Простейший стабилизатор напряжения с использованием стабилитрона.

Стрелками на схеме обозначено условно положительное направление токов и напряжений. Используя I и II законы Кирхгофа для данной схемы можно написать:

1. При номинальном значении напряжение питания ( ) выбираем рабочую точку А1, (0.2-0.3) , .

2. При увеличении увеличивается ток , , также увеличится и точка А1 переходит в точку А3.

3. При уменьшении уменьшается ток , , также уменьшается и точка А1 переходит в точку А2.

По ГОСТу значение U_пит может отклоняться на 15 % от стандартного.

При изменении рабочей точки напряжении на стабилитроне изменяется очень незначительно.

Для получения точных количественных значений токов и напряжений в стабилизаторе используют следующую схему замещения

Решив совместно приведенные уравнения можно исследовать стабильность напряжения на нагрузке при изменении , R для различных значений R1, для выбранных значений параметров стабилитрона.

Схема замещения для приращения .

О

i_пр

i_обр

птроны – единицы,десятки кВ.

Инф.часть, система управления

Блок питания, усилитель

светодиод

фотодиод

Т

T_нм

i_обр

i_пр

t

t

Оптрон- оптически связанный между собой источник и приемник светого излучения. при протекании прямого тока через светодиод он излучает световой поток,который облучает фотодиод,под действием этого светового потока увеличивается I_обр фотодиода,и этот ток испускается как информационный сигнал,что через светодиод протекают импульсы и токи,имеющие определенную длительность и частоту следования.

Лекция№3(№2)

Простейший стабилитрон напряжения с использованием статиэлектрона.

Стрелками на схеме обозначены условные положительные направления токов и напряжений. Используя 1 и 2 законы Кирхгофа для данной системы, можно написать следующие уравнения:

При номинальном напряжении питания выбираем рабочую точку А1

Напряжение питания увеличивается, а напряжение стабилитрона постоянно, то ток на первом резисторе увеличивается.

При изменении рабочей точки напряжение на стабилитроне изменяется очень незначительно.

Для получения точных количественных значений токов и напряжений используют следующую схему замещения:

Решив совместно уравнения можно исследовать стабильность напряжение на нагрузке при изменении напряжения источника и напряжения нагрузки при различном значении сопротивления нагрузки, для выбранных значениях параметров стабилитрона и значении сопротивления на первом резисторе.

Схема замещения для приращения напряжения питания:

Транзисторы.

Биполярные транзисторы.

Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор,содержащий 2 взаимодействующих между собой p-n перехода и предназначенныйдля преобразования,усиления или генерирования электрического сигнала.

Основа – пластина полупроводникового материала p-типа ,с 2 сторон которой,с помощью определеных технологий(диффузия или плавение) создано 2области(коллекторная область и эмитерная область),и к этим областям присоединены выводы:эмиттер и коллектор.

Назначения эмиттерной области - инжектировать носители заряда в базовой области. Назначение коллекторной области – собирать носители заряда, которые инжектируются эмиттером.

Схема включения биполярного транзистора с общей базой:

За счет напряжения эмиттер-база эмиттерный переход смещается в прямом направлении, дырки, инжектированные эмиттером, за счет диффузии попадают в область базы, а так как базовая область выполняется узкой, дырки «проходят» базовую область и втягиваются полем коллекторного перехода , эта часть дырок образует основную составляющую часть тока коллектора и только маленькая часть рекомбинирует с элетр. базы и участвует в образовании базового тока. За счет напряжения база-коллектор коллекторный переход смещается в обратном направлении, через коллекторный переход протекает обратный ток, это дрейфовый ток не основных носителей.

α─коэффициент передачи α=

γ─коэффициент инжекции γ=

δ─коэффициент передачи δ=

При увеличении напряжения база-коллектор увеличивается объемный заряд в коллекторном переходе, он расширяется за счет высокоомной n-области, что приводит к сужению базовой области и уменьшается ток базы . При постоянном токе эмиттера, ток базы уменьшается, что приводит к увеличению тока коллектора, это обстоятельство учитывается введением дополнительного члена в уравнении:

Изменение ширины базовой области за счет изменения напряжения база-коллектор называется эффект модуляции ширины базы.

*Зеленым подсвечен материал,не прозвучавший на лекциях.

Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером

φ

-

-

-

-

-

-

-

-

P

P

I_e

U_eb

U_ec

E

+

+

-

-

I_c

αI_e

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

B

Под действием напряжения у эмиттер базы, p-n переход смещается в прямом направлении,дырки,инжектированные эмиттером попадают в область базы,а т.к. базовая область выполняется узкой,и концентрирование электронов в область базы много меньше чем концентрация дырок в области эмиттера,то только маленькая часть дырок рекомбинируется электронами базы и участвует в образовании базового тока,основная часть дырок за счет диффузии проходит в область базы и втягивается полем С-перехода. Эмиттерный переход – низковольтный переход,выдерживает маленькое обратное напряжние(единицы вольт).

p_p>>n_p

n_n>>p_n

p_p>>n_n

Условные графические обозначения биполярных транзисторов:

Стрелка эмиттера показывает направление протекания базового тока между базой и эмиттером, и протекания коллекторного тока между коллектором и эмиттером.

Для получения простых аналитических выражений для токов базы, коллектора и эмиттера используется нелинейная, инжекционная модель биполярного транзистора Эберса Молла.

Уравнения описывают работу биполярного транзистора в различных режимах:

1. активном (усилительном)

2. режим отсечки

3. режим насыщения

4. инверсном режиме

Выходные характеристики биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером.

Лекция№4