19. Полевые транзисторы. Особенности устройства и работы.

19. Полевые транзисторы. Особенности устройства и работы.

Полевой транзистор.

Полевым транзистором называется трехэлектродный полупроводниковый элемент, в котором ток между двумя электродами возбуждается электрическим полем, а управление этим током осуществляется со стороны 3-го электрода.
В полевых транзисторах наблюдается эффект воздействия поперечного электрического поля на проводимость канала, по которому движутся заряды
Полевой перед биполярным транзистором имеет следующие преимущества:
1. Большое входное сопротивление, которое позволяет ограничить потребляемый ток и потребляемую мощность.
2. Низкие собственные шумы.
3. Меньшая зависимость от внешних воздействий (температуры и т.п)

Полевые транзисторы по своим конструктивным особенностям можно разделить на 2 группы:
1. С управляющим затвором типа PN перехода для использования в высокочастотных преобразовательных устройствах от 12-18 ГГц.
По типу электропроводности они подразделяются с каналом P типа и N типа.

2. С изолированным затвором в устройствах, работающих с частотой до 1-2 ГГц

20. Принцип действия полевого транзистора. Схема включения. Статистические хар-ки.

Устройство и работа полевого транзистора
Основу прибора составляет полупроводниковая пластина, например, P типа с двух сторон которой 2 электрода:
1. Исток - электроны начинают движение(вытекают)
2. Сток - электрод, через который заряды начинают вытекать из канала.
При подключении выходов стока и истока к источнику питания, под действием напряжение по каналу P типа начинает протекать ток стока(Iс). PN переход в данном случае не перекрывает сечение канала. В боковую поверхность вплавлена пластина другого типа N типа. От неё отходит электрод, который называется затвором.
На границе P и N областей возникает PN переход. К этому переходу в не проводящем состоянии приложено напряжение от источника питания Ез.

Принцип действия полевого транзистора
Он основан на прохождении тока по каналу, поперечное сечение которого зависит от толщины PN перехода. С увеличением напряжения на затворе, ширина запирающего слоя увеличивается, а поперечное сечение канала и его проводимость уменьшается, то есть изменение напряжения на затворе изменяет ток стока.
22. Электронные выпрямители. Назначение, разновидности. Схема и работа.
Бывают одно- и двухполупериодные выпрямители.

однополупериодный выпрямитель.
Схема состоит из трансформатора(пониж.), диода, нагрузочного сопротивления.
Принцип работы и схемы.
В положит. Полупериоды, U направлено таким образом, что потенциал точки А больше Б.
В этом случае источник напряжения подключается к диоду в прямом направлении, ток проходит через него, проходит через нагрузку Rн и замыкается на вторичную обмотку трансформатора.
При отрицательной полуволне потенциал А<Б, говорит о том, что ток от вторичной обмотки пройдёт через нагрузку к диоду, но дальше не пойдёт. В этом случае диод находится в закрытом непроходящем состоянии, следовательно U и I не будет .
Uн= = 0.45* Uа
Выпрямленное напряжение и ток не являются синусоидальными, а имеет вид повторяющейся одной полярности, которые разделены паузами.
23. Работа двухполупериодного выпрямителя с выводом средней точки. Достоинства и недостатки схемы.

Двухполупериодный выпрямитель(трансформатор со средней точкой,включенный в схему)

Наш ток будет идти только в одну сторону
В положительные полу периоды, когда потенциал (•)а > нулевого потенциала(средняя точка),то в открытом состоянии будет находиться диод VD1,через него будет протекать ток к нагрузке Rн.Диод VD2 закрыт.
В следующий полупериодов изменяется полярность во вторичной обмотке трансформатора, диод VD2 открывается,через него проходит электрический ток, который дальше идеи к нагрузке Rн. Диод VD1 закрыт.
В процессе работы выпрямителя,проходит через нагрузку Rн в течении всех полупериодов,создавая прохождение тока только в одну сторону через нагрузку.

24. Работа мостовой схемы выпрямителя
.
В положительный полупериод фА>фБ ток от трансформатора идёт к первому узлу,прохдит через диод VD1, далее идёт к нагрузке Rн, после чего проходит диод VD4 и возвращается на вторичную обмотку Тр. При работе выпрямителя не учавствуют диоды VD2, VD3.
В отрицательном полупериоде ток от Тр идёт к узлу Б,который, далее он идёт к диоду VD2, проходит нагрузку Rн, проходит диод VD3 и замыкается на вторичную обмотку Тр через узел А. Выпрямленное напряжение истока по форме и величине аналогично работе схемы со средней точкой.
Мостовая схема выпрямления отличается только тем,что обратные полупериодах в 2 раза меньше. Так же в данной схеме используется обычный трансформатор.
25. Сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения. Работа и схема сглаживающего фильтра Lc-фильтра.
Используются,чтобы уменьшить пульсации выпрямленного напряжения до определяется уровня,где используется коэффициент сглаживания.
Простейшим фильтром является использованные параллельно включенного после выпрямителя конденсатора.
В те промежутки времени, когда диод пропускает ток, конденсатор заряжается, но когда к диоду прикладывается Uобр, конденсатор заряжается на нагрузку.

Обычно в кач-ве фильта используют электрометрические конденсаторы,обладающие ёмкостью от 10 до 40 (мкФ).
Рабочее напряжение конденсатора должно превышать выпрямленное в 1.5 раза.
Для более качественной фильтрации выпрямленного напряжения используют более сложные фильтры,где кроме конденсатора используются ещё и другие элементы (дроссели, резисторы)

26. Тиристорный выпрямитель. Схема и работа.
Тиристор
Это полупроводниковый прибор с многослойной структурой с тремя и более PN переходами, который может переключатся из закрытого состояния в открытое или наоборот.
Существуют 2 типа тиристоров:
1. Динистор - Использует 2 вывода: Анод, Катод.
2. Тиристор - Использует 3 вывода: Анод, Катод и управляющий электрод.

1. Включение тиристора без УЭ.
При подаче входного напряжения (Сигнала прямой полярности), 1(П1) и 3(П3) PN переходы тиристора сместятся в прямом направлении и будут иметь небольшое сопротивление, а П2(PN переход) сместится в обратном направлении. Ограниченный сопротивлением данного перехода, ток в тиристоре не будет расти до тех пор, пока уровень входного напряжения не достигнет некоторого порогового значения, то есть напряжение пробоем. Произойдёт пробой второго PN перехода (П2), сопротивление уменьшится,ток будет возрастать и напряжение падать.

2. Включение тиристора с использованием УЭ
При подключении УЭ ко второму переходу П2, поступает дополнительное кол-во зарядов, где проводимость в данной области усиливается, а так же усиливается пороговое напряжение, которое необходимо для открытия тиристора.
Таким образом чем больше управляющий ток, тем меньше нужно напряжения для открытия тиристора.
При некотором значении управляющего тока, который называется током стремления, тиристор открывается сразу, и сразу выходит на свою рабочую хар-ку, которая похожа на ВАХ диода.
3. Включение тиристора при обратном подключении
При включении источника обратной полярности, два PN перехода П1 и П3 включены в обратном направлении, что позволяет тиристору быть закрытым.
При дальнейшем увеличении Uобр в электрической цепи тока нет, но в то же время по цепи протекает небольшой ток утечки (Iобр)
При дальнейшем увеличении напряжения,структура позволяет нам выдержать этот уровень, но при достижении определённого Uобр, структура перехода будет разрушена, произойдёт её пробой, который будет сопровождаться резким увеличением тока и уменьшением напряжения.
Таким образом, особенность тиристора состоит в том, что он может переходить из закрытого состояния в открытое и наоборот, но только при определённых условиях.
29. Инверторы. Назначение и принцип работы.
Инвертором называют преобразование постоянного тока в переменный с требуемой частотой и уровнем напряжения.

Работа инвертора

Работа инвертора заключается в следующем:
Для создания полуволны, необходимо открыть VT1, VT4, после чего ток пойдёт от + к -, формируя на нагрузке положительный полупериод.
При открытии VT2, VT3, формируется отрицательный полупериод (ток через нагрузку идёт в другую сторону).
30. Электронные усилители. Классификация.
Усилитель – устройство, предназначенное для усиления входного электрического сигнала.
Процесс усиления сигналов осуществляется с помощью элементов
Усилители имеют очень широкое применение, которые являются центральным звеном в устройствах автоматики управляющих и регулирующих систем
Классификация усилителей:
1.Усилители тока
2.Усилители напряжения
3.Усилитель мощности
Любой усилитель можно представить в качестве четырёхполюсника,у кого на входе,у которого на входе включено входное сопротивление Rвх
А на выходе находится выходное сопротивление(Rвых)
31. Характеристики усилителей.
Амплитудно-частотная хар-ка (АЧХ)(1)
и фазочастотная хар-ка (ФЧХ)(2)
(1) – зависимость модуля К (коэффициент) усилителя от частоты.
(2) – зависимость аргумента

Передаточная(амплитудная) хар-ка.
Зависимость амплитуды Uвых от Uвх

37. Обратная связь в усилителях.
Обратной связью называется такая связь между цепями усилителя, при которой часть энергии усиленных колебаний в виде напряжения или тока с выхода усилителя передается на его вход. Обычно связь осуществляется через пассивные элементы, которые передают сигналы в обоих направлениях. Но выходное напряжение обычно намного больше входного, поэтому влияние входа цепи обратной связи на выход не учитывается.

Виды обратн ой связи

1 – Последовательно ОС по току
2 – Последовательно ОС по напряжению
3 – Параллельно ОС по току
4 – Параллельно ОС по напряжению.
42. Схема и работа мультивибратора.
Мультивибратор

Представляет собой автогенератор релаксационного типа с прямоугольной формой выходных колебаний.
Автогенератор - генерирует незатухающие колебания без какого-либо запуска из вне.
Наибольшее распространение получил симметричный мультивибратор с коллекторно-базовыми связями.
Симметричность означает идентичность симметрично расположенных элементов: Rк1=Rk2; Rб1=Rб2; параметры транзисторов одинаковы. При подключении схемы к источнику питания, оба транзистора пропускают коллекторные токи, поскольку на базы через резисторы Rб1 и Rб2 подаётся отрицательное смещение(Напряжение обратной полярности). Однако такое состояние неустойчиво. Начинается процесс генерации - быстрое увеличение тока одного транзистора и уменьшение тока другого транзистора.
Пусть в результате любого случайного изменение напряжений на базах или коллекторах увеличился ток Iк1 транзистора Т1. При этом увеличилось падение напряжения на резисторах Rk1 и коллектор транзистора Т1 получит приращение положительного потенциала.
43. Триггер. Назначение и принцип работы триггера.

Это ус-во, на двух выходах которого,в результате воздействия управляющих сигналов, возникают скачки напряжения на выходе Uвых1 и Uвых2.
Наличию двух стационарных уровней выходного напряжения,значения которых условно приняты в виде 0 и 1, соответствуют двум состояниям устойчивого равновесия. В интервале времени T1 – T2(минус) Uвых1 соответствует 0-му уровню напряжения, а Uвых2 соответствует 1. В таком состоянии покоя триггер может находится произвольно долго до поступления управляющего импульса. При воздействии на вход момент времени Т2 управляющего импульса, уровни U на обоих выходах триггера изменяются на противоположные(устойчивое равновесие, интервал времени Т2-Т3). Следовательно, сигналы на двух выходах триггера, один из которых называют прямым, а другой инверсным, измеряются в противофазе.
Таким образом основной структурой триггера вырабатываются колебания прямоугольной формы,которые в большинстве случаев являются усилителем с положительной обратной связью.
46. Аппаратное обеспечение логических операция И,ИЛИ, НЕ.
Схема И

Схема И реализует конъюнкцию двух или более логических значений.
Условное обозначение на структурных схемах схемы И.

Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет ноль, на выходе также будет ноль.

Схема ИЛИ

Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию двух или более логических значений. Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на её выходе также будет единица.

Знак "1" на схеме — от устаревшего обозначения дизъюнкции как ">=1" (т.е. значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1). Связь между выходом z этой схемы и входами x и y описывается соотношением: z = x v y (читается как "x или y")

Схема НЕ

Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания. Связь между входом x этой схемы и выходом z можно записать соотношением z = , где читается как "не x" или "инверсия х".

Дата добавления: 2015-08-28