- •Лекция №1
- •Собственная проводимость полупроводников.
- •Формирование электронно-дырочного перехода.
- •Лекция № 2 Полупроводниковые диоды.
- •Лекция №3 Устройство биполярного транзистора.
- •Принцип работы транзистора.
- •Схемы включения транзисторов.
- •Транзистор как активный четырехполюсник.
- •Статические характеристики биполярного транзистора.
- •Эксплуатационные параметры транзистора.
- •Лекция №4
- •Схемы включения полевых транзисторов.
- •Статистические характеристики полевых транзисторов.
- •Основные параметры полевых транзисторов.
- •Основные параметры:
- •Лекция №5 Электронные усилители.
- •Классификация усилителей.
- •Основные технические показатели и характеристики
- •Частотные искажения.
- •Фазовые искажения.
- •Обратная связь в электронных усилителях.
- •Влияние ос на коэффициент усиления.
- •Лекция №6
- •Схемы унч предварительного усиления.
- •Принцип работы усилителя.
- •Аналитический расчет усилителя.
- •Лекция №7. Усилители постоянного тока.
- •Упт прямого усиления.
- •Дрейф нуля в упт.
- •Балансные усилители.
- •Структура и основные параметры интегральных операционных усилителей.
- •Параметры и характеристики оу.
- •Наиболее употребляемые параметры.
- •Схемотехника операционных усилителей.
- •Применение интегральных операционных усилителя.
- •Неинвертирующие операционные усилитель.
- •Дифференциальный операционный усилитель.
- •Лекция №9.
- •111Equation Chapter 1 Section 1Генераторы синусоидальных колебаний.
- •Принцип работы транзисторного генератора типа – lc.
- •Энергетические показатели lc автогенератора.
- •Стабилизация частоты генератора
- •Лекция №10.
- •Генераторы электрических импульсов.
- •Мультивибраторы.
- •Мультивибраторы на имс.
- •Генераторы линейно изменяющегося напряжения.
- •Лекция №11. Триггерные структуры
- •Симметричный триггер на биполярных транзисторах с коллекторно-базовыми связями
- •Несимметричный триггер с эмитерной связью
- •Структура и классификация интегральных триггеров
- •Лекция №12. Электронные ключи
- •Ключи на мдп-транзисторах
- •Компараторы напряжений
- •Интегрирующие цепи
- •Дифференцирующие цепи
- •Лекция 13 Выпрямительные устройства.
- •Однополупериодные выпрямители.
- •Двухполупериодная схема выпрямления.
- •Двухполупериодная мостовая схема.
- •Сглаживающие фильтры
- •Трехфазные выпрямители.
- •Однофазные управляемые выпрямители
Лекция № 2 Полупроводниковые диоды.
Полупроводниковыми диодами называются приборы с одним электронно—дырочным переходом и двумя выводами. Они применяются для выпрямления переменного тока, детектирования переменных колебаний, стабилизации постоянного напряжения и т.д. По назначению полупроводниковые диоды делятся на выпрямительные, высокочастотные, стабилитроны туннельные, варикапы и др.
В справочниках обозначение диодов состоит из 6 элементов:
Первый элемент(буква или цифра) обозначает исходный материал: г или 1-германий; к или 2 – кремний; А или 3-соединения галия.
Второй элемент(буква) указывает тип полупроводникового прибора;
Д- выпрямительные диоды; Ц- выпрямительные столбы;
А- сверхвысокочастотные диоды; С- стабилитроны; И- тунельные диоды;
В- варикапы; Л- излучающие диоды; Г-генераторы шума; Б- диоды Ганна; К- стабилизаторы тока.
Третий элемент– число, определяющее назначение и качественные свойства диода. У стабилитронов 3 элемент определяет индекс мощности.
Четвертый и пятый элемент-обозначают порядковый номер разработки. У стабилитронов пятый и четвертый элементы обозначают напряжение стабилизации.
Шестой элемент(буквенный) определяет разновидность прибора техническим признакам.
Примеры маркировки:
ГД412А – диод германиевый; Д- выпрямительный; 4-универсальный (с рабочей частотой не более 1000 мГц);
Номер разработкт 12, группа А.
АИЗ01А – диод тунельный; 3-переключательный для широкого применения; номер разработки 01, группа А.
АЛ302А – светодиод; 3-для широкого применения с яркостью не более 500 кд/м2; номер разработки 0,2, гр. А.
КС168А- кремниевый стабилитрон; 1-мощностью 0,3 Вт;
68-напряжение стабилизации 6,8В; гр. разработки А.
Выпрямительные диодыусловное обозначение
Error: Reference source not found
Рис 1
Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный (пульсирующий).
В качестве материала используют кремний, германий.
Для улучшения отвода тепла в диодах средней и большой мощности к их корпусу приваривают винт.
Основной характеристикой диода является вольт-амперная характеристика (ВАХ).
Error: Reference source not found
Рис. 2
Основными параметрами являются:
постоянное прямое напряжение ;
макс. доп. обр. напр. ;
пост. обр. ток ;
средн. выпрям. ток ;
макс. доп. мощность рассеиваемая диодом.
По максимально допустимому выпрямленному значению среднего тока диоды делятся на маломощные , ср. мощности, мощные.
Варикапы.Условное обозначение варикапа.
Варикапами называют полупроводниковые диоды, действие которых основано на использовании зависимости емкости перехода от обратного напряжения.
Варикапы используются в качестве элемента с электрически управляемой емкостью.
В варикапах изменение обратного напряжения, приложенного к p-n переходу, приводит к изменению барьерной емкости между областями p-n .
Величина барьерной емкости диода Сбможет быть определена из формулы
;-площадь p-n перехода,- ширина перехода,
- диэлектрическая проницаемость.
Характеристика варикапа имеет вид:
Error: Reference source not found
Рис.3
Основными параметрами варикапа являются:
- номинальная емкость ;
коэффициент перекрытия емкости
максимальное обратное напряжение .
Полупроводниковые стабилитроны Error: Reference source not found
Стабилитроном называется диод, напряжение на котором сохраняется с определенной точностью при изменении проходящего через него в заданном диапазоне тока. Он предназначен для стабилизации напряжения в цепях постоянного тока.
ВАХ показана на рисунке.
Error: Reference source not found
Рис. 4
Рабочим участком стабилитрона является участок электрического обратимого пробоя. При изменении тока, протекающего через стабилитрон, напряжение на нем мало отличается от значения .
Принцип работы стабилитрона заключается в том, что при изменении изменяется ток, протекающий через стабилитрон, а напряжение на стабилитроне и подключенной параллельно к нему нагрузкепрактически не меняется.
Error: Reference source not found
Рис. 5
У современных стабилитронов напряжение стабилизации лежит в пределах от 1 до 1000 В при токах стабилизации от 1 мА до 2А.
Дифференциальное сопротивление на участке стабилизации примерно равно 0,5 …200 Ом.
Фотодиоды. Условное обозначениеError: Reference source not found
Фотодиоды представляют собой фотогальванический приемник излучения без внутреннего усиления, фоточувствительный элемент которого содержит структуру полупроводникового диода.
Фотодиод выполнен так, что его p-n переход одной стороной обращен к стеклянному окну, через который поступает свет, и защищен от воздействия света с других сторон.
Схема включения фотодиода показана на рисунке.
Error: Reference source not found
Рис. 6
Напряжение источника питания приложено к диоду в обратном направлении. Когда фотодиод не освещен, в цепи протекает обратный ток небольшой величины (10-20 кА) для германиевых и 1-2кА для кремниевых. При освещении фотодиода появляется дополнительное число электронов и дырок, вследствии чего увеличивается переход неосновных носителей заряда через переход. Это приводит к увеличению тока в цепи. Следует отметить, что фотодиод можно включать и без внешнего источника напряжения. Режим работы с внешним источником называется фотодиодным, а без внешнего -вентильным. В вентильном режиме под действием светового потока возникает э.д.с., поэтому он не нуждается в постороннем источнике напряжения.
Вольтамперная характеристика определяет зависимость тока фотодиода от напряжения на нем при постоянном световом потоке (рис. 7).
При через диод протекает темновой ток.
Характерной особенностью рабочей области характеристик является полная независимость тока фотодиода от приложенного напряжения.
Error: Reference source not found
Рис. 7
Световая характеристика фотодиода в широком диапазоне изменений светового потока оказывается линейной ( рис. 8).
Error: Reference source not found
Рис.8
Спектральная характеристика показывает зависимость спектральной чувствительности от длины падающего на фотодиод света (рис.9).
Error: Reference source not found
Рис. 9
Параметры фотодиодов:
Интегральная чувствительность . Рабочее напряжение- постоянное напряжение, при котором обеспечиваются номинальные параметры фотодиода.
Темновой ток .
Фотодиоды широко применяются в фотометрии, фотоколометрии, для контроля источников света, прозрачности среды, регистрации и счета ядерных частиц, автоматического регулирования и контроля температуры, в ЭВМ устройствах ввода и вывода.
Светодиоды. Error: Reference source not found
Светодиодом называют полупроводниковый прибор с одним электронно-дырочным переходом, предназначенный для непосредственного преобразования электрической энергии в энергию некогерентного светового излучения.
При подаче на переход p-n прямого напряжения наблюдается интенсивная инжекция дырок в область n , а электронов в область p. При встрече электрона и дырки их заряды компенсируются и данные носители исчезают. У многих полупроводников при рекомбинации происходит выделение тепла, которое отдается кристаллической решетке. Однако у полупроводников, выполненных на основе карбида кремния (SiC), галлия (Ga), мышьяка ( As) рекомбинация является излучательной в виде квантов света-фотонов. В зависимости от ширины запрещенной зоны полупроводника и особенностей рекомбинации носителей заряда излучение может лежать в инфракрасной, видимой или ультрафиолетовой частях спектра.
Наибольшее распространение получили диоды, излучающие желтый, красный и зеленый свет.
Параметрами светодиодов являются:
Яркость свечения диодов В(кд/м2) при max прямом токе;
Постоянное прямое напряжение при max допустимом токе;
Полная мощность излучения , мВт.
Максимально допустимое обратное напряжение .
Тунельные диоды.Error: Reference source not found
Тунельные диоды отличаются малым удельным сопротивлением p и n областей (содержание примесей до 1021/см3).
В качестве материала используются германий, арсенид и антимонид галлия.
В тунельных диодах используются тунельный механизм переноса носителей заряда через р-nпереход и в характеристике диода имеется область с отрицательным сопротивлением.
Основные параметры: - пиковый ток;- ток впадины;- напряжение пика;- напряжение впадины;- емкость диода.
По назначению делятся на генераторные, переключающие, усилительные.