех, фильтры для селективных усилителей низкой или высокой частоты и др. По типу усилительных элементов можно выделить транзисторные фильтры, фильтры на усилителях с ограниченным усилением, на операционных усилителях, на повторителях напряжения и др. Все рассмотренные фильтры могут иметь одну цепь обратной связи или несколько. В связи с этим различают фильтры одноконтурной и многоконтурной обратной связью. Кроме этого, различают фильтры по числу полюсов на частотной характеристике – фильтры первого порядка, второго и более высоких порядков. Фильтры высоких порядков имеют более крутые границы полос пропускания и затухания и более плоскую характеристику в области полосы пропускания.

49. Аналоговые компараторы напряжений

Компараторами напряжений называют интегральные микросхемы, предназначенные для сравнения двух напряжений и выдачи результата сравнения в логической форме: больше или меньше. По сути дела, компаратор напряжения чувствителен к полярности напряжения, приложенного между его сигнальными входами. Напряжение на выходе будет иметь высокий уровень всякий раз, когда разность напряжений между неинвертирующим и инвертирующим сигнальными входами положительна и , наоборот, когда разностное напряжение отрицательно, то выходное напряжение компаратора соответствует логическому нулю. Этоправило записывается следующим образом:

Основные параметры компараторов разделяются на статические и динамические. К статическим параметрам относятся такие, которые определяют его состояние в установившемся режиме:

- пороговая чувствительность. Это минимальный разностный сигнал, который можно обнаружить компаратором и зафиксировать на выходе как логический сигнал;

-напряжение смещения. Определяет смещение передаточной характеристики компаратора относительно идеального положения;

-входные токи и; -разность входных токов=-, ток протекающий через закороченные входы;

-напряжение гистерезиса - разность входных напряжений, вызывающих срабатывание компаратора при увеличении или уменьшении входного напряжения;

-входное сопротивление – полное входное сопротивление для маленького разностного сигнала;

-выходные логические уровни - значение напряжения и;

-выходной ток - ток, отдаваемый компаратором в нагрузку.

Основным динамическим параметром компаратора, определяющим его быстродействие, является время задержки распространения скачкообразного входного сигнала. Это время также называют временем переключения компаратора.

Рис. 10.1 Схема компаратора на ОУ

Основные особенности аналоговых компараторов связаны с отсутствием в них частотной коррекции и большим коэффициентом усиления. Специализированные компараторы напряжений имеют малые задержки, высокую скорость переключения, устойчивы к большим переключающим сигналам.

В основном компараторы напряжения применяются в устройствах сопряжения аналоговых и цифровых сигналов, н-р, в аналого-цифровом преобразователе параллельного типа.