105. Прямые и обратные транзисторы. Принцип работы.

105.Прямые и обратные транзисторы. Принцип работы.

Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда.

Биполярный транзистор является полупроводниковым прибором, состоящим из трех областей чередующегося типа электропроводности, которые образуют два р-п перехода, расположенных в непосредственной близости один от другого. В зависимости от порядка расположения областей различают р-п-р(прямые) и п-р-п(обратные) транзисторы. Упрощенные структуры р-п-р и п-р-п транзисторов и их условные графические изображения приведены на рис. 2.1.

В зависимости от способа подключения транзистору внешних источников питания различают три схемы включения транзисторов: с общей базой(ОБ), общим эммитором(ОЭ) и общим коллектором(ОК).

В ключение транзистора по схеме с общей базой (ОБ). На рис. 5.5, а изображена схема включения транзистора с ОБ. (о стороны входа, между выводами эмиттера и базы, включен источник напряжения Е_э, который служит для обеспечения инжекции основных носителей из р-области эмиттера в n-область базы. Со стороны выхода между выводами коллектора и базы включен источник напряжения E_k, который служит для создания экстракции неосновных носителей из области базы в коллекторную область. По отношению к обоим источникам напряжений базовый вывод является общим, поэтому такая схема включения называется с ОБ.

Включение транзистора по схеме с общей базой (а); токораспределение внутри транзистора (б).

Включение транзистора по схеме с общим эмиттером (ОЭ). На рис. 5.8, а изображена схема включения транзистора с ОЭ. Общей точкой для входной и выходной цепей является эмнттерный вывод. Источник базового напряжения E_б служит для обеспечения инжекции основных носителей из р-области эмиттера в п-область базы через эмнттерный переход. Источник коллекторною напряжения Е_к предназначен для создания ускоряющего поля, перебрасывающего неосновные носители из области базы в область коллектора, т. е. для обеспечения экстракции в коллекторном переходе. Полярности напряжений и их значения соответствуют нормальному режиму работы транзистора, обладающего усилительными свойствами, т. е. когда при этом эмнттерный переход открыт, а коллекторный закрыт. Напряжение, получаемое от Е_б, называется входным, а от Е_к - выходным

Включение транзистора по схеме с общим коллектором ОК.

При включении транзистора по схеме с ОК (рис. 5.11, а) коллекторный вывод является общим для входной и выходной цепей схемы. Источник базового напряжения Е_б служит для обеспечения инжекции основных носителей из р-области коллектора в n-область базы через коллекторный переход, источник эмиттерного напряжения Е_э — для создания экстракции в эмиттерном переходе.

105. Усилители. Типы. Требования, предъявляемые к усилителям.

106.Усилители. Типы. Требования, предъявляемые к усилителям.

Требования:

- быстродействие

- надёжность

- К_ус

- U_вх

- Большое входное напряжение, малое выходное

Для медицинской техники требуются малошумящие прецизионные многоканальные ОУ с

минимальным энергопотреблением в миниатюрных корпусах. Все большие требования по точности, шумам, искажениям и другим параметрам предъявляются также и к аналоговым

ИМС для бытовой электроники.

Усилитель - элемент системы управления (или регистрации и контроля), предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного сигнала. (Под термином сигнал здесь и далее понимается любое явление (или процесс), характеристики которого необходимо увеличить). Термин усилитель в своём первичном (основном) значении относится к преобразованию (увеличению, усилению) одной из характеристик исходного входного сигнала (будь то механическое движение, колебания звуковых частот, давление жидкости или поток света), при этом вид сигнала остаётся неизменным (остаётся механическим движением и т. д.). (Из одного вида в другой сигнал преобразуют датчики и устройства управления).

В то же время, термин усилитель не вполне корректно, но традиционно употребляется для устройств управления мощными электрическими нагрузками, например, релейный усилитель и магнитный усилитель.

Электронный усилитель — усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры — радиоприёмника, магнитофона, измерительного прибора и т. д.

Операционный усилитель — (ОУ, OpAmp) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

В настоящее время ОУ получили широкое применение как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов.