Экзаменационный билет № 12

1. Основные схемы включения биполярных транзисторов в цепь.

Транзисторы – это ПП приборы, имеющие три области и три

вывода и предназначенные для усиления, генерирования

электрического сигнала. Транзисторы бывают биполярные (два вида носителей заряда)и униполярные - полевые (один вид носителей заряда) БТ (биполярные транзисторы) имеют два p-n- перехода, три вывода: Э (эмиттер), К (коллектор), Б (база) .

В зависимости от того, какой из электродов транзистора является общим для его входной и выходной цепи, различают три схемы его включения

а) с общей базой б) с общим эмиттером в) с общим коллектором

2. Операционные усилители (определение, УГО, параметры, виды,

интегральное исполнение ОУ).

Своё название ОУ получил вследствие того, что он может использоваться для выполнения различных математических операций над сигналами - алгебраического сложения, интегрирования, дифференцирования, логарифмирования и т.п. ОУ - это усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления, который охватывают цепью обратной связи, определяющей основные качественные показатели и характер выполняемых операций.

Современный ОУ выполнен на базе ИМС, к выводам которой, кроме цепи ОС, присоединяются питание, нагрузка, источники сигналов и другие цепи. ОУ является усилителем постоянного напряжения, т.е. его АЧХ не имеет завала в области низких частот, т.к. ИМС ОУ не содержит разделительных конденсаторов. Чтобы в отсутствии входных сигналов потенциал выхода можно было привести к нулю, питание ОУ делают двухполярным. ИМС имеет 2 входных вывода: инвертирующий (-) и неинвертирующий (+). Из входных сигналов выделяют синфазный U_cф=(U⁺+U^-)/2 и дифференциальный (разностный) U_диф.=2U-(U⁺-U^-).

Инвертирующий усилитель. к=R_ос/R_вх.

Напряжение сигнала U_вх подается на вход

(-), из-за чего выходное напряжение инвертировано относительно U_вх . Резисторами R₀ и R₁ создана параллельная обратная связь по напряжению.

β = R₁ /(R₀ + R₁) – коэффициент передачи цепи ОС. Входное сопротивление

R_вх = U_вх /I_с Коэффициент усиления ОУ

К = U_вых / U_вх = - R₀ / R₁

Неинвертирующий. Коэффициент усиления ОУ

К = R₀ / R₁ +1 = 1/ β

Неинвертирующий повторитель напряжения.

Аналоговые компараторы. Компаратор предусмотрен для сравнения аналоговых сигналов: один из них называют опорным (U_оп), а другой – измеряемым или входным U_вх . В момент равенства сигналов напряжение на выходе компаратора резко изменяется. Обычно после компаратора включается цифровой элемент, на вход которого следует подавать напряжение только двух уровней: один соответствует логической 1, а другой – логическому 0 .

3. Задача. Какое количество электронов вызывает фототок 100 мА,

если заряд электрона e = 1,6*10^-19 К ?

Решение: I_ф=кФ=ne, где к - интегральная чувствительность, Ф - световой поток, Люмены. n=(I_ф*t)/e.

Экзаменационный билет № 13

1. Основные параметры биполярных транзисторов.

Транзисторы – это ПП приборы, имеющие три области и три

вывода и предназначенные для усиления, генерирования

электрического сигнала.

Транзисторы бывают биполярные (два вида носителей заряда)и униполярные - полевые (один вид носителей заряда)

БТ (биполярные транзисторы) имеют два p-n- перехода, три вывода: Э (эмиттер), К (коллектор), Б (база) . Важным параметром транзистора является коэффициент

передачи тока эмиттера, который равен отношению

приращения тока коллектора к приращению тока эмиттера

при неизменном напряжении на коллекторном переходе.

α = ΔI_k / ΔI_э ;

Данный коэффициент мало отличается от единицы α = 0,95-0,99.

При малых значениях обратного тока коллекторный ток I_k = α*I_э.

Базовый ток стремятся сделать как можно малым, так как

I_k = I_э - I_б .

Это достигается уменьшением ширины базовой области и

концентрации в ней примеси.

Поскольку коллекторный ток является частью эмиттерного, а

эмиттерный ток можно изменять, регулируя потенциал базы, то

транзистор является прибором, для усиления и генерирования

электрических колебаний.

I_{вх б} = I_э I_{вых б} = I_к = α* I_э Напряжение между эмиттером и базой является входным U_{вх б} = U_эб ;

Напряжение между коллектором

и базой является выходным

U_{вых б} = U_кб ; Входным сопротивлением является сопротивление между

эмиттером и базой

R_{вх б} = U_{вх б} /I_{вх б}.

Так как переход находится в открытом состоянии, входное сопротивление схемы с общей базой мало (единицы-десятки Ом).

2. Усилитель низкой частоты, его характеристики ( АЧХ, ФЧХ, амплитудная

характеристика).

ЭУ – радиотехнические устройства, усиливающие мощность, напряжение или ток электрического сигнала. Применяются в устройствах радиосвязи, радиовещания, автоматике, измерительной технике, телевидении, в бытовых приборах и т.д.

1. В зависимости от диапазона рабочих частот:

1.1. УНЧ (десятки Гц – десятки кГц);

1.2. УВЧ (сотни кГц – сотни МГц);

1.3. УПТ (усиливает сигналы постоянного и

медленно меняющегося тока)

1.4. Импульсные (широкополосные):

десятки Гц – сотни МГц

1.5. Узкополосные (избирательные)

3. Задача. Подсчитать коэффициент усиления усилителя с ООС, если

коэффициент усиления усилителя без ОС k = 90 и коэффициент

передачи цепи обратной связи β = 0,1.

Решение: к_ос=к/(1+bк)=9 к^дб=20lg*к. к_общ=к₁+к₂.