3.8.2. Моделирование дифференцирующей rc – цепи
Для моделирования дифференцирующей RC–цепи можно воспользоваться уже готовым файлом схемы интегрирующей цепи, описанной выше. Для этого необходимо загрузить этот файл и поменять расположение в схеме резистора и конденсатора. При этом будет удобно пользоваться командой Rotate (Вращать), которая доступна при нажатии правой кнопкой мыши на соответствующем элементе и передвижением элементов и проводов путем выбора и переноса контактов при нажатой левой клавише мыши.
Вид созданной схемы приведен на рисунке 11.
Рис. 11. Дифференцирующая RC - цепь
С дифференцирующей RC – цепью проделать те же виды анализа, что были описаны в пункте 3.8.1. На рисунке 12 показан сигнал на выходе цепи (при уменьшении номинала конденсатора до 1 мкФ и отключенном канале А осциллографа), а на рисунке 13 - АЧХ и ФЧХ схемы.
Рис. 12. Сигнал на выходе дифференцирующей RC – цепи
Рис. 13. АЧХ и ФЧХ дифференцирующей RC – цепи
После внесения изменений или окончания работ схему можно сохранить, воспользовавшись командой меню File/Save, если нужно сохранить в том же файле, либо File/Save As, если нужно сохранить схему под другим именем или в другом каталоге.
3.9. Лабораторная работа №1. Исследование полупроводниковых диодов
3.9.1. Электронно-дырочный переход (p-n переход)
Комбинация двух полупроводниковых слоев с разным типом проводимости (р – дырочной и п – электронной) обладает выпрямляющими свойствами: она гораздо лучше пропускает ток в одном направлении, чем в другом. Полярность напряжения, соответствующая большим токам, называется прямой, а меньшим – обратной. Обычно пользуются терминами прямое и обратное напряжение, прямой и обратный ток. Поверхность, по которой контактируют р – и n – слои, называется металлургической границей, а прилегающая к ней область объемных зарядов – электронно-дырочным переходом или p – n переходом.
3.9.2. Ступенчатые и плавные р-n переходы
Электронно-дырочные переходы классифицируют по резкости металлургической границы и соотношению удельных сопротивлений слоев.
Ступенчатыми переходами (коэффициент плавности перехода m=0.5, в Multisim имеет обозначение М) называют переходы с идеальной границей, по одну сторону которой находятся дырки, а по другую — электроны. Такие переходы наиболее просты для анализа и поэтому все реальные переходы стараются, если возможно, рассматривать как ступенчатые.
Плавными переходами (m=0,333) называют такие, у которых в области металлургической границы концентрация одного типа примеси постепенно уменьшается, а другого типа — растет. Сама металлургическая граница в этом случае соответствует равенству концентраций примесей. Все реальные р – n – переходы — плавные, степень их приближения к ступенчатым зависит от градиента эффективной концентрации в районе металлургической границы.
3.9.3. Симметричные, несимметричные и односторонние р-n переходы
По соотношению концентраций примесей в р – и n – слоях переходы делятся на симметричные, несимметричные и односторонние. Симметричные переходы у которых концентрации примесей примерно одинаковы, не типичны для полупроводниковой техники. Основное распространение имеют несимметричные переходы, у которых концентрации примесей не одинаковы. В случае резкой асимметрии, когда концентрации примесей (а значит, и основных носителей) различаются на один – два порядка и более, переходы называют односторонними.