- •Часть 1
- •Раздел 1 элементная база электроники Введение. Определение понятия «Электроника»
- •Электронные лампы и электровакуумные приборы
- •Свойства электрона и электронная эмиссия
- •Виды электронной эмиссии
- •Устройство и принцип работы электровакуумных приборов
- •Устройство ламп
- •Двухэлектродная электронная лампа – диод
- •Принцип работы диода
- •Характеристики и параметры диода
- •Характеристики диода
- •Статические параметры диода
- •Трехэлектродная лампа (триод)
- •Характеристики триода
- •Тетроды и пентоды
- •1.2 Электронно-лучевые приборы Электронно-лучевые трубки
- •Основные параметры элт
- •Система обозначений электронных и электронно – лучевых приборов
- •Система обозначений электроннолучевых трубок
- •Полупроводниковые приборы Свойства полупроводников, влияние примесей на проводимость
- •Примесная проводимость полупроводника
- •1.4 Полупроводниковые резисторы
- •1.5 Полупроводниковые диоды
- •Выпрямительные диоды
- •Стабилитроны
- •Варикапы
- •Туннельные диоды
- •Светодиоды
- •Фотодиоды
- •1.6 Биполярные транзисторы
- •Физические принципы работы транзисторов
- •Схемы включения, характеристики и параметры транзистора
- •1.7 Полевые транзисторы
- •Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом
- •Характеристики полевых транзисторов с p-n-переходом
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором (мдп)
- •Маркировка транзисторов
- •Схемы включения пт и их особенности
- •1.8 Тиристоры
- •Диодный тиристор
- •Триодный тиристор
- •1.9 Электронно - световые знаковые индикаторы
- •Накальные индикаторные приборы
- •Электролюминесцентные индикаторы (эли)
- •Вакуумно-люминесцентные индикаторы
- •Газоразрядные знаковые индикаторы (ин)
- •Ионные приборы (газоразрядные)
- •Тиратрон с холодным катодом
- •Сигнальные неоновые лампы
- •1.10 Оптроны
- •Конструкция оптронов
- •Типы оптопар, параметры и характеристики
- •Раздел 2 электронные устройства
- •2.1 Электронные усилители
- •Параметры и характеристики усилителей
- •Классификация усилителей
- •Принцип построения усилительных каскадов
- •Характеристики усилителей
- •Особенности многокаскадных усилителей
- •2.2 Режимы работы усилительных каскадов (классы усиления)
- •Температурная стабилизация усилителей
- •2.3 Обратные связи в усилителях
- •Виды ос
- •2.4 Схемы включения усилительных каскадов (ук)
- •Особенности ук на полевых транзисторах
- •2.5 Усилители мощности
- •Классификация усилителей мощности
- •Однотактный усилитель мощности
- •Двухтактные трансформаторные усилители мощности
- •Бестрансформаторные усилители мощности
- •2.6 Усилители постоянного тока
- •Упт с одним источником питания
- •Упт с двумя источниками питания
- •Дрейф в упт
- •2.7 Операционные усилители
- •Характеристики оу
- •Параметры оу
- •Решающие схемы на оу
- •2.8 Избирательные усилители
- •Высокочастотные иу
- •Низкочастотные иу
- •2.9 Генераторы гармонических колебаний
- •Литература
- •Содержание
- •Раздел 1 элементная база электроники..........................................3
- •1.1 Электронные лампы и электровакуумные приборы…...............................6
- •1.2 Электронно-лучевые приборы.......................................................................24
- •1.3 Полупроводниковые приборы......................................................................31
- •1.4 Полупроводниковые резисторы...................................................................35
- •1.5 Полупроводниковые диоды ..........................................................................41
- •1.6 Биполярные транзисторы..............................................................................54
- •1.7 Полевые транзисторы.....................................................................................62
- •1.8 Тиристоры..........................................................................................................72
- •1.9 Электронно - световые знаковые индикаторы..........................................78
- •1.10 Оптроны...........................................................................................................85
- •Раздел 2 электронные устройства....................................................90
- •2.1 Электронные усилители..................................................................................90
Температурная стабилизация усилителей
Существенным недостатком транзисторов является зависимость их параметров от температуры. При повышении температуры транзистора увеличивается Iк за счет возрастания числа не основных носителей заряда в полупроводнике. Это приводит к изменению коллекторных характеристик транзистора. При увеличении Iк на ∆Iк коллекторное напряжения уменьшается на ∆Uк = Rк ∆Iк (рисунок 2.13).
П2
П1
ΔIк
ΔUк
Uк
Iк
Рисунок 2.13 – Зависимость характеристик транзистора от температуры
Это вызывает смещение рабочей точки на коллекторной и переходной характеристиках (из П1 вП2). В некоторых случаях повышение температуры может вывести рабочую точку за пределы линейного участка переходной характеристики и нормальная работа усилителя нарушается. Поэтому для температурной стабилизации усилителей используется специальные меры или способы. Их два:
эмиттерная стабилизация;
коллекторная стабилизация.
Эмиттерная температурная стабилизация
Для уменьшения влияния температуры на характеристику усилительного каскада с ОЭ в цепь эмиттера включают резистор Rэ, шунтированный конденсатором. В цепи базы для создания начального напряжения смещения между базой и эмиттером ставится делитель R1 / R2 (рисунок 2.14).
Напряжение Uбэ зависит от сопротивления резисторов:
Uбэ = Eк R2 / (R1 + R2) − Rэ Iэ,
~
+
Uвых
Сэ
VT
Сp2
Сp1
-Eк
Rк
Rн
Rэ
R1
R2
Uвх
Eг
Rг
Рисунок 2.14 – Схема УК с эмиттерной температурной стабилизацией
Где первый член уравнения есть потенциал базы, а второй – потенциал эмиттера.
При наличии Rэ увеличение эмиттерного тока Iэ = Iб + Iк из-за повышения температуры приводит к возрастанию падения напряжения на Rэ. Это вызывает снижение потенциала базы по отношению к потенциалу эмиттера, т. е. Uбэ уменьшается, а, следовательно, уменьшаются Iэ и Iк.
Конечно, уменьшение Iк за счет Rэ не может полностью скомпенсировать рост Iк за счет повышения температуры, но влияния температуры на Iк при этом во много раз снижается.
Однако введение Rэ изменяет работу усилительного каскада. Переменная составляющая эмиттерного тока iэ создает на резисторе дополнительное падение напряжения Uэ = Rэ iэ, которое уменьшает усиливаемое напряжение, подводимое к транзистору:
Uбэ = Uвых − Rэ iэ
Коэффициент усиления усилительного каскада при этом будет уменьшаться. Это явления называется отрицательной обратной связью. Для ослабления ООС параллельного Rэ включают емкость Сэ, сопротивление которой намного меньше Rэ. При этом падение напряжения на участке Rэ − Сэ от переменной составляющей iэ будет незначительным, поэтому усиливаемое напряжения практически равно входному:
Uбэ ≈ Uвх
Недостатком эмиттерной стабилизации является необходимость повышения напряжения питания коллекторной цепи, т. к. при включении Rэ Uк уменьшается за счет падения напряжения на Rэ.
Коллекторная температурная стабилизация
В этом случае напряжение обратной связи подается из коллекторной цепи в цепь базы с помощью резисторов R1 и Rк, включенных между коллектором и базой транзистора (рисунок 2.15).
~
VT
+
-Eк
Cp2
Cp1
Rн
Uвых
Uвх
Eг
Rг
Rк
R1
Рисунок 2.15 – схема УК с коллекторной температурной стабилизацией
При повышении температуры Iк увеличивается, а Uк уменьшается. Это приводит к снижению потенциала базы, а, следовательно, к уменьшению Iк0 и Iк, который стремится к своему первоначальному значению. В результате Iкн, Uк изменяются незначительно. Т. е. введение резисторов R1 и Rк приводит к существенному ослаблению влияния температуры на характеристики УК.
Чтобы составляющая коллекторного напряжения не попадала в цепь базы, в УК используют фильтры.
Усилитель с коллекторной стабилизацией обладает меньшей стабильностью, чем усилитель с эмиттерной стабилизацией, но он не требует повышения напряжения питания коллекторной цепи.