- •1.Биполярные транзисторы. Основные характеристики: входные, выходные, проходные. Электрические и экспоненциальные параметры.
- •2.Каскад с оэ: схема включения, значения параметров Rвх, Rвых, Ku, Ki, φ. Достоинства и применение.
- •3. Каскад с ок: схема включения, значения параметров Rвх, Rвых, Ku, Ki, φ. Достоинства и применение. (эмитерный повторитель).
- •4. Каскад сОб: схема включения, значения параметров Rвх, Rвых, Ku, Ki, φ. Достоинства, недостатки и применение.
- •5. Статические характеристики биполярных транзисторов, h- параметры, схемы замещения транзисторов.
- •6.Транзисторный источник тока. Транзисторный источник тока с заземленной нагрузкой.
- •12. Режимы работы транзисторов: активный (усилительный), инверсный, насыщения.
- •13. Классы усиления: a, b, ab, c, d. Достоинства и недостатки. Применение.
- •14. Усилители мощности. Однотактные и двухтактные усилители. Схемы включения.
- •15. Составные транзисторы: схемы Дарлингтона и Шиклаи. Применение.
- •17. Следящая связь (пос). Схема. Применение.
- •1 8.Эффект Миллера.
- •19. Полевые транзисторы (мдп (моп) – транзисторы). По способу создания канала (с p-n переходом, встроенным и индуцированным каналом). Входные и выходные характеристики.
- •20.Достоинства полевого транзистора по сравнению с биполярным транзистором. Недостатки. Достоинства полевого транзистора с p-n переходом. Недостатки.
- •21. Схемы включения полевых транзисторов: общий исток, общий сток, общий затвор
- •22. Бтиз (igbt) – биполярный транзистор с изолированным затвором. Достоинства по сравнению с моп.
- •29. Дифференциальные усилители (ду). Схема включения. Ду в режиме покоя, в режиме усиления противофазного сигнала, в режиме усиления синфазного сигнала. Способ улучшения свойств усилителя (схема).
- •Ду в режиме усиления противофазного сигнала
- •Способы компенсации начального напряжения смещения. Схема.
- •Ду с динамической нагрузкой. Схема.
- •Операционные усилители (оу). Графическое изображение. Упрощенная схема оу.
- •Классификация оу по типам входных каскадов: бпт, пт, супер - бпт, с гальванической изоляцией входа от выхода, варикап.
- •34.Динамическое питание оу. Недостаток
- •35.Параметры оу(входные,выходные,динамические)
- •3 6 Инвертирующий усилитель.
- •37.Неинвертирующий усилитель,преобразователь тока в напряжение.
- •38.Сумматоры и вычитатели.
- •39.Интергратор и дифференциатор
- •40.Компаратор. Схемы, недостатки.
- •4 2. Генераторы синусоидальных колебаний. Условия для работы схемы в режиме генерации.
- •43. Генераторы гармонических сигналов. Схема. Достоинства и недостатки.
- •45.Кварцевый генератор. Схема. Достоинства и недостатки.
- •46.Мультивибраторы (генераторы прямоугольных колебаний). Схема.
- •47. Электронные схемы на оу
- •48.Компенсационные. Параметрические. Достоинства и недостатки.
- •49.Компенсационные источники питания. Параметрические. Достоинства и недостатки.
- •5 0. Повышающий стабилизатор. Схема. Принцип работы.
- •51.Функциональная схема ключевого источника питания (принципиальная схема). Принцип работы.
- •52.Последовательный компенсационный стабилизатор напряжения на транзисторе. Схема и принцип работы.
- •56.Источники опорного напряжения. Задание рабочего тока стабилитрона, источника тока на оу. Стабилитронные интегральные микросхемы.
- •Задание рабочего тока стабилитрона
- •Регулируемый стабилизатор
17. Следящая связь (пос). Схема. Применение.
На обоих концах резистора присутствует практически одно и то же переменное напряжение => переменный ток через резистор не течёт, а значит его сопротивление по переменному, току стремиться к бесконечности, а кu = Rк/Rэ стремится к бесконечности.
1 8.Эффект Миллера.
Емкость ограничивает скорость изменения напряжения в схеме, так как любая схема имеет собственные конечные выходные импеданс и ток. Когда емкость перезаряжается от источника с конечным сопротивлением, ее заряд происходит по экспотенциальному закону с постоянной времени RC; если же емкость заряжает идеальный источник тока, то снимаемый с нее сигнал будет изменяться по линейному закону. Схема на рисунке иллюстрирует, как проявляются емкости переходов транзистора. Выходная емкость образует RC-цепь с выходным сопротивлением . Усилитель обладает некоторым коэффициентом усиления по напряжению , следовательно, небольшой сигнал на входе порождает на коллекторе сигнал, в раз превышающий входной (и инвертированный по отношению к входному). Из этого следует, что для источника сигнала емкость в раз больше, чем при подключении между базой и землей. Эффективное увеличение емкости и называют эффектом Миллера.
Существует несколько методов борьбы с эффектом Миллера. Например, он может быть полностью устранен, если использовать усилительный каскад с общей базой. Импеданс источника можно уменьшить, если подавать сигнал на каскад с заземленным эмиттером через эмиттерный повторитель. На рисунке показаны еще 2 возможности. В дифференциальном усилителе (без резистора в коллекторной цепи ) эффект Миллера не наблюдается; эту схему можно рассматривать как эмиттерный повторитель, подключенный к каскаду с заземленной базой. На второй схеме показано каскадное включение транзисторов. - это усилитель с заземленным эмиттером, резистор является общим коллекторным резистором.
Т ранзистор включен в коллекторную цепь для того, чтобы предотвратить изменение сигнала в коллекторе (и тем самым устранить эффект Миллера) при протекании коллекторного тока через резистор нагрузки. Напряжение - это фиксированное напряжение смещения, обычно оно на несколько вольт превышает напряжение на эмиттере и поддерживает коллектор в активной области.
19. Полевые транзисторы (мдп (моп) – транзисторы). По способу создания канала (с p-n переходом, встроенным и индуцированным каналом). Входные и выходные характеристики.
Полевые транзисторы (униполярные)- п/п приборы, в которых прохождение тока обусловлено дрейфом носителей заряда одного знака под действием продольного электрического поля.
Полевой транзистор с управляющим переходом — полевой транзистор, у которого затвор электрически отделен от канала закрытым p-n-переходом.
Структурная схема и схема включения полевого транзистора с л-каналом и управляющим р-n-переходом показаны на рис. 2
В транзисторе с n-каналом основными носителями заряда в канале являются электроны, которые движутся вдоль канала от истока с низким потенциалом к стоку с более высоким потенциалом, образуя ток стока Iс. Между затвором и истоком приложено напряжение, запирающее р-n-переход, образованный n-областью канала и р-областью затвора.
Рис. 2 Структура (а) и схема включения полевого транзистора
с затвором в виде р—n-перехода (б):1,2 — области канала и затвора
соответственно; 3, 4, 5 — выводы истока, стока и затвора соответственно
Таким образом, в полевом транзисторе с п-каналом полярности приложенных напряжений следующие: Uси>0, Uзи<0. В транзисторе с p-каналом основными носителями заряда являются дырки, которые движутся в направлении снижения потенциала, поэтому полярности приложенных напряжений должны быть иными: Uси<0,
Uзи>0.
Рис. 3. Перекрытие канала в полевом транзисторе
Рассмотрим более подробно работу полевого транзистора с п-каналом. Транзисторы с
р-каналом работают аналогично.
На рис. 3 показано, как происходит изменение поперечного сечения канала при подаче напряжения на электроды транзистора. При подаче запирающего напряжения на
р-n-переход между затвором и каналом (рис. 3, а) на границах канала возникает равномерный слой, обедненный носителями заряда и обладающий высоким удельным сопротивлением. Это приводит к уменьшению проводящей ширины канала.
Напряжение, приложенное между стоком и истоком (рис. 3 б), приводит к появлению неравномерного обедненного слоя, так как разность потенциалов между затвором и каналом увеличивается в направлении от истока к стоку и наименьшее сечение канала расположено вблизи стока.
Если одновременно подать напряжения Uси>0 и Uзи<0 (рис. 3, в), то толщина обедненного слоя, а следовательно, и сечение канала будут определяться действием этих двух напряжений.
Рис. 4. Вольт-амперные характеристики полевоготранзи-стора:
а — выходные; б — передаточная
При этом минимальное сечение канала определяется их суммой. Когда суммарное напряжение достигает напряжения запирания:
Uси+|Uзи|=Uзап
обедненные области смыкаются и сопротивление канала резко возрастает.
Вольт-амперные характеристики полевого транзистора приведены на рис. Здесь зависимости тока стока Iс от напряжения при постоянном напряжении зазатвореUзи определяют выходные, или стоковые, характеристики полевого транзистора (рис. 4, а). На начальном участке характеристик Uси+|Uзи|<Uзап ток стока Iсвозрастает с увеличением Uси. При повышении напряжения сток — исток до Uси=Uзап-|Uзи| происходит перекрытие канала и дальнейший рост тока Iс прекращается (участок насыщения). Отрицательное напряжение Uзи между затвором и истоком смещает момент перекрытия канала в сторону меньших значений напряже-нияUси и тока стока Iс. Участок насыщения является рабочей областью выходных характеристик полевого транзистора.
Дальнейшее увеличение напряжения Uсиприводит к пробою р-п-перехода между затвором и каналом и выводит транзистор из строя. По выходным характеристикам может быть построена передаточная характеристика Iс=f(Uзи) (рис. 4,6). На участке насыщения она практически не зависит от напряжения Uси. Входная характеристика полевого транзистора — зависимость тока утечки затвора I3 от напряжения затвор — исток — обычно не используется, так как при Uзи<0 р-n-переход между затвором и каналом закрыт и ток затвора очень мал (I3 = 10-8 /10-9 А), поэтому во многих случаях его можно не принимать во внимание.
Полевые транзисторы с изолированным затвором. Данные приборы имеют затвор в виде металлической плёнки, которая изолирована от полупроводника слоем диэлектрика, в виде которого применяется окись кремния. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором называют МОП и МДП. Аббревиатура МОП расшифровывается как металл, окись, полупроводник. МДП расшифровывается как металл, диэлектрик, полупроводник.
МОП – транзисторы могут быть двух видов:
Транзисторы со встроенным каналом
Транзисторы с индуцированным каналом.
Вольт-амперные характеристики полевых транзисторов с изолированным затвором в основном аналогичны характеристикам транзисторов с затвором в виде р-n-перехода. В то же время изолированный затвор позволяет работать в области положительных напряжений между затвором и истоком: Uзи>0. В этой области происходит расширение канала и увеличение тока стока Iс.
Транзистор со встроенным каналом.
Основой такого транзистора является кристалл кремния p- или n-типа проводимости. Для транзистора с n-типом проводимости:
U зи = 0; Ic1;
Uзи> 0; Ic2 > Ic1;
Uзи< 0; Ic3 < Ic1;
Uзи<< 0; Ic4 = 0.
Принцип действия.
Под действием электрического поля между стоком и истоком через канал будут протекать
основные носители зарядов, т. е. будет существовать ток стока. При подаче на затвор положи-
тельного напряжения электроны как неосновные носители подложки будут притягиваться в
канал. Канал обогатится носителями заряда, и ток стока увеличится.
При подаче на затвор отрицательного напряжения электроны из канала будут уходить в
подложку, канал обеднится носителями зарядов, и ток стока уменьшится. При достаточно
больших напряжениях на затворе все носители заряда могут из канала уходить в подложку, и
ток стока станет равным нулю.
Вывод: МОП – транзисторы со встроенным каналом могут работать как в режиме обогаще-
ния, так и в режиме обеднения зарядов.
Т ранзисторы с индуцированным каналом.
Uз = 0; Ic1 = 0;
Uз< 0; Ic2 = 0;
Uз> 0; Ic3 > 0.
При напряжениях на затворе, равных или меньше нуля, канал отсутствует, и ток стока будет равен нулю. При положительных напряжениях на затворе электроны, как не основные носители заряда подложки p-типа, будут притягиваться к затвору, а дырки будут уходить вглубь подложки. В результате в тонком слое под затвором концентрация электронов превысит концентрацию дырок, т. е. в этом слое полупроводник поменяет тип своей проводимости. Образу-ется (индуцируется) канал, и в цепи стока потечёт ток.
Вывод: МОП – транзисторы с индуцированным каналом могут работать только в режиме обо
гащения.
МОП – транзисторы обладают бόльшим входным сопротивлением, чем транзисторы с управ-
ляемым переходом. Rвх = (10^13 ÷ 10^15) Ом.
Х арактеристики и параметры полевых транзисторов.
К основным характеристикам относятся:
Стокозатворная характеристика – это зависимость тока стока (Ic) от напряжения на за-
творе (Uси) для транзисторов с каналом n-типа.
Стоковая характеристика – это зависимость Ic от Uси при постоянном напряжении на
затворе. Ic = f (Uси) при Uзи = Const
Основные параметры:
1) Напряжение отсечки.
2) Крутизна стокозатворной характеристики. Она показывает, на сколько миллиампер изме-
нится ток стока при изменении напряжения на затворе на 1В.
3) Внутреннее сопротивление (или выходное) полевого транзистора.
Входное сопротивление.
Так как на затвор подаётся только запирающее напряжение, то ток затвора будет представлять
собой обратный ток закрытого p-n перехода и будет очень мал. Величина входного сопротив-
ленияRвх будет очень велика и может достигать 10^9 Ом.