Модели транзистора в виде 4-х полюсника. Н-параметры
h11- входное сопротивление; h21-коэффициент передачи тока;
h12-коэффициент обратной связи по напряжению; h22-выходное сопротивление.
Квазистатический режим: малые эквивалентные составляющие напряжения и тока. Установим взаимную связь между физическими параметрами и h-параметрами транзистора.
3,4 из общей базы и все кроме h11 и h21 из общего эмиттера для режима х.х.
На высоких частотах трудно сделать опыт х.х. из-за влияния паразитных емкостей поэтому для высокочастотных схем применяют схему замещения в Y-параметрах
Дифференциальный усилительный каскад (ДК).
ДК- предназначен для усиления разности входных напряжений.
В идеальном ДК Uвых пропорционально только разности выходных напряжений и не зависит от их абсолютной величины.
ДК состоит из полностью симметричных плеч, каждое из которых состоит из транзистора VT и сопротивления. Эти два плеча работают на общее эмиттерное сопротивление.
Uвх- разность базовых потенциалов,
Uвых- разность кол-ых потенциалов.
В идеальном ДК дрейф выходного сигнала отсутствует, хотя в каждом из плеч он может быть > 0.
Подадим на Базу напряжение:
сигналы равные по величине и совпадающие по фазе- синфазные. Они вызовут одинаковое изменение Iк.
В идеальном ДК синфазные сигналы не оказывают влияния на выходные параметры.
Подадим на входы:
-такие сигналы называют дифференциальными(парафазными)(равные по величине, но противоположные фазы).
|
|
|
Эти приращения поступают на VT с противоположной полярностью и вызывают противоположное по знаку изменение токов коллекторов и коллекторных потенциалов, тогда
На Rэ эти токи компенсируют друг друга. 
Любую комбинацию сигналов можно изобразить в виде суммы синфазной и дифференциальной составляющих.
Удобство такого представления состоит в том, что действие каждой из составляющих можно рассматривать раздельно.
В каждом плече Rэ=2Rэ.
Uвх разностное= Uвх1-Uвх2.
Тогда получим:
Uвх раз=2Uвх диф.
То есть рассмотрение усиления разностного сигнала сводится к рассмотрению усиления дифференциальной составляющей.
Аналогично получаем, что
Uвых раз=2Uвых диф.
Эта формула показывает, что в идеальном ДК отсутствует усиление синфазных составляющих.
Определим коэффициент усиления ДК.
Воспользуемся формулой:
,где rэ- сопротивление объёмного слоя эмиттера.
+ Следовательно, коэффициент усиления ДК получается больше, чем К.У. одиночного усилительного каскада.
Билет 20.
Переходные и частотные характеристики транзистора.
Инерционность транзистора определяется следующими параметрами:1)пролет инжектированных носителей через базу. 2)перезаряд барьерных емкостей эмиттерного и коллекторного перехода. 3)установление необходимых концентраций.
|
|
|
Дырки попадают в базу и начинают двигаться в результате диффузии к коллектору.
α коэффициент передачи эмиттерного тока. Связь между током эмиттера и током коллектора нелинейна=> α-нелинейная функция(зависит от времени)
Определим амплитудную и частотную характеристику. С общей базой.
Большой коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером достигается за счет ухудшения его частотных свойств. Это существенный недостаток схемы с общим эмиттером.
Определим частоту когда β становится равным 1. Эта частота называется предельной.
Операционные усилители (ОУ)
Называется высокочастотный интегральный усилитель, имеющий большой коэффициент усиления и предназначенный для выполнения операций с аналоговыми величинами в цепях с обратной связью.
Идеальный ОУ имеет: 
В реальных случаях: Ku>10^5,Rвх>10^6Ом Rвых<10 Ом
Условное обозначение:
В качестве источника питания используется двуполярный источник питания 
средний вывод которого служит землей.
|
|
|
По своему структурному построению ОУ- усилители постоянного тока, хотя они могут работать и на частоте f=100кГц.
ОУ имеет 2 входа:
- Один инверсия U-вых, напряжение на котором в противофазе по сравнению с выходным напряжением.
- Неинверсный, напряжение на котором совпадает по фазе с UВЫХ
Два этих входа являются входами дифференциального каскада как составляющей части ОУ.
UВХ необязательно разностное между U-вх и U+вх
UВЫХ определяется выражением: 
, коэффициент усиления без обратных связей.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОУ:
В той же структурной схеме используются схемы сдвига уровня потенциала. Входной дифференциальный каскад (ДК) позволяет улучшить характеристики ОУ, во-первых, за счет очень малого дрейфа, во-вторых, за расширение функциональных возможностей (2 входа).
ПК (промежуточный каскад) служит для увеличения коэффициента усиления. ПК собран по схеме ДК, но с однотактным выходом.
ВК (выходной каскад) нужен для согласования ОУ с нагрузкой и здесь применяются либо эмитерные повторители, либо двухтактная схема на биполярных комплиментарных транзисторах.
Применение ОУ в чистом виде почти невозможно, т.к.:
вход Н на сигналы д.б. очень малым.
|
|
|
2. Имеется определенный разброс между различными ОУ.
Для устранения недостатков вводится отрицательная обратная связь которая, во-первых позволяет работать в качестве усилителя; во-вторых, позволяет выполнять множество математических операций (ln,+,-) откуда и произошло название ОУ.
СХЕМА ОУ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
I1=I2+Iвх, но так как Rвх>>R1иR2, то Iвх примерно=0 тогда I1=I2 или
Поскольку подаем сигнал только на инверсный вход, то 
подставляем в выражение 
и получаем: 
К- коэффициент усиления с обратной связью. Так как К0 велико, то имеем: K=-R2/R1- это основная формула для ОУ.
Она подразумевает, что при определенных условиях коэффициент передачи ОУ не зависит от параметров самого ОУ, следовательно, не зависит от дрейфа и т.д. И определяется только внешними цепями, в частности с цепью обратной связи.
Знак минус говорит о том, что сигнал инвертируется. Если в основную формулу для ОУ вместо активных сопротивлений подставим реактивные, тоK=-Z2/Z1. Рассмотрим случай когда в цепи обратной связи есть емкость.
Инвертор - основа цифровых IC.
Билет 21.
1.Динистор
ВАХ
При подаче на анод положительного напряжения, а на катод отрицательное, то эмитерные переходы смещаются в прямом направлении , а коллекторные в обратном , поэтому при малых напряжениях и малых токах ВАХ напоминает обратную ветвь p-n перехода
Iкп- ток колекторного перехода
Iкп=α1Ia+α2Ia+Iкбо=Ia
Iкбо=Iкбо1+Iкбо2=Iобратное
Ia=Iобр/(1-(α1+α2))
Ia примерно = Iобр ,т.к. α1+α2 <<1
Увеличение тока создаваемого носителями одного знака ведет к увеличению тока носителей другого знака и наоборот, т.е. существует в теристорной структуре положительная обратная связь, которая приводит к лавинообразному увеличению тока.
Как только α1+α2 стремиться к 1 , происходит резкое возрастания тока.
Чтобы выключить прибор надо уменьшать ток до той величины, при которой коллекторный переход не сместится в обратном направлении.
Iуд- ток удержания при котором сохраняется состояния высокой проводимости.
2. . БИС на базовом матричном кристалле (БМК).
БМК – совокупность регулярно расположенных в виде матрицы на кристалле базовых ячеек между которыми отсутствуют межсоединения. Такой кристалл является полуфильтром и не рассчитан на конкретного потребителя. Необходимо осуществить соединения базовых ячеек по рансизинному? алгоритму.
Имеем на кристалле совокупность базовых ячеек. Пространство между базовыми ячейками каналы для соединения базовых ячеек между собой. Следует подчеркнуть : межсоединения устанавливаются технологическим путем на этапе изготовления микросхем.
БЯ (Транзисторы, резисторы).
Межсоединения представлены в кристалле осущ-ны всевозможные меж-я и потом разрушение связи (лазером)
БМК бывают: канальные и безканальные.
Базовая ячейка может быть использована в качестве электрической схемы и она же может быть использована для межсоединений. Транзисторы и резисторы рекомендуются.
ПЯ (периферийная ячейка)- используется в качестве буферных каскадов для ввода-вывода сигналов.
КБМК - для аналоговых интегральных схем
ББМК – для цифровых интегральных схем
2. Другой разновидностью схем являются программируемые логические матрицы (ПЛМ).
Недостаток базовых матричных кристаллов: Конкретное устройство формируется на технологическом этапе изготовления. В ПЛМ внутренняя структура так же содержит базовые ячейки и межсоединения, а конфигурация реализуется с помощью специальной системы расположенной на этом же кристалле. Для задания конфигурации предусмотрены специальные выводы больших интегральных схем, используя которые разработчик может создавать требуемую схему. Для различных ПЛМ конфигурация:
1. либо сохраняется при отключении питания
2. либо производится перезагрузка при включении, она осуществляется самостоятельно ПЛМ от какого-либо ПЗУ.
Билет 22.
1. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом.
вводятся примеси и образуются 2 p-области-затворы. Между истоком и стоком имеется канал n- типа. Если на затвор подать отрицательное напряжение то p-n переходы будут смещаться в обратном направлении. Изменяя напряжение на затворе мы меняем толщину канала. При приложении напряжения между истоком и стоком электроны будут двигаться от истока к стоку.
Если увеличивать отрицательное смещение на затворе то канал будет сужаться. И может наступить момент когда канал полностью перекроется и ток будет равен 0. Сопротивление канала достигнет значения 1-10Мом. Напряжение на затворе Uзи при котором Iс=0 называется напряжением отсечки Uзиотс. 
Определим Uотс. l-толщина p-n перехода. Отсечка будет когда l=a.
Если пренебречь контакной разностью потенциалов то Uзиотс=Uо. S=dz. Перекрытие канала рассмотрим для случая Uси=0. Up-n=Uзи+Uк(x) Uк-Uканала.
Исходя из этого определим Uси при котором канал перекрывается. Это напряжение-напряжение смещения.
При напряжении на затворе равном напряжению отсечки Uc=0. При Uотс ток стока был равен 0 а при Uнас приращение тока равно 0.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 563; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!