Художественная культура и искусство Курс лекций по истории искусства Теория машин и механизмов Математический анализ Расчеты электрических цепей Начертательная геометрия Примеры выполнения заданий
контрольной работы
Лекции и задачи по физике Компьютерная  безопасность Информационные системы Получение электрической энергии Атомная физика
Электротехника и электроника Закон Ома Второй закон Кирхгоф Расчет смешанной цепи с одной э.д.с. Векторная диаграмма Соединение фаз звездой Соединение фаз треугольником Асинхронный электродвигатель Полупроводниковые диоды

Полевые транзисторы

Полевой транзистор представляет собой двухслойную структуру (рис. 6.8), конструктивно выполненную в виде центрального полупроводника - канала одной проводимости, окруженного полностью или частично полупроводником другой проводимости (затвора). Особенностью полевого транзистора является то, что концентрация примесей затворе намного превышает концентрацию канале. Три вывода имеют названия: исток (И), сток (С) и затвор (З).

Принцип действия полевого транзистора основан на изменении площади поперечного сечения канала и, следовательно, сопротивления под действием электрического поля Е3, создаваемого приложенным к затвору напряжением (рис.6.9). Рассмотрим физические процессы, приводящие сужению приложенных напряжений ЕЗИ и ЕСИ. Если транзистору приложено только напряжение (рис.6.9 а), которое для р-п- перехода затвор - канал является обратным, то ЕЗ расширяется запирающий слой.

Рис. 6.8 Устройство и обозначение полевого транзистора с затвором в виде р-п- перехода каналом п-типа (а) р-типа (б) полярности напряжения на затворе стоке относительно истока

Так как концентрация примесей в канале меньше, чем затворе, то расширение запирающего слоя происходит практически за счет канала, причем одинаково по всей длине канала. При некотором напряжении UЗИ, называемом напряжением отсечки UOTC. канал полностью перекрывается.

Рис. 6.9 Изменение сечения канала p-типа при действии

напряжений UЗИ -.(a), UСИ (б) и одновременно (в); запирающий слой обозначен точками.

Таким образом, полевой транзистор - это прибор, в котором входным управляющим сигналом является напряжение затвора UЗИ, выходным сопротивление канала или ток стока I. Так как UЗИ для р-п- перехода затвор-канал обратным, то ничтожно мал и на 5 >¸ 6 порядков меньше тока базы биполярного транзистора и составляет 0,01 ¸ 0,0001 мкА. Сопоставляя биполярный (БТ) и полевой (ПТ) транзисторы отметим два принципиальных отличия:

1) БТ управляется током (базы), а ПТ- напряжением (затвор);

2) при увеличении входного сигнала выходной сигнал ток у БТ

возрастает, у ПТ уменьшается.

 Усилители  постоянного тока и операционные усилители

Усилители постоянного тока служат для усиления постоянных и медленно изменяющихся сигналов напряжения тока. должны обеспечивать:

1) нулевой выходной сигнал при нулевом сигнале на входе;

2) изменение знака выходного сигнала при изменении входного сигнала;

3) линейную зависимость между входным и выходным сигналами;

4) постоянство перечисленных характеристик при воздействии внешних факторов, например, температуры, отклонений напряжений источников от номинальных и т.п.

Схемные решения усилителей постоянного тока в корне отличаются от переменного тока, а именно, это многокаскадные дифференциальные схемы с несколькими источниками питания. На современном этапе развития электроники усилители как законченное отдельное устройство практически не применяется. Им на смену предлагается широкая номенклатура (сотни типов) так называемых операционных (ОУ). ОУ представляет собой интегральную микросхему, содержащую десятки транзисторов, сотни элементов типа резисторов и, диодов, имеющей своем составе несколько дифференциальных усилителей. - устройство, внутреннюю схему которого изменить нельзя, и имеет один-два входа один выход (рис.6.10 а). Для питания требуется два разнополярных одинаковых по величине источника напряжения -Uun +Uun При двух входах является инвертирующим, а. другой прямым. подаче сигнала Uвx инвертирующий вход выходной Uвых входной сигналы имеют разные знаки. прямой одинаковые

Передаточные характеристики ОУ (рис.10 б) имеют два участка: рабочий и насыщения. эксплуатируются на рабочих участках, где коэффициент усиления по .напряжению составляет Коу = 103 >¸ 105. На участках насыщения выходные напряжения неизменны и практически равны напряжениям -Uun и + Uun источников питания. На рабочих участках потребляет малый ток ioy » 0 (ioy =10-9 – 10-6 А) и к его входу прикладывается малое напряжение Uoy » 0 (Uoy = 10-4 ¸ 10-3 В).

Рис. 6.10 Обозначение (а) и характеристики (б) операционного усилителя

Основное применение ОУ состоит в усилении постоянных и медленно изменяющихся сигналов включается он по схеме, приведенной на рис 6.11. (подключение источников питания не показано), где Zвx- входное сопротивление, Zoc сопротивление обратной связи, через которое выходной сигнал Uвых подается инвертирующий вход ОУ. В этой схеме между выходным входным Uвx напряжениями существует зависимость

 (6.2)

Рис. 6.11. Базовая схема включения ОУ

где К = ZOC/ZBX- коэффициент передачи (усиления).

Вывод соотношения  (6.2) прост. Действительно, схема на рис. 6.11 описывается уравнением

 (6.3)

откуда при Uoy > 0 и ioy 0 получаем (6.2)

Соотношения (6.2.) показывает, что вид зависимости между выходным Uвыx и входным Uвx сигналами определяется видом сопротивлений Zвх Zoc.

Законы Кирхгофа Законы Кирхгофа устанавливают соотношения между токами и напряже­ниями в разветвленных электрических цепях произвольного типа. Первый закон Кирхгофа вытекает из закона сохранения заряда. Он состоит в том, что алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле, равна нулю


Активная мощность трехфазной системы