- •Сборник лекций к дисциплинам:
- •§1. Краткие сведения по квантовой механике
- •§2. Уравнение Шредингера
- •§3. Энергетические состояния электронов в водородоподобных системах
- •Раздел 1. Основы физики полупроводников
- •1.1. Полупроводники
- •Энергетические (зонные) диаграммы полупроводников.
- •Уровень Ферми
- •Физические процессы в полупроводниках
- •Беспримесный полупроводник.
- •Процесс генерации пар зарядов.
- •Примеси в полупроводниках.
- •Электронный полупроводник (n-типа)
- •Дырочный полупроводник (р-типа).
- •1.2 Типы рекомбинации
- •1.3. Электронно-дырочный переход. §1. Классификация. Методы изготовления.
- •§2. Свойства р-n-перехода.
- •Учет дополнительных факторов, влияющих на вольт-амперную характеристику диода. Пробой.
- •Импульсные свойства р-n перехода. (динамические процессы в р-n-переходе)
- •Раздел 2. Полупроводниковые приборы
- •2.1. Полупроводниковые диоды
- •§ 1. Выпрямительные диоды.
- •§2. Высокочастотные диоды.
- •§ 3. Импульсные диоды.
- •§ 4. Сверхвысокочастотные диоды.
- •§ 5. Стабилитроны.
- •§ 6. Варикапы.
- •§ 8. Обращенные диоды.
- •§ 8. Система обозначений полупроводниковых диодов.
- •§ 9. Рабочий режим диода.
- •2.2. Биполярные транзисторы § 1. Общие сведения. Устройство.
- •§ 2. Физические процессы, протекающие вVt. ТокиVt.
- •§3. Основные схемы включения транзисторов.
- •§4 Влияние температуры на статические характеристикиVTа.
- •§5 Эквивалентные схемы замещения транзистора.
- •§6 Представление транзистора в виде четырехполюсника и системы статистических параметров.
- •2.3 Полевые транзисторы §1. Полевые транзисторы с управляющим переходом.
- •§2. Статические характеристики полевого транзистора с управляющимp-n-переходом.
- •§3. Полевые транзисторы с изолированным затвором.
- •2.4. Тиристоры (vs)
- •§ 1. Принцип действия.
- •§ 2. Математический анализ работы тиристора (не нужно).
- •§ 3. Вольт – амперная характеристика тиристора.
- •§ 4. Типы тиристоров.
- •§ 5. Особенности работы и параметры тиристоров.
- •2.5. Оптоэлектронные полупроводниковые приоры. Полупроводниковые излучатели
- •Фотоприемники (общие сведения)
- •Фоторезисторы
- •Фотодиоды
- •Фотоэлементы
- •Фототранзисторы
- •Фототиристоры
- •Оптроны
- •2.6. Интегральные микросхемы
- •Раздел 3. Усилители §1. Анализ процесса усиления электрических сигналов
- •§2. Работа уэ с нагрузкой. Динамические х-ки.
- •Нагруз. Линии у и их построение.
- •Сквозная характеристика у на биполярномVt.
- •Общие сведения.
- •Классификация у.
- •§4 Основные параметры и характеристики усилителей.
- •§5 Обратная связь в усилителях.
- •Режимы работы уэ.
- •Раздел 4. Операционные усилители Общие сведения
- •Инвертирующий усилитель
- •Интегратор
- •Содержание
Инвертирующий усилитель
Одним из наиболее распространённых устройств на ОУ является инвертирующий усилитель, схема которого приведена на рис.7.4.
Ток, протекающий через инвертирующий вход ОУ, примерно равен нулю из-за большого входного сопротивления, а напряжение на входе ненасыщенного ОУ близко к нулю из-за большого коэффициента усиления.
С учётом этого можно считать, что напряжение на резисторе R2 примерно равно выходному напряжению 0У Uвых, а входной ток I1= - I2 ≈ , тогда
Uвых≈==-Uвх, (7.1)
а коэффициент усиления инвертирующего усилителя
(7.2.)
Коэффициент усиления К полностью определяется величинами резисторов R1, R2 и не зависит от напряжений источников питания Е1, Е2, коэффициента усиления 0У и других факторов, которые могут изменяться в процессе работы устройства. Следовательно, рассматриваемый инвертирующий усилитель обладает высокой стабильностью коэффициента усиления. Подбирая необходимую величину сопротивления резистора R2 при заданном сопротивлении R1, можно обеспечить требуемый коэффициент усиления. Обычно этот коэффициент усиления не превышает ста и должен быть много меньше коэффициента усиления ОУ. Только в этом случае достигается устойчивая и стабильная работа устройства, а принятые допущения и выражения (7.1)-(7.2) будут справедливы.
Интегратор
Интегратор представляет собой устройство, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный интегралу oт входного напряжения. Для этого в цепь отрицательной обратной связи включают конденсатор С, а входной сигнал подают на инвертирующий вход через резистор R (рис.7.5).
, (7.3)
где UС - напряжение на конденсаторе обратной связи; iС -ток конденсатора.
Подставляя в (3) величину тока iС=- имеем
. (7.4)
Таким образом, выходное напряжение устройства определяется интегралом от входного напряжения и произведением τu=RC, которое называют постоянной времени интегратора. С увеличением постоянной времени интегратора уменьшается погрешность интегрирования и уменьшается величина выходного напряжения.
Uвых=- (7.5)
Изменяя величину резистора R, можно регулировать амплитуду Uвыхm выходного пилообразного напряжения. На рис.7.6 кривая I получена при меньших значениях резистора R, а кривая 2 - при больших.
Постоянная времени интегратора ограничивает длительность входного импульса. Для нормальной работы интегратора необходимо, чтобы за время τu конденсатор заряжался до напряжения, меньшего напряжения насыщения 0У. Из выражения (7.5) можно получить минимально допустимую величину постоянной времени интегратора.
tи >(7.6)