1)Пассивные и активные элементы электронных устройств.

Резистор – это элемент электронного устр-ва, который предназначен для перераспределения и регулирования электрической мощности.

Резисторы подразделяются на 2 группы:

- постоянные

- переменные

Постоянные, у которых номинальное сопротивление не изменяется. Переменные, которые имеют возможность изменения величины сопротивления.

Постоянные резисторы классифицируются на:

- общего назначения, конструктивно выполняются проволочными, дисковыми или цилиндрическими.

- специальные резисторы,

Резисторы общего назначения имеют номинальное сопротивление до 100 кОм и напряжение 1-400 В.

Специальные резисторы подразделяются на низковольтные, высоковольтные, высокомегаомные.

Классификация резисторов по номинальной мощности

Конденсаторы

Конденсатором называется устройство, которое способно накапливать электрические заряды.

Классифицируются взависимости от применяемого диэлектрика и конструктивного исполнения

По конструктивному исполнению бывают:

- переменной ёмкости

- постоянной ёмкости

Можно выделить 2 группы:

- общего назначения - специального

Влияние температуры на емкость конденсаторов характеризуется температурным коэффициентом емкости ТКЕ (1/°С).

TKE – насколько изменяется ёмкость при изменении окружающей среды на 1°С. TKE может быть >0, <0, =0.

При повышении частоты резонанса ёмкости ведут себя как индуктивности. Ёмкость можно определить в зависимости от площади пластин конденсатора, расстоянием между ними и диэлектрической проводимостью среды.

Конструктивное исполнение конденсаторов – в виде двух параллельных пластин, лент или фольги.

Для оценки работы конденсатора используют коэффициент разряда

Катушки индуктивности

Под индуктивностью понимается свойство элемента создавать собственное магнитное поле.

Индуктивность явл. коэфф. между потоком сцеплением и током, измеряется в Генри, Гн.

ЭДС индуктивности катушки зависит от индуктивности и скорости изменения тока в ней.

Катушки индуктивности классифицируются в зависимости от обмоток на

- однослойные

- 2-ух слойные

- многослойные

В зависимости от наличия секций:

- несекционные

- секционные

В зависимости от конструктивного исполнения:

- однослойная с шагом (а)

- многослойная с шагом (б)

- плоская (спиралевидная) (в) и квадратная

- тороидальная (с круглым и прямоугольным сечение)

ТКL — это параметр, характеризующий зависимость индуктивности катушки от температуры.

Температурная нестабильность индуктивности обусловлена целым рядом факторов: при нагреве увеличивается длина и диаметр провода обмотки, увеличивается длина и диаметр каркаса, в результате чего изменяются шаг и диаметр витков; кроме того при изменении температуры изменяются диэлектрическая проницаемость материала каркаса, что ведёт к изменению собственной ёмкости катушки.

4) Дифференциальный усилитель

Дифференциальный усилитель -используется для усиления разности напряжений двух входных сигналов. В идеальном случае выходной сигнал не зависит от уровня каждого из входных сигналов, а определяется только их разностью.Дифференциальные усилители используют в тех случаях, когда слабые сигналы можно потерять на фоне шумов

При поступлении напряжения парофазного на входе ДУ ,он ведет себя как балансный усилитель параллельного баланса

На выходах напряжения имеют значение аналогично усилителю параллельного баланса

На симметричном выходе напряжение определяется как

Коэффициент усиления с разъемной обратной связи

При поступлении напряжения симфазного сигнала реализует служит обратной отрицательной связью и коэффициент правой(левой) части схемы

Схема техники ДУ

6) Операционный усилитель

-это уст-во которое предназначена для усиления сигнала постоянного тока имеющ. один выход и двумя входами: вход «-» - инвертирующий (Ивх) – это такой вход, сигнал на котором находится в противофазе с выходным; вход «+» - не инвертирующий вход (НИвх) – на котором сигнал находится в фазе с выходным Усилитель может иметь дополнительный выход (установка в 0 ). Выводы питания могут не указываться подразумевается что их наличие должно быть.

Могут меняться местами -инвертирующий и не инвертирующий. Следовательно на схемах будит изображаться один вход

Структурная схема

Принципиальная схема

ОУ коэффициент усиления в основном может приближаться к и значительно зависит от частоты . Иногда в хар-ах показывает изменение коэфф. в зависимости от Дц. В основном устойчивую работу ОУ обеспечивается в пределах 80-100Дц от минимального значения. Коэфф. усиления от частоты измеряется в lg зависимости.

Передаточная хар-ка

1. Ограничивается транзисторам VT6

2. Ограничивается током

3. Обладает наиб. коэфф. усиления

7) Биполярные транзисторы

Биполярный транзистор – трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из видов транзисторов. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы. В биполярном транзисторе, в отличие от других разновидностей, основными носителями являются и электроны, и дырки (от слова «би» — «два»).

Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером.

Конструкция и принцип действия

Первые транзисторы были изготовлены на основе германия. В настоящее время их изготавливают в основном из кремния и арсенида галлия. Последние транзисторы используются в схемах высокочастотных усилителей. Биполярный транзистор состоит из трех различным образом легированных полупроводниковых зон: эмиттера E, базы B и коллектора C. В зависимости от типа проводимости этих зон различают NPN (эмиттер − n-полупроводник, база − p-полупроводник, коллектор − n-полупроводник) и PNP транзисторы. К каждой из зон подведены проводящие контакты. База расположена между эмиттером и коллектором и изготовлена из слаболегированного полупроводника, обладающего большим сопротивлением. Общая площадь контакта база-эмиттер значительно меньше площади контакта коллектор-база, поэтому биполярный транзистор общего вида является несимметричным устройством (невозможно путем изменения полярности подключения поменять местами эмиттер и коллектор и получить в результате абсолютно аналогичный исходному биполярный транзистор).

В активном режиме работы транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении. Для определённости рассмотрим npn транзистор, все рассуждения повторяются абсолютно аналогично для случая pnp транзистора, с заменой слова «электроны» на «дырки», и наоборот, а также с заменой всех напряжений на противоположные по знаку. В npn транзисторе электроны, основные носители тока в эмиттере, проходят через открытый переход эмиттер-база (инжектируются) в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками), часть диффундирует обратно в эмиттер. Однако, из-за того что базу делают очень тонкой и сравнительно слабо легированной, большая часть электронов, инжектированных из эмиттера, диффундирует в область коллектора[1]. Сильное электрическое поле обратно смещённого коллекторного перехода захватывает электроны (напомним, что они — неосновные носители в базе, поэтому для них переход открыт), и проносит их в коллектор. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (Iэ=Iб + Iк). Коэффициент α, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (Iк = α Iэ) называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента α 0.9 — 0.999. Чем больше коэффициент, тем эффективней транзистор передаёт ток. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен β = α / (1 − α) =(10..1000). Таким образом, изменяя малый ток базы, можно управлять значительно большим током коллектора.

Упрощенная схема поперечного разреза биполярного NPN транзистора

Режимы работы биполярного транзистора

1) Нормальный активный режим

Переход эмиттер-база включен в прямом направлении (открыт), а переход коллектор-база — в обратном (закрыт)

U_ЭБ>0; U_КБ<0;

2) Инверсный активный режим

Эмиттерный переход имеет обратное включение, а коллекторный переход — прямое.

3) Режим насыщения

Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты).

4) Режим отсечки

В данном режиме оба p-n перехода прибора смещены в обратном направлении (оба закрыты).

5) Барьерный режим

В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмитерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор. В таком включении транзистор представляет из себя диод, включенный последовательно с резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих схему элементов, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, неразборчивостью к параметрам транзисторов.

Схемы включения

Существует три основные схемы включения транзисторов. При этом один из электродов транзистора является общей точкой входа и выхода каскада. Надо помнить, что под входом (выходом) понимают точки, между которыми действует входное (выходное) переменное напряжение. Основные схемы включения называются схемами с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК).

Схема включения транзистора с общим эмиттером

Схема включения транзистора с общей базой

Схема включения транзистора с общим коллектором

Статические характеристики