- •Усилители и формирователи электрических сигналов на биполярных и полевых транзисторах введение
- •1. Усилители электрических сигналов
- •1.1.Общие сведения об усилителях электрических сигналов, их основных параметрах и характеристиках
- •1.2.Искажения в усилителях
- •1.3.Обратные связи в схемах усилителей
- •1.4.Последовательная обратная связь по напряжению
- •1.5.Влияние последовательной ooc по напряжению на стабильность коэффициента усиления усилителя
- •1.6.Влияние последовательной оос по напряжению на входное и выходное сопротивление усилителя
- •1.7.Влияние отрицательной обратной связи на частотные и фазовые характеристики усилителя
- •1.8.Влияние обратной связи на нелинейные искажения и помехи
- •1.9.Обратная связь по току
- •1.10.Параллельная обратная связь по напряжению
- •2.Усилительные каскады на транзисторах
- •2.1.Выбор режима работы транзистора
- •2.2.Стабилизация рабочей точки
- •2.3.Усилители с емкостной связью на транзисторах. Схема с общим эмиттером в области средних частот
- •2.4.Усилитель с оэ в области низких частот
- •2.5.Эквивалентная схема транзистора на высоких частотах
- •2.6.Усилитель с 0э в области высоких частот
- •2.7.Усилитель по схеме об
- •2.8.Особенности усилителя об в области высоких частот
- •2.9.Эмиттерный повторитель
- •3.Усилители на полевых транзисторах
- •3.1.Общие сведения о полевых транзисторах
- •3.2.Схема усилителя с общим истоком
- •3.3.Особенности схем с общим стоком и общим затвором
- •4.Ключевой режим работы транзисторов
- •4.1.Транзисторный ключ по схеме оэ
- •4.2.Статический режим работы транзисторного ключа
- •4.3.Переходные процессы в транзисторных ключах
- •4.4.Анализ переходных процессов в транзисторном ключе. Метод заряда
- •4.5.Анализ переходного процесса в транзисторном ключе
- •Контрольные вопросы и задания
- •Заключение
- •Литература
- •Усилительные устройства на транзисторах и интегральных микросхемах
- •1.Многокаскадные усилители
- •1.1.Общие вопросы проектирования многокаскадных усилителей
- •1.2.Частотная характеристика многокаскадного усилителя
- •1.3.Многокаскадные усилители в интегральном исполнении
- •2.Усилители мощности
- •2.1.Общие сведения об усилителях мощности
- •2.2.Однотактные выходные каскады на транзисторах
- •2.3.Двухтактные усилители мощности
- •2.4.Принцип работы бестрансформаторного усилителя мощности
- •2.5.Энергетические характеристики оконечного каскада
- •2.6.Режим ав для усилителя мощности
- •2.7.Составные транзисторы в усилителях мощности
- •3.Шумы в усилительных каскадах
- •3.1.Шумы резисторов
- •3.2.Шумы транзисторов
- •3.3.Коэффициент шума транзисторных усилителей
- •4.Дифференциальные усилители
- •4.1.Общие сведения о ду
- •4.2.Малосигнальные усилительные параметры ду
- •4.3.Ду в режиме большого сигнала
- •4.4.Ду с отрицательной обратной связью
- •4.5.Источники ошибок усиления постоянной составляющей сигнала
- •4.6.Генератор стабильного тока
- •5.Интегральные операционные усилители
- •5.1.Общие сведения
- •5.2.Основные параметры оу
- •5.3. Применение операционных усилителей
- •5.4.Схемы сложения - вычитания на оу.
- •5.5.Схемы на оу с конденсаторами в цепи обратной связи
- •5.6.Логарифмические преобразователи на оу
- •1. Усилители электрических сигналов 3
- •2. Усилительные каскады на транзисторах 16
- •3. Усилители на полевых транзисторах 37
- •4. Ключевой режим работы транзисторов 44
Контрольные вопросы и задания
Дать определение амплитудно-фазовой характеристики.
Пояснить, чем вызваны линейные и нелинейные искажения.
Рассказать об искажениях импульсных сигналов.
Назвать виды обратных связей в усилителях.
Влияние последовательной отрицательной обратной связи по напряжению на входное и выходное сопротивление усилителя.
Рассказать о выборе рабочей точки на линии нагрузки в усилителях.
Методы температурной стабилизации рабочей точки в усилителе.
Назвать постоянные времени цепей заряда и разряда разделительных и блокировочных конденсаторов в схемах ОЭ и ОБ.
Расчет конденсатора Сэ и его влияние на АЧХ на низких частотах.
Дать определение частоты fт.
Объяснить спад АЧХ в области высоких частот.
Перечислить особенности усилительного каскада по схеме ОБ.
Пояснить, чем ограничивается максимальное значение входного сопротивления в схеме ОК.
Рассказать о термостабильной точке ВАХ полевых транзисторов.
Сравнить схемы ОЭ, ОБ и ОК по усилительным параметрам.
Способы увеличения коэффициента усиления по напряжению в усилителе на полевом транзисторе по схеме ОИ.
Доказать, что схема усилителя ОИ имеет самый большой коэффициент усиления по мощности из всех схем включения транзисторов.
Особенности усилительного каскада на полевом транзисторе ОЗ.
Пояснить особенности насыщенных и ненасыщенных ключей на биполярных транзисторах.
С какой целью транзистор в ключевом режиме вводят в режим насыщения?
Привести выражения для токов, протекающих в цепи базы, коллектора и эмиттера закрытого транзисторного ключа с ОЭ.
Рассказать об особенностях инверсного режима работы транзисторного ключа.
Стадии переходного процесса при включении транзисторного ключа.
Рассказать о режимах полного и неполного накопления носителей в транзисторном ключе. На что влияет режим неполного накопления.
Назвать граничные условия для различных этапов переключения транзисторного ключа.
С какой целью в схему транзисторного ключа вводят источник запирающего смещения?
Заключение
В данном учебном пособии рассмотрены основные параметры и характеристики усилителей, общая теория обратной связи, на базе которой рассмотрены принципы стабилизации усилителей в статическом режиме и получение в них необходимых свойств в динамическом режиме. Приведенный ключевой режим работы транзистора и переходные процессы в транзисторных ключах является базовым материалом для освоения принципа работы цифровых интегральных микросхем.
Материал учебного пособия представлен в виде, доступном для понимания принципа работы электронных устройств студентами младших курсов не электронных специальностей. Освоение основных понятий, принципов и методов анализа и расчета, приведенных в учебном пособии, представление о функциональных возможностях и областях применения простейших электронных устройств позволяют студенту перейти к изучению более сложных вопросов в специальных книгах и учебниках.
Характерной особенностью современного этапа развития электроники является широкое разработка как аналоговых, так и цифровых интегральных микросхем. Их применение позволяет не только улучшить метрологические показатели электронной аппаратуры, но и решить вопросы повышения надежности, экономичности, уменьшить массу и габариты разрабатываемых электронных устройств. Главное направление здесь занимает цифровая обработка информации на основе использования микропроцессоров, а также функциональных БИС. В области разработки и производства полупроводниковых приборов господствует интегральная технология.
Одновременно идет развитие мощных полупроводниковых приборов, имеющих допустимое обратное напряжение единицы киловольт, а максимальный допустимый ток десятки кА. Мощные дискретные кремниевые полупроводниковые приборы, охлаждаемые водой, позволили в ряде электронных устройств заменить электровакуумные приборы.
Появились ИМС с мощными полупроводниковыми структурами, в которых управляющая КМОП-ИМС позволяет управлять работой мощных ключей. На основе подобных структур созданы мощные стабилизаторы напряжения, устройства управления электроприводом. Новые разработки в силовой электронике в области новых полупроводниковых приборов это IGBT приборы, ИМС и преобразователи сетевого напряжения в одном корпусе, которые нашли широкое применение от зарядных устройств до источников питания компьютеров и различных систем управления.
Широкое использование систем автоматизированного проектирования в разработке ИМС и полупроводниковых приборов, позволяет существенно сокращает время разработки новых электронных устройств.