Материал: Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие. 2000

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

емкость варикапа при заданном обратном напряжении Св ,

 

коэффициент перекрытия по емкости Кв = Св.мак ,

 

 

сопротивление потерь rп ,

Св.мин

 

 

 

 

 

добротность Qв ,

 

 

 

 

 

температурный коэффициент емкости.

 

 

Варикапы применяются в резонансных схемах для изменения резонансной

частоты генераторов, усилителей и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

Jа

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

Uа

 

U

 

 

 

Рис.13 Вольт амперная (а) и емкостная (б) характеристики варикапа

 

Динисторы ( диодные тиристоры ) – представляют собой четырехслойную

структуру и имеют три p-n перехода.

Jа

III

 

Вольт

амперная

характеристика

 

КН102А

 

динистора приведена на рис.14.

 

 

 

 

J0

 

 

При повышении напряжения на

0

 

 

 

аноде

Uа

динистора

ток

Jа

растет

 

II

 

медленно (участок I). При Uа =Uвкл.

Jудерж

 

 

 

возникает электрический пробой р-n

 

 

 

перехода,

сопротивление

динистора

 

I

Uа

падает (участок II) и ток J0

 

 

Uвкл

 

определяется,

в

 

основном,

 

 

 

нагрузочным

резистором

в

цепи

Рис.14 Вольт амперная характеристика

анода.

 

Отключение

динистора

 

динистора

 

 

происходит только при уменьшении

 

 

 

тока Jа< Jудерж. Динисторы применяются в формирователях импульсов, в

преобразователях, в системах автоматического регулирования.

 

16

Тиристоры (тринисторы) представляют собой многослойную структуру,

имеющие три вывода: анод, катод и управляющий электрод. ВАХ тиристора

приведена на рис.15. На управляющий электрод поступает управляющий ток Jупр ,

снижающее напряжение включения Uвкл.

КУ202Н

Jа

 

 

 

Uа

 

Rн

Rн

J=Rн

0 Jупр1>Jупр2>Jупр3>Jупр4>Jупр=0

 

J0

Jупр

 

Jудерж

Uа

 

 

 

 

 

Uвкл

Рис.15 ВАХ тиристора (с), условное обозначение незапираемого (а) и

 

запираемого (в) тиристора

Тиристоры делятся на запираемые и незапираемые. Запираемые тиристоры

способны переключатся из открытого состояния в закрытое при подаче на управляющий электрод сигнала отрицательной полярности. Незапираемые

тиристоры отключаются

 

 

 

Jа

только при снижении

 

 

А

 

анодного тока до уровня Jа<

 

упр

 

Jудерж.

 

 

 

 

Jупр1 > Jупр2 > Jупр=0

 

образом

К

Таким

 

 

 

тиристор

 

имеет

два

 

Jудерж

устойчивых

 

состояния

 

и

 

используется

 

 

в

 

Uа

формирователях импульсов и

 

Jудерж

в схемах

автоматического

 

управления.

 

 

 

 

 

 

Симисторы

 

(

 

 

симметричные

тиристоры

)

 

 

имеют

 

пятислойную

 

 

структуру,

три электрода

и

Рис.16 ВАХ сим истора (б), условное обозначение

симметричную

вольт

 

-–

 

сим истора (а)

амперную характеристику (рис.16). Открытие симистора управляющими сигналами. Симисторы в отличии от тиристоров имеют возможность проводить

17

ток в двух направлениях, поэтому на них можно подавать переменное напряжение. Симисторы, как и тиристоры могут применяться в формирователях, коммутаторах, в регуляторах тока и напряжения.

Важнейшими параметрами тиристоров являются: ток удержания Jудерж, напряжение в открытом состоянии, ток отпирания Jупр, средний ток, импульсный ток, время включения и отключения и т.д.

Излучающие диоды представляют собой полупроводниковые диоды, излучающие из области p-n перехода кванты энергии. Излучение происходит через прозрачную стеклянную пластину, размещенную в корпусе диода. По характеристике излучения диоды делятся на две группы: диоды с излучением в видимой области спектра, получившие название светодиоды и диоды с излучением в инфракрасной области спектра, получившие название ИК -диоды.

Светодиоды применяются в качестве световых индикаторов, а ИК -диоды в

качестве источников излучения в оптоэлектронных приборах и в качестве первичных преобразователей информации.

Маркировка полупроводниковых приборов предусматривает шесть символов.

Первый символ буква (для приборов общего применения) или цифра (для приборов специального назначения), указывающая исходный полупроводниковый материал, из которого изготовлен диод: Г(1) – германий, К(2) – кремний, А(3) – арсенид галлия.

Второй символ буква, обозначающая подкласс диода: Д выпрямительные, высокочастотные и импульсные; В варикапы, С стабилитроны и стабисторы; Н динисторы; У тиристоры; Л излучающие диоды и т.д.

Третий символ цифра, указывающая назначение диода, например: 1, 2, 3 – выпрямительные диоды, 5- импульсные, 6 – СВЧ и т.д.

Четвертый и пятый символы двухзначное число, указывающее порядковый номер разработки (у стабилитронов номинальное напряжение стабилизации).

Шестой символ буква, обозначающая параметрическую группу прибора. Например: КД521А кремниевый импульсный диод, номер разработки 21,

группа А, общего применения.

2.3. Полупроводниковые транзисторы

Все полупроводниковые транзисторы делятся на две группы: биполярные и униполярные (полевые) транзисторы.

18

Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя

взаимодействующими

p-n

эмиттер(э)

коллектор(к)

эмиттер(э)

коллектор(к)

переходами.

Биполярные

p n

p

n p

n

транзисторы

различаются

по

 

база(б)

 

база(б)

структуре. В зависимости от

Jэ

Jк

Jэ

Jк

чередования областей различают

э

к

э

к

биполярные

транзисторы

типа

Jб

 

Jб

 

“p-n-p” и “n-p-n” (рис.17).

б

 

б

 

 

Транзисторы

также

а)

 

б)

подразделяются по

мощности,

Ри с.17 Биполярные транзисторы типа “p-n-p” (а) и

 

“n-p-n” (б)

частоте и другим признакам.

 

 

 

 

Принцип действия биполярного транзистора основан на использовании физических процессов, происходящих при переносе основных носителей электрических зарядов из эмиттерной области в коллекторную через базу.

I э = Iк + Iб ,

где Iэ, Iк, Iб токи соответственно в цепи эмиттера, коллектора, базы. Важнейшими параметрами, характеризующими качество транзистора,

являются дифференциальный коэффициент передачи тока из эмиттера в коллектор - α и дифференциальный коэффициент передачи тока из базы в коллектор - β.

α =

Ik , при Uкэ- const. β =

Ik

=

 

α

>>1

1− α

 

Iэ

Iб

 

 

Современные транзисторы имеют α=(0,9÷0,99)<1 и в=(4÷10000). Основными параметрами, характеризующими транзистор как активный

нелинейный четырехполюсник (рис. 18.) являются:

коэффициент усиления по току KI =

Iвых ,

 

 

 

 

Iвх

Uвых ,

коэффициент усиления по напряжению KU =

 

 

 

 

Uвх

коэффициент усиления по мощности

KP =

Pвых ,

 

Uвх ,

 

Pвх

входное сопротивление R вх =

 

 

 

 

Iвх

 

 

выходное сопротивление Rвых =

 

Uвых

.

 

 

Iвых

 

 

 

 

 

Обычно транзисторы включаются в электрическую схему таким образом, чтобы один из его электродов был входным, второй выходным, а третий общий

19

для входа и выхода. В зависимости от этого

 

Jвх

 

 

 

 

 

 

Jвых

различают три способа включения транзистора: с

 

 

 

 

Вх

 

Вых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и с

Uвх

 

 

 

 

 

 

Uвых

общим

коллектором

(ОК).

Рассмотрим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

особенности каждой схемы.

 

 

 

 

Рис.18 Четырехполюсник

В

схеме с ОБ (рис.19) входной сигнал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поступает на эмиттер, а выходной снимается с коллектора.

Входным сопротивлением схемы Rвх является сопротивление открытого эмиттерного перехода, которое составляет десятки ом. Выходное сопротивление

определяется

обратным включенным коллекторным

переходом. Поэтому

Rвых>>Rвх.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

усиления транзистора с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОБ по

току

соответствует

примерно

 

 

 

 

 

 

 

 

Jк

 

 

 

Rк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициенту передачи α:

 

 

 

Jэ э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KI

Ik

≈ α = (0,95 ÷ 0,99),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iэ

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

Uвых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент усиления транзистора по

 

 

 

 

Jб

напряжению

Uвых =

Ik Rн

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KV =

= α

,

Рис.19 Включение транзистора с ОБ

 

 

Uвх

Iэ Rвх.б

Rвх.б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Rвх.б входное сопротивление открытого эмиттерного перехода.

Так как Rн>> Rвх.б, то KV>1.

Таким образом схема включения транзистора с ОБ не обеспечивает усиление по току, однако усиливает входной сигнал по напряжению и мощности.

В схеме с ОЭ (рис.20) входной сигнал поступает на входы база эмиттер, а выходной снимается с коллектора.

Входное сопротивление Rвх.э схемы значительно больше, чем в схеме с ОБ.

Rвх.э =

Uэб =

 

Iэ Rвх.б ≈ β Rвх

 

Iб

 

Iб

Коэффициент усиления схемы по току

KI

 

KI =

Ik

≈ β >> 1

 

 

Iэ

 

Коэффициент усиления схемы по напряжению KV

KV =

Uвых =

Ik Rн

≈ β

Rн

> 1

 

 

 

Uвх

Iб Rвх.э

Rвх.э

20

Источник: https://studfile.net/preview/16521196/