- •Электроника. Лекционный курс. Введение.
- •Классификация электронных приборов.
- •Этапы развития электроники.
- •Классификация веществ в зависимости от структурных особенностей твердых тел.
- •Межатомные связи. Их виды и характеристики.
- •Физические основы электронной техники. Элементы квантовой теории строения материи.
- •Классификация твердых тел по степени электропроводности. Картина энергетических зон в твердом теле.
- •Полупроводники и их свойства.
- •Основы статистики электронов и дырок в полупроводниках.
- •Законы движения носителей заряда в полупроводниках. Дрейфовый и диффузионные токи.
- •Явление дрейфа.
- •Явление диффузии.
- •Уравнение плотности полного тока в полупроводнике.
- •Электронно-дырочный переход (p-n переход).
- •Смещение p-n перехода в прямом направлении (прямое включение перехода).
- •Смещение p-n перехода в обратном направлении (обратное включение перехода).
- •Уравнение Шокли.
- •Вольт-амперная характеристика(вах)
- •Пробой p-n перехода
- •Вольт-амперная характеристика видов пробоя
- •Емкостные свойства p-n перехода
- •Полупроводниковые диоды
- •Рабочий режим диода.
- •Эквивалентные схемы диодов для различных режимов.
- •Температурные свойства диодов
- •Выпрямители. Схемы выпрямления.
- •Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя
- •Импульсный режим работы диода
- •Стабилитроны
- •Параметрическом стабилизаторе.
- •Основные параметры стабилитронов
- •Варикапы
- •Основные параметры варикапов.
- •Туннельные диоды.
- •Схемы автогенераторов на туннельных диодах.
- •Обращенные диоды.
- •Контакт (переход) металл-полупроводник. Диоды Шоттки.
- •Металл-полупроводник n- типа.
- •Металл-полупроводник p-типа.
- •Металл-полупроводник n-типа.
- •Металл-полупроводник р-типа.
- •Транзисторы.
- •Биполярные транзисторы.
- •Явление вторичного пробоя и модуляция толщины базы (эффект Эрли).
- •Эквивалентная схема транзистора для режима постоянного тока
- •Схемы включения биполярных транзисторов.
- •Вольт-амперные характеристики (вах) биполярных транзисторов (статические характеристики). Схемы для снятия вах.
- •Математические модели биполярных транзисторов.
- •Модель транзистора для большого сигнала (модель Эберса-Молла).
- •Модели транзистора в режиме малого сигнала (динамический режим).
- •Температурные свойства транзисторов.
- •Частотные свойства транзисторов.
- •Работа транзистора с нагрузкой (динамический режим).
- •С оставной транзистор (схема Дарлингтона).
- •Эксплуатационные параметры транзистора.
- •Полевые транзисторы.
- •Полевой транзистор с управляющим p-n переходом.
- •С хемы включения транзисторов:
- •Полевые транзисторы с изолированным управляющим электродом (затвором).
- •Основные параметры полевых транзисторов.
- •Элементы памяти на основе моп-структур (Flesh-память).
- •Усилители электрических сигралов.
- •Классификация усилителей.
- •Основные технически показатели усилителей (параметры).
- •Входное и выходное сопротивления ( )
- •Выходная мощность.
- •Динамический диапазон амплитуд.
- •Характеристики усилителей.
- •Искажения в усилителях.
- •Схемотехника усилительных каскадов. Межкаскадные связи в усилителях.
- •Обобщенная структурная схема усилителя.
- •Графическая интерпретация процесса усиления сигнала транзисторной схемой с общим эмиттером.
- •Коллекторная стабилизация.
- •Эмиттерная стабилизация.
- •Полная эквивалентная схема унч с емкостной межкаскадной связью на основе биполярного транзистора, включенного по схеме с оэ.
- •Выходные каскады усилителей.
- •Построение проходной динамической характеристики.
- •Ключевой режим биполярного транзистора. Условия обеспечения статических состояний.
- •Динамика переключения ключей на биполярных транзисторах.
- •Цифровые ключи. Общие требования.
- •Структура цифрового ключа на комплементарной паре биполярных транзисторов.
- •Структура цифрового ключа на комплементарной паре полевых транзисторов (к-моп).
- •Усилители постоянного тока (упт). Дрейф нуля.
- •Параллельно-баласный каскад упт.
- •Дифференциальный усилитель (ду).
- •Операционные усилители (оу).
- •Структурная схема оу.
- •Основные параметры оу.
- •Виды и структура обратных связей в усилителе.
- •Генераторы электрических колебаний.
- •Релаксационные генераторы (генераторы импульсов).
- •Автогенераторы на оу с мостом Вина.
- •Автогенератор на оу с использованием моста Вина.
- •Генераторы релаксационных колебаний.
- •Блокинг-генераторы (бг).
- •Мультивибратор с коллекторно-базовыми связями. Автоколебательный режим.
- •Электроника. Список литературы по курсу «Электроника»
Частотные свойства транзисторов.
На частотные свойства транзисторов большое влияние оказывают ёмкости p-n переходов. С увеличением частоты емкостное сопротивление переходов уменьшается, а шунтирующее действие емкостей возрастает.
Т-образные схемы транзисторов с ОБ и с ОЭ помогут оценить частотные свойства схем включения транзисторов.
Из ВАХ схем включения известно, что при определённых значениях IЭ и IБ ток коллектора практически не зависит от UКБ. Однако если учесть такое влияние (а оно есть за счет эффекта Эрли), то:
,
где - дифференциальное сопротивление запертого коллекторного p-n перехода.
С учетом последнего уравнения, Т-образная эквивалентная схема с ОБ может иметь вид:
Влияние CЭБ базы на высоких частотах мало, т.к. rЭ диф также мало.
Особенно вредное влияние оказывает CКБ, т.к. на высоких частотах емкостное сопротивление оказывается значительно меньше, чем
rК диф и с повышением частоты Iк уменьшается даже при iЭ=const
(т.к. CКБ и rК диф включены параллельно).
С учётом эффекта Эрли для схемы с ОЭ получим:
(1)
С учетом последнего уравнения Т-образная эквивалентная схема с ОЭ может иметь вид:
Где
Последнее слагаемое в уравнении (1) на высоких частотах носит комплексный характер. При учёте ёмкости коллекторного перехода СК его сопротивление состоит их параллельно включенных
или
Следовательно, в схеме с ОЭ
- граничные частоты в схеме с ОЭ и ОБ, соответственно.
Второй причиной уменьшения усилительных свойств транзисторов на высоких частотах является отставание по фазе переменного тока IК от переменного тока IЭ, что обусловлено инерционностью процесса переноса носителей заряда через базу, а также инерционностью процессов накопления и рассасывания зарядов в базе.
Время пролёта носителей через базу у обычных транзисторов ≈0,1мкс.
На частотах от единиц до десятков МГц это приводит к увеличению IБ и как следствие, к снижению коэффициента передачи по току.
Векторные диаграммы токов транзистора на разных частотах.
φ – сдвиг фаз между токами IЭ и IК;
IБ на высоких частотах равен геометрической разности токов IЭ и IК;
- коэффициент передачи на заданной частоте;
- коэффициент передачи на низких частотах.
Из сказанного следует, что схема с ОБ является более высокочастотной чем с ОЭ.
Для определения α и β на высоких частотах f могут быть использованы формулы:
.
- коэффициенты усиления при .
Для расширения частотного диапазона транзисторов необходимо увеличивать скорость перемещения неосновных носителей через базу, уменьшать толщину базы и ёмкость коллекторного перехода.
Работа транзистора с нагрузкой (динамический режим).
(Динамическая характеристика).
тогда
С оставной транзистор (схема Дарлингтона).
Если
При .
При .