Биполярлы транзистор құрылғысы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 38 бет
Таңдаулыға:

Д Ә Р І С Т Е Р Ж И Н А Ғ Ы

ЭЛЕКТРОНДЫҚ АСПАТАР ЖӘНЕ СҰЛБАТЕХНИКА

Мазмұны

1 Дәріс № 1. Жартылайөткізгіш диодтар
4
2 Дәріс № 2. Биполярлы транзисторлар
8
3 Дәріс № 3. Өрістік транзисторлар
12
4 Дәріс № 4. Оптоэлектрондық аспаптар
16
5 Дәріс № 5. Дифференциалды күшейткіш
20
6 Дәріс № 6. Операциялық күшейткіш
25
7 Дәріс № 7. Негізгі логикалық элементтер және ТТЛ схемасы
29
8 Дәріс № 8. Эмиттерлі байланысқан логика (ЭБЛ) және МДШ-тің логикалық схемалары
33
9 Дәріс № 9. Комбинациялы логикалық схемалар
38
10 Дәріс № 10. Тізбектелген логикалық схемалар
42
11 Дәріс № 11. Регистр және санауыштар
47
А қосымшасы. Оптрондардың шартты белгіленулері
53
Б қосымшасы. Тиристорлардың шартты белгіленулері
54
Әдебиеттер тізімі
55

1 Дәріс №1. Жартылай өткізгіш диодтар
Дәріс мазмұны:
- меншiктi және қоспалы жартылай өткiзгiштер;
- өткел электронды көп тесiктi;
- металл түйiспелер;
- жартылай өткiзгiш диодтар.
Дәрiстiң мақсаты:
- меншiктi және қоспалы жартылай өткiзгiштердің өткiзгіштігін зерттеу;
- p-n-өткеліндегі тепе-теңдiк күй мен ығысуды беру кезіндегі процестерді зерттеу;
- металл жартылай өткiзгiш түйiспесiн зерттеу;
- жартылай өткiзгiшті диодтарды зерттеу.
1.1 Меншiктi және қоспалы жартылай өткiзгiштер
Жартылай өткiзгiш - бұл, бөлме температурасында меншiктi электр кедергiсі r=10-3¸109 Ом∙см, өткізгіштерде r10-3 ¸ 10-6 Ом∙см, диэлектриктерде r 109¸1018 Ом∙см, ие зат.
Жартылай өткiзгiштерге Менделеев кестесінiң төртiншi тобының элементтерi интерметалдық қосылулар, тотықтар, сульфидтер, карбид жатады.
Жартылай өткiзгiштердiң металдан айырмашылығы, таза жартылай өткiзгiштердiң кедергiсі температураға қатты байланысты және жартылай өткiзгiшке қоспаны қосқан кезде оның меншiктi кедергiсі азаяды.
Таза және бiркелкi өзiндiк жартылайөткiзгiшке энергияның әсері кезінде бос электрондар мен кемтіктер жұп күйінде қалыптатасады және өзіндік өткізгіштік i (intrinsic) i = n+ p, электрондық (n) кемтіктіктерден (p) құралады яғни п=р кезіндегі.
Еркiн электрондардың саны және кемтік параллель жүретiн процестер - генерация және рекомбинация динамикалық тепе-теңдiкпен анықталады.
Генерация - еркін қос заряд тасымалдаушыларының пайда болу процесі.
(мысалы, жылу әсерінен болса - термогенерация), рекомбинация - ваканттық деңгейді электрондармен толтыру барысында қос тасымалдаушыларының жойылуы. Жылжымалы тасушылардың өмір сүру уақыты - генерациядан рекомбинацияға дейінгі уақыт.
Заряд тасуыштардың шоғырлануы таза жартылай өткiзгiштерiнде - еркiн электрондар және кемтік - негiзiнде тыйым салынған аумақ ЕЗ температурадан және енiне бағынышты болады.
Жартылай өткізгішке қоспа қосқан кезде заряд тасушылардың саны артады. Қоспаның түріне байланысты не электрондық, не кемтіктік өткізгіш болады.
1.2 Электрлі - кемтіктік өткел
1.1 сурет
Сыртқы кернеу көзі жоқ болған кездегі пропорционал өткелдегі процестерді қарастырайық (1.1 суретті қара). Заряд тасымалдаушылар ретсіз жылулық қозғалыста болғандықтан, олардың диффузиясы бір жартылай өткізгіштен екіншісіне өтеді. n-қабаттан p-қабатқа өседі, осы уақытта кемтіктердің p-қабаттан n-қабатқа диффузиялық өтуі қатар жүріп жатады. Тасымалдаушылардың рекомбинациясы нәтижесінде n-қабатта оң иондардың теңеспеген көлемдік заряды (тиегінен донорлық қоспада), ал p-қабатта - акцепторлы қоспаның теріс иондарының теңеспеген көлемдік заряды қалады. Түзілген көлемдік зарядтардың арасында контактілі потенциалдар айырымы пайда болады. және кернеулігі

электр өрісі туындайды. n-p-өткелдің потенциалдық диаграммасында (1.1б суретті қара) нөлдік потенциал үшін шекаралық қабат потенциалы алынған.
n-р өткелде заряд тасымалдаушылардың диффузиялық орын ауыстыруына ықпал ететін потенциал тосқауылы пайда болады. Тосқауыл биіктігі контактылы потенциалдар айырымына тең және ол вольт оннан бір бөлігін құрайды. 1.1.б суретте диффузия есебінен n-облысынан р-облысына орын ауыстыруға тырысатын электрондар үшін тосқауыл көрсетілген.
Сонымен, n-p өткелде электрондар мен кемтіктер p және n -облыстардың түбіне кетуіне байланысты зарядтармен біріккен, тыйым салынған деп аталатын кедергісі п және p -облыстардың қалған көлемдерінің кедергісімен салыстырғанда өте үлкен болатын қабат пайда болады.
Егер сыртқы кернеу көзінің оң полюсін p-типті, ал теріс полюсін п-типті шала өткізгішке (тура қосса), онда n-р өткелде пайда болған тура кернеулі электр өрісі, контактылы потенциалдар айырымына қарсы әсер етеді.
Потенциалдың тосқауылы -шамаға дейін кемиді де, тыйым салынған қабат екі және оның кедергісі азаяды.
Егер сыртқы көз полярлығын керіге ауыстырсақ, онда потенциалдық тосқауыл -кері шамасына дейін артады. Бұл жағдайда өткел арқылы тек тиегі емес тасымалдаушылар ғана өте алады: электрондар р-облыстан n -облысқа және кемтіктер қарама-қарсы бағытта өтеді. Тиегі заряд тасымалдаушылар концентрациясы тиегі емес тасымалдаушылар концентрациясынан бірнеше ретке жоғары болғандықтан, ендеше тура токтар кері токтардан бірнеше көп болады. Сонымен, электронды-кемтіктік өткел түзеткіш қасиеттерге ие. р-п өткел арқылы өтетін токтың оған келтірілген кернеуден тәуелділігі электрондық - кемтіктік өткелдің вольтамперлік сипаттамасы деп аталады (ВАС). Оның түрі ,
мұндағы болғандағы қанығудың кері тогы.
- температуралық потенциал. 1.2-суретте р-п өткелінің ВАС келтірілген, мұндағы остердің масштабтары токтың оң (миллиампер) және теріс мәндері (микроампер) үшін әртүрлі.
Тура кернеудің арттырғанда тура ток Ітура экспонента бойынша өседі, өйткені артуымен потениалдық тосқауыл төмендеп негізгі тасушылардың диффузиясы өседі.
1.2 сурет

1.1 сурет

Кері ток шамасы температураға аса тәуелді (графикте Т2 Т1 ), Uкері jT болғанда І0 тогы кері кернеуге тәуелді емес, ол қосалқы заряд тасушылардың концентрациясымен шартталған.
р-п өткелдің негізгі параметрлері:
а) тұрақты ток бойынша және айнымалы ток бойынша (дифференциалдық) кедергі;
б) тосқауылдық сыйымдылық (тепе - теңдік шарты мен кері ығысуы кезінде жабушы қабатта зарядтардың (оң және теріс иондардың) болуынан туындайды) және диффузиялық сыйымдылық (тура ығысу кезінде негізгі тасымалдаушылардың инжекциясы есебінен зарядтардың өзгеруінен пайда болады);
в) кері токтың температуралық тәуелділігі.
р-п өткелінің тесілуі - кернеуді елеусіз арттырғанда кері кедергінің кенеттен азайып кері токтың артуы. Тесілудің екі түрі болады:
а) жылулық - өткелдегі бөлінген қуат қоршаған ортаға таралатын қуаттан көп болғанда, яғни жылуды сыртқа шығару жеткіліксіз болу нәтижесінде орын алады. Тесілу қайтымсыз болса, аспап істен шығады;
б) электрлік тесілу жабушы қабаттағы кернеуліктің артуымен байланысты.
Электрлік тесілу екі түрге бөлінеді:
а) өшкіндік тесілу - қарқынды ионизация әсерінен пайда болатын күшті электр өрісінде тасушылардың көбеюімен байланысты;
б) туннельдік тесілу - қоспа концентрациясы жоғары шала өткізгіштерде өріс кернеулігінің әсерінен тунельдік тесілу туындайды, яғни электрондардың потенциалдық тосқауылдан қосымша энергия жұмсамай өтіп кетуі. Туннельдік эффект кері және аз шамадағы тура кернеулерде, өткізу аймағының түбі валенттік аймақ төбесімен төмен болған жағдайда мүмкін.

1.3 Металл-жартылай өткізгіш беттесуі

Олар жартылай өткізгіштік электроникада жартылай өткізгішті аспаптар облыстарымен омдық (түзетілмейтін) байланыс ретінде, не түзетілетін байланыс ретінде қолданылады. Осындай байланыстардың құрылымы мен қасиеттері металл мен жартылай өткізгіштегі форма деңгейінің өзара орналасуына тәуелді болады.
Металл мен жартылай өткізгіштің шығу жұмысының айырмасына тең (jк = jМ - jn) контактылы қабаттағы потенциалдың тосқауылды Шоттки тосқауылы деп аталады, ал осы тосқауылды қолданатын диодтарды немесе Шоттки диодтары (ШТД) деп атайды.
Шоттки тосқауылдарының р-n өткелмен салыстырғанда маңызды ерекшелігі тиекгі емес тасымалдаушылардың инжекциясының болмауы болып табылады. Бұл өткелдер тиегті тасымалдаушылармен жұмыс істейді, сондықтан оларды тиекті тасымалдаушылардың жинақталуы және шоғырлануымен байланысты болатын диффузиялық сыйымдылық болмайды.
Шоттки тосқауылды өткелдердің ерекшелігі ВАС (вольтамперлік сипаттама) ішінен экспоненциальды ВАС жақыны идеалды р-п өткелдігі болатындығы болып келеді, ал тура кернеу р-n өткелдігінен әлдеқайда аз (жуық шамамен 0,2 В).

1.4 Жартылай өткізгішті диодтар

1.3 сурет

Жартылай өткізгішті диод - бұл екі шықпасы бар және жұмыс істеу принципі р-п өткелдің қасиеттерін пайдалануға негізделеген жартылай өткізгішті аспап (бірақ р-п өткелді пайдаланбайтын диодтар да бар). Мысалы, түзеткіш диодта жалқы полюсті өткізгіштік қасиеті қолданылады. Диодтар төмен жиілікті айнымалы токты тұрақты токка айналдыруға арналған. Түзеткіш диодтың негізгі сипаттамасы оның вольт- амперлік сипаттамасы болып табылады. 1.3 - суретте р-п өткелдің (1) немесе диодтың (2) теориялық және нақты ВАС-ы келтірілген. А нүктесінде жылулық тесілу болады.
Түрлендіргіш және импульстік диодтарда р-п өткелінің ВАС-ның сызықсыздығы пайдаланылады. Стабилитрондарда құйындық тесілу пайдаланылады, ондағы кернеу берілген аяда өтетін токтың өзгеруінде тұрақты болады. Туннельдік және кері диодтарда пайдаланылады - туннельдік эффект; варикапта - тосқауылдық сыйымдылық; фотодиодта - токтың сәулеленуден тәуелділігі; светодиодта - сәуле шығарушы рекомбинация, Шоттки диодында - Шоттки барьері, біржақтылық өткізгіштікке және тезрекеттілікке ие.
Жартылай өткізгішті диодтар келесі түрде белгіленеді:
Түзеткіш ; стабилитрон; туннельдік ;
Кері ; варикап ; Шоттки диоды ;
Екі жақты стабилитрон; светодиод;фотодиод .

2 Дәріс №2. Биполярлы транзисторлар

Дәріс мазмұны :
- биполярлы транзистор құрылымы және жұмыс істеу принципі;
- транзисторлардың қосылу сұлбасы;
- ортақ эмиттерлі сұлбадағы транзистордың негізгі параметрлері мен статикалық сипаттамалары;
- транзистордың күшейту коэффициентiнiң жиiлiктен тәуелдiлiгi.
Дәрiстiң мақсаттары:
- транзистор жұмыс істеу қағидасы және құрылғыны зерттеу;
- базаның модуляциясын және транзистор жұмыс режiмдерiн зерттеу;
- транзистордың қосу сұлбасын зерттеу;
- транзистордың статикалық сипаттамасын зерттеу.

2.1 Биполярлы транзистор құрылғысы
2.1 сурет

Биполярлық транзисторлар - p-n өткелі, екі шықпасы бар, күшейту қасиеттері заряд тасуыштардың инжекция және экстракция құбылысымен шартталған жартылай өткізгіш триот. Олар электр қуатын күшейтуге қабiлеттi және электр тербелiстерiн өзгерту шығару үшiн арналған. Биполярлы деп аталу себебі - заряд тасушылар қызметін электрондар да кемтіктер де атқарады. Олар үш электрод және екі р-п өткелден тұратын үш қабаттан құралады (2.1 суретті қара). п1-р арасындағы аудан р-п2 арасындағыға қарағанда әлдекайда аз. Транзистордың құрылымы симметриялы емес. Ауданы кіші асқын қоспаланған тасушыларды базаға инжекциялауға арналған кабаты эмиттер деп аталады (Э).
2.1 сурет

Ауданы үлкен, тасушыларды базадан экстракциялауға арналған және осы тасушыларды жинайтын қабат коллектор деп аталады (К). Тасушылардың эмиттерден коллекторға қарай қозғалысын, басқаратын ортаңғы кабат, база деп аталады (Б).
2.2 сурет

База аркылы эмиттерлік (ЭӨ) және коллекторлық (КӨ) өткелдер деп аталатын екі р-п өткелдердің байланысы жүзеге асырылады. Өткелдердің өзара әсерлесуі өткелдер арасындағы базаның өте аз қалыңдығы арқылы жүзеге асырылады (ондаган микрометр). Базасы бар текті транзисторлар дрейфіз, базасы әр текті - дрейфті деп аталады. Жартылай өткізгіш қабаттары типтерінің орналасу ретіне байланысты п-р-п (2.2a суретті қара) және р-п-р (2.2б суретті қара) - типті транзисторлар болып бөлінеді. Микросұлбаларда негізінен п-р-п транзисторлар пайдаланылады, ал р-п-р-типті п-р-п - типпен бірге пайдаланылады және бұл жұп комплементарлы деп аталады.
Өткелдердің ығысу кернеуіне қарай үш түрлі қосылу режимдерін - активті, тоқ тарату және қанығу деп ажыратады.
Егер тура бағытта эмиттерлік өткел, ал кері бағытта колекторлық өткел қосылса, онда мұндай режим калыпты активті немесе күшейту режимі деп аталады. Инверсті активті режимде ЭӨ - кері бағытта, ал КӨ - тура бағытта ығысады. Ток тоқтату режимінде екі өткел де кері бағытта ығысады. Қанығу режимінде екі өткел де тура бағытта ығысады, яғни ашық.

2.2 Транзистордың активті режимде жұмыс істеу принципі

2.3 сурет

2.3 - суретте көрсетілгендей қалыпты активті режимде ЭӨ тура бағытта, ал КӨ кері бағытта ығысады. Потенциялдық тосқауылдың төмендеу нәтижесінде электрондар эмиттер облысынан эмиттерлік өткел арқылы база облысына (электрондар инжекциясы), ал кемтіктер - базадан эмиттер облысына енеді. Базада электрондар концентрациясы жоғарылайды. Коллекторлық өткел кері бағатта ығысады, сондықтан электрондардың базадан

коллекторға шығуы күшейеді де, базада коллектормен шекарада электрондардың үлесі азаяды. Базада электрондар үлесінің градиенті пайда болуы нәтижесінде электрондар ЭӨ-ден КӨ-ге енеді.
Электрондардың шамамен 1% ғана кемтіктермен әсерлеседі. Электрондардың қалған 99%-ы коллекторға жетеді де, коллекторлық өткелдің детілген өрісіне түсіп, оған тартылады (электрондардың шығуы). Базаның бейтараптығына байланысты одан сыртқы тізбекке шықпа бойынша электрондардың кемтіктермен әсерлескен бөлігі кетеді де, база тогын кұрайды.
Эмиттер тогын коллектор тізбегіне берудің жалпы еселігі α = IКӨ ІЭ, мұндағы ІКӨ - коллектор тогының электрондық құраушысы, ІЭ - эмиттер тогы. Нақты құрылымдар үшін α = 0,9 + 0,99.
Эмиттерлік өткелдің кедергісі аз (жүздеген ом), ал коллекторлық өткел кедергісі жүздеген килоомды құрайды. Коллекторлық тізбекке тіркей жалғанған жүктеме кедергісі кОМ қосылсын делік, ол транзистордың жұмыс істеу режиміне әсерін тигізбейді, бірақ кедергіден үлкен кернеу алуға болады.
Эмиттер тізбегіне айнымалы сигнал көзін Ес қосу базада инжекцияланатын қосалқы заряд тасушылардың санын өзгертеді және эмиттер мен коллектор тогының Ес-мен бірдей өзгеруіне әкеледі RЖ жүктемесінің жиілігі кіріс сигналдың жиілігіне тең күшейтілген кернеу бөлінеді, бірақ бір кездегі шығыс сигналдың кернеуі кіріс сигналдан Ес әлдеқайда үлкен болады. Осылайша сигналдьң күшейтілуі жүзеге асады.
2.4 сурет

Коллектор тогы , мұндағы - коллекторлық өткелдің жылулық тогы.
КӨ кері жылжу әсерінен үлкен және базада жұмылдырылған. - коллекторлық өткелінің өзгеруінде КӨ ені өзгереді, және сәйкесінше, w база қалыңдығы да өседі. База енінің w модуляциясы база енінің w коллектордағы кернеуден Uк тәуелділігін керсетеді . Бұл ток беру еселігінің α коллекторлық кернеуге Uк тәуелділігін көрсетеді ; коллекторлық өткелдің тосқауылдық сыйымдылығына диффузиялық сыйымдылық қосылады, өйткені өткел маңындағы заряд шамасы өзгереді; транзистордың жиіліктік қасиеттері өзгереді: егер Uк өссе, онда базаның ені w азаяды, базадағы электрондардың ұшып өту уақыты азаяды және транзистордың шекаралық жиілігі өседі.

2.3 Транзисторлардың қосылу сұлбалары

Транзистор шықпаларының қайсысы кірістегі сигнал көзі мен транзистордың шығыс тізбегі арасында ортақ болып табылатынына байланысты транзисторды электр тізбегіне қосудың үш негізгі сұлбасы бар: ортақ база (ОБ, 2.4, а суретті қара), ортақ эмиттерлі (ОЭ, 2.4, б суретті қара), ортақ коллекторлы (ОК, 2.4, в суретті қара).

2.4 Ортақ эмиттерлі транзистордың статистикалық сипаттамалары

ОЭ сұлба бойынша қосылған транзистордың кіріс сипаттамасы берілген Uкэ кернеуінде кіріс І6 тоганың Uбэ кернеуіне тәуелді болып табылады: Iб =f(Uбэ) (2.5.а суретті қара). Uбэ =0 болған кезде коллектор тізбегінде жылулык ток ІК0 болмайды және Iб =f(Uбэ) тәуелділігі тура бағытта қосылған р-п өткелдің ВАС-на сәйкес.
Uкэ 0 болғанда коллектор тізбегінде І6 тогына қарсы бағытталған -Ік0 тогы пайда болады.
База тоғындағы бұл токтың орнын толықтыру үшін қажетті Uбэ кернеуін беріп Iб =ІК0 токты алу қажет. Бұл кіріс сипаттаманың оңға және төмен ығысуына әкеледі.
Шығыс сипаттамасы - берілген І6 тогындағы Iк =f(Uкэ) тәуелділігі (2.5- суретті қара).
а) Iб =-ІК0 , қисығы р-п өткелінің кері тармағына сәйкес келеді.
б) Iб = 0 болғандағы қисық, ажыратылған базалы режимге сәйкес келеді.
2.5 сурет

Транзистор арқылы коллектордың Iк0б - бойлаушы (сквозной) тогы ағады. Iк0б Iк0, өйткені тек Iк0 тогы 2.5 - сурет ғана емес, сонымен бірге Iэр тогы да ағады.
ОБ сұлбасы үшін коллектор тогы: Iк = .
ОЭ сұлба универсалды, токты, кернеуді және қуатты күшейтеді. ОЭ сұлбасының кемшіліктері температураға тәулділігі жоғары, сипаттамалық сызықтығы нашар және жұмыс істейтін жиілігі төмен.

2.5 Транзистордың күшейту еселігінің жиіліктен тәуелділігі

Төменгі жиіліктерде электрондар үлесінің базада таралуы эмиттерден коллекторға қарай бір қалыпты азаяды. Жоғарғы жиілікте коллекторға ғана емес кері бағытта да, яғни эмиттерге де заряд (диффузия) тасушылар өтеді. Ток беру еселігі де азаяды. Ток беру еселігі a төменгі жиілікте - мен салыстырғанда есеге (3дБ) азаятын жиілікте - күшейтудің шектік жиілігі деп аталады (2.6 суретті қара).
2.6 сурет

Дрейфтi транзисторда, базада негiзгi емес заряд тасуыштарды тасымалдау негiзiнен электр өрiсiндегі дрейф есебiнен болады. Өріс, эмиттерден коллекторға қарай экспонентамен азаятын, базадағы қоспалардың бастапқы үлесінің әркелкі болуынан туындайды. Мысалы, п-р-п- транзисторда акцепторлық қоспа үлесінің градиенті әсерінен кемтіктер эмиттерлік өткелден коллекторлық өткелге қарай диффузиямен беріледі. КӨ маңында кемтіктер есебінен оң заряд жиналады, ал ЭӨ теріс иондардың орны толтырылмаған заряды жинақталады. Базада электрондардың эмиттерден коллекторға қозғалысын диффузиямен салыстырғанда 2...5 есе үлкен жылдамдықпен үдететін, электр өрісі Е туындайды. Транзистордың шекаралық күшейту жиілігі 2-5 есеге өседі.

3 Дәріс №3. Өрістік транзисторлар

Дәріс мазмұны:
- p-n-p өткелі оқшауланған жаппасы бар өрістік транзистор құрылғысы және жұмыс істеу принципі;
- транзистордың негізгі параметрлері және статикалық сипаттамалары;
- зарядты байланысы бар құралдар.
Дәріс мақсаты:
- өрістік транзистордың құрылғысы және жұмыс істеу принципін зерттеу;
- транзистордың сипаттамалары және негізгі параметрлерін зерттеу;
- зарядты байланысы бар құралдарды зерттеу.
Өрістік транзистор - бұл электрлік өрісті жартылай өткізгіш кедергісінің модуляциясына негізделіп жұмыс жасайтын униполярлы жартылай өткізгіш құрал. Транзисторлар басқарылатын p-n өткелді және оқшауланған жаппасы бар болып екіге бөлінеді.

3.1 Басқарылатын p-n өткелді өрістік транзисторлар

3.1 сурет

Унитрон - жазық конфигурациялы өрістік транзистор (3.1 суретті қара), цилиндрлікті текнетрон деп аталады. Каналға кіретін заряд тасымалдаушылардың жүрісі басталатын электродты бастау (Б) деп атайды. Каналдан заряд тасымалдаушылардың шығып жететін электродын құйма (Қ) деп атайды. Каналдың енін берілген кернеу бойынша өзгертіп отыратын электрод жаппа (Ж) деп аталады. Өткізгіш канал жаппадан кері бағытта ығысқан p-n өткелдері арқылы оқшауланған.
Мысалы, Uжб0:
а) егер Uқб=0, біркелкі p-n өткелі пайда болады, │Uжб│ неғұрлым үлкен болса, өткізгіш канал және өткел соғұрлым кең болады;
3.2 сурет

б) егер Uқб кернеуі нөлге тең емес болса, канал кедергісіндегі құйма тогының Iқ кернеуінің құлауы есебінен канал ені біркелкі болмайды. а нүктесінде кернеу Ua=Uжб - ға тең, б нүктесінде Uб=Uжб + Uқб . Канал қиылысуы бастаудан құймаға қарай сығылады. Басқарылатын p-n өткелді транзистордың жұмыс істеу принципі заряд тасымалдаушылардың кедейленуінен p-n өткелінің еніндегі кері кернеу әсерінен канал кедергісінің өзгерісіне негізделген. Неғұрлым Uжб үлкейсе, каналға қарай p-n өткелі соғұрлым үлкейеді, канал қиылысуы кішірейеді, құйма тогы да кішірейеді. Uжб жаппа кернеуінің үлкен мәнінде канал ені кішірейеді, ток нөлге ұмтылады. Бұл - жаппа мен бастау арасындағы Uжб кернеуі жаппадағы тыйып тастау кернеуі Uжт деп аталады.
Транзистордың негізгі сипаттамалары болып құйма-жаппалы Uқб=const болғандағы Iқ=f(Uжб) (3.2, а суретті қара) және құймалы немесе шығыс сипаттамалары Uжб=const болғандағы Ic=f(Uқб) (3.2, б суретті қара) табылады. Шығыс сипаттамаларында екі аймақты атап өтуге болады: 1-ші аймақ токтың күрт өзгеруі (сипаттаманың сызықты омдық учаскесі) және қанығу режиміне сәйкес келетін 2-ші аймақ (сызықсыз жұмыс учаскесі). Uқб кернеуі өскен сайын құйма тогы Ом заңы бойынша өседі. Қазіргі кезде (Uқб=Uқбқан) қанығу орнайды (А нүктесінде). Динамикалық тепе-теңдік орнайды: құйма тогының өсуі p-n өткеліндегі кернеу құлауының өсуіне және құйма тогын азайтатын канал сығылуына әкеліп соғады. Сығылу құймаға қарай жүреді. Бұл жағдайда қиылысу минималды болады. Uқб кернеуінің келесі өсуі қиылысуды азайтпайды, қиылысудың коридор деп аталатын тар бөлігінің ұзындығын үлкейтеді. Сондықтан құйма тогы тұрақты. Б нүктесінде құйма кернеуі өткел тесілу кернеуіне жетеді. Uқб кернеуінің келесі өсуінде құйма тогы өседі, және құрал істен шығуы мүмкін. Uжб кернеуінің өсуінде (бастапқы аз қиылысуларда) процесстер ұқсас, бірақ канал сығылуы ерте басталады, бұл қанығу аймағына келуін тездетеді. Құйма тогы әлдеқайда төмен деңгейде шектелген. Құйма-жаппалы сипаттаманың тіктігі S=Ucи=соnst. Шығыс кедергісі (3.2 б суретті қара) Uзи=const; ол сипаттаманың тіктігі және
3.2 сурет

3.2 сурет

шығыс кедергімен келесі теңдеу арқылы байланысқан μ=Ri∙S.

3.2 Оқшауланған жаппасы бар өрістік транзисторлар

Оқшауланған жаппасы бар өрістік транзисторларда жаппа электроды каналдың жартылай өткізгіш аймағынан диэлектрик қабатымен оқшауланған. Бұл транзисторлар металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш құрылымды болып келеді және қысқартылып МДЖ - транзисторлар деп аталады. Егер диэлектрик ретінде кремний қос тотығы қолданылса, оларды МТЖ - транзисторлар деп атайды. Канал кедергісі жартылай өткізгіштің үстіңгі қабатындағы қозғалмалы тасымалдаушылар концентрациясы өзгерісі жаппадағы кернеу жасайтын сыртқы электр өрісі есебінен болады. Жаппа - жартылай өткізгіштің пластинкасынан диэлектрик жұқа қабыршақпен бөлінетін металл электроды. Қабыршақтың болуы жаппаға не кері не оң кернеу беруге мүмкіндік жасайды. Жаппа тогы екі жағдайда да нөлге тең. Транзисторлар екі класка бөлінеді:
а) әдейі жасалынған каналы бар;
б) индукцияланған каналы бар.
3.2.1 Әдейі жасалған каналы бар өрістік транзистор.
Транзистор құрылысы 3.3-суретте келтірілген.
Мұнда p+ - қоспаның жоғары концентрациясы бар аймақ; Д-диэлектрик; Ме-металл; Б-бастау; Қ-құйма; Ж-жаппа. Uқб!=0 және Uж=0 болса, құйма тогы Iқ ағады. Егер Uж0 болса, каналға тесіктер ұмтылады. Бұл байытылу режимі, Iқ тогы өседі. Егер Uж0 жаппадан электрондардан кедейленген қабат пайда болады, Iқ тогы кемиді.
3.2.2 Индукцияланған каналы бар транзистор (3.4 суретті қара).
Бұл транзисторда әдейі жасалған өткізгіш каналы жоқ. Егер Uж=0 болса, Uқб!=0, онда Iқ=0, себебі құйма мен бастау арасында өткізгіштік жоқ. Мұнда екі қарама-қарсы бағытта қосылған p-n өткелі орын алады. Егер Uж0 болса, электрондар пластинка бетіне тартылады Iқ=0. Кедейлену режимі қолданылмайды. Егер Uж0 пластинканың бетіне тесіктер тартылады және ток ағатын индукцияланған канал К пайда болады.
Көбінесе индукцияланған p каналы бар транзистор жасау жеңілдігіне байланысты қолданылады.
Өрістік транзисторларды көптеген күшейткіш және қайта қосқыш құрылғыларда, биполярлық транзисторлармен үйлестіріліп қолданылады. Өрістік транзисторлардың негізгі артықшылықтары жоғарғы кіріс кедергісі, аз шуылдар, жасау жеңілдігі, ашық күйіндегі құйма мен бастау арасындағы қалдық кернеудің жоқтығы болып табылады.

3.3 Зарядты байланысы бар құралдар

Зарядты байланысы бар құрал (ЗБҚ) МДЖ құрылымды болып келеді. Жұмыс істеу принципі зарядтардың тасымалдауына негізделген, демек потенциалды шұңқырдағы негізгі емес заряд тасушылардың генерациясы және жиналуына және жартылай өткізгіш диэлектрик шекарасы бойында қозғалуы есебінен. Uжкір =2...4 В кіріс кернеуі берілгенде диэлектрик астында біркелкі кедейленген қабат индукцияланады. Сақтау кернеуінде Uқ=10...15 В жаппада әлдеқайда терең кедейленген қабат - потенциалды шұңқыр пайда болады, онда бастаудан негізгі емес заряд тасымалдаушылар жинақталады.
Жаппа астындағы мұндай кедейлену жағдайы релаксация уақытында сақталады - жаппа астындағы беткі қабаттың кедейлену жағдайынан инверсия жағдайына өту уақыты.
Келесі тактіде - зарядтық пакет тасымалдау тактісі - жаппа кернеуі ауысуы орындалады - зарядтың бір жаппадан келесіне тізбек бойынша берілу режимі. Келесі көрші жаппасына әлдеқайда төмен кернеу Uөтк=20...25 В, әлдеқайда терең потенциалды шұңқыр пайда болады. Заряд сонда ағады және т.с.с.
Осылайша, ЗБҚ - бұл оған берілетін зарядтық пакеттер түріндегі информацияны сақтайтын және тасымалдайтын құрал.
Транзисторлардың шартты белгіленулері 3.1-кестеде келтірілген.

3.1 к е с т е.
Аспаптың аты
Белгіленуі
n-каналды басқарушы р-п өткелі бар өрістік транзистор

p-каналды басқарушы р-п өткелі бар өрістік транзистор

n-каналы қондырылған оқшауланған жаппа өткелі бар өрістік транзистор

p-каналы қондырылған оқшауланған жаппа өрістік транзистор

n-каналды индукцияланған оқшауланған жаппа өрістік транзистор

p -каналды индукцияланған оқшауланған жаппа өрістік транзистор

4 Дәріс №4. Оптоэлектрондық аспаптар.

Дәріс мазмұны:
- оптоэлектрониканың бөлшектік базасы;
- сәулелендіргіштер, жарық көздері, фотоқабылдағыштар;
- оптрондар;
- қосқыш жартылай өткізгіш құралдар.
Дәріс мақсаты:
- сәулелендіргіштерді зерттеу;
- светодиод құрылғысын және жұмыс істеу принципін зерттеу;
- фотодиод құрылғысын және жұмыс істеу принципін зерттеу;
- оптрондардың құрылғысын және жұмыс істеу принципін зерттеу;
Динистрон және тиристорлардың құрылғысын және жұмыс істеу принципін зерттеу.

4.1 Оптоэлектрониканың бөлшектік базасы

Оптоэлектроника - бұл оптикалық сигналдарды электрлікке және қарама-қарсы түрлендіретін электрониканың саласы. Оптоэлектроника 3 ғылымның қосылуы негізінде құрылған: қатты дене физикасы, оптика және электроника. Оптоэлектрониканың бөлшектік базасын: жарық көздері, оптикалық орталар және фотоқабылдағыштар құрайды.

4.2 Сәулелендіргіштер

Сәулелендіргіштер - мөлдір шынындан жасалған, қабырғадан көп есе ішкі шағылысуынан жарықтың таралуы жүретін жіңішке жіптер жиынтығы. Бірнеше микрон қалыңдықтағы шыныталшығы арқылы жүзден аса елеусіз азаюы бар оптикалық сигналдар тасымалданады. Егер талшықтар түрлі химикалық элементтердің қоспасынан жасалған болса, жарық сигналын күшейту мүкін.

4.3 Жарық көздері (ЖҚ)

ЖҚ-ның жұмыс істеу принципі индукцияланған жарық шығару және электролюменесценцияны қолдану негізінде жасалған.
Индукцияланған сәуле шығару сыртқы фотондардың әсерінен болады. Бұл принципте жұмыс жасайтын сәуле шығарғыштар - лазерлер (light amplification by stimulated emission of radiation сөзінен аббревиатура) - индукцияланған сәуле шығарудың әсерінен жарық күшеюі.
4.3.1 Светодиод.
Светодиодтың жұмыс істеу принципінің негізінде p-n өткеліндегі сәуле шығарғыш рекомбинациясы жатыр. Сызықты ығысуда инжекцияланған негізгі емес заряд тасымалдаушылар өткел жанында негізгілермен базада рекомбинацияланады. Мұнда жарық кванттары шығады. Сәуле шығару инфрақызыл, көрінетін жарық және ультрафиолетті болу мүмкін.

4.4 Фотоқабылдағыштар

Фотоқабылдағыштар немесе фотоэлектрлік құралда сәулелендірілген энергияны электрлікке түрлендірілу орын алады.
Бұл негізгі 3 фотоэлектрлік құбылыс негізінде құрылады: сыртқы және ішкі фотоэффекті де және жапқыш қабаттағы фотоэффекті де.
Фотодиодты қарастырайық - жапқыш қабаттағы фотоэффектіге негізделген фотоэлектрондық құрал, p-n өткелінде жарық ағыны әсерінен ЭҚК пайда болады.
Қарапайым p-n өткел құрылымына ие. Германий және кремнийдан жасалады. Сәулелендіру кезінде бастапқы зат атомдарының ионизациясы p-n өткелінде жүреді. Жеке электрөткізгіштігі көбейеді, демек, электрондар мен кемтіктер жұбының саны.
Фотодиод сыртқы қорек көзімен және онсыз қосыла береді:
а) қорек көзі жоқ - вентильдік немесе фотогенераторлық режим деп аталады;
б) сыртқы қорек көзі бар Есыртқы - фотодиодтық немесе фототүрлендіргіш режим. Вольт-амперлік сипаттамасы I=f(U)Ф=const 4.1-суретте келтірілген.
Мұнда IV квадрантта генераторлық режим шағылысқан - фотоэдсы пайда болады:
1) I=0 (бос жүріс режимі) U=φf - фотоэдсы;
2) U=0 (қысқа тұйықталу режимі) Iкз тогы ағады;
1) Rж!=0 болғанда, I=φfRж.
ІІІ квадрантта фотодиодтық режим шағылысқан. Ф=0 болғанда сипаттамасы түзеткіш диодтың кері орамымен сәйкес келеді Ф үлкейген сайын Iф фототогы үлкейеді. Жалпы ток Іж кері ток І0 және фототок Іс қосындысына тең Іж=I0+Iф.
І квадрантта Ф=0 болғанда ВАС түзеткіш диодтікіндей болады.
4.1 сурет

Фотодиод кері бағытта қосылады (себебі Iф және Ікері шамалас) ал фототокты сызықты токтың фонында айыру мүмкін емес.
Фотодиодтар жарық энергиясын электрлікке түрлендіргенде Г әлсіз төменгі жиілікті жарық сигналдарын тіркеуде, автоматикада, фотометрияда, сәулелендіру көзін бақылауда және басқада қолданылады.

4.5 Оптрондар

Элементар оптрон фотон байланысы бар жұп.
Оптрон - жарық көзі мен онымен келісілген фотоқабылдағышты үйлестіретін, күшейту коэффициенті міндетті түрде бірден жоғары болуы тиіс сыртқы электр сигналын оптикалыққа түрлендіретін, күшейтетін, сонан соң қайта электрлікке түрленетін, немесе керісінше, белсенді элемент.
Басты артықшылығы - шығыс және кіріс тізбектерін айыру мүмкіндігі, демек, гальваникалық және оптикалық шешілу орын алады. Оптрондар екі түрге бөлінеді:
а) сыртқы фотондық байланысы және ішкі электрлік байланысы бар оптрон;
б) сыртқы электрлік және ішкі фотондық байланысы бар оптрон.
Оптрондар электрлік сигналды түрлендіруге, күшейтуге, генерациялауға және формалауға қолданылады.
Оптрондарда негізінен жарық көзі ретінде инжекциялық светодиод қолданылады. Сәуле шығару спектрі фотоқабылдағыштың түріне және жасалу материалына тәуелді. Оптрондардың шартты белгіленулері А қосымшасында келтірілген.

4.6 Қосқыш жартылай өткізгіш құралдар

Қосқыш жартылай өткізгіш құралдар тиристорлар, бір өткелді және құйындық транзисторлар жатады. Тиристор - бұл екі тұрақты тепе-теңдік қалыптағы көпқабатты қосқыш құрылымдар. 4 немесе одан да көп p-n қабаттарынан немесе одан көп p-n өткелінен тұрады. Олар:
а) басқарылмайтын тиристорлар - екі - электродты - динисторлар немесе диод-тиристорлар;
б) басқарылатын тиристорлар - ортаңғы электродтардың бірімен басқарылады - тринисторлар немесе триод - тиристорлар.
Бүкіл 4 электродтан шығатын ортаңғы электродтармен басқарылатын - тетрод-тиристор.

4.6.1 Динистор.
4.2 сурет

4.2-суретте динистордың құрылысы берілген. Мұндағы p1, n2 - эмиттерлер, n1, p2 - база, П1, П3 - эмиттерлік өткел, П2 - коллекторлық өткел. П1 және П3 тура бағытта, П2 кері бағытта ығысқан. U жалпы сыртқы кернеуі П2 өткелінде кемиді. Құрал арқылы I=Iко жапқыш коллекторлық өткелдегі ток ағады. U кернеуінің Uқос кернеуіне дейін өсуінде П2-де екпінді ионизация және құйындық тесілу дамиды, жаңа тасымалдауыштар жұбы пайда болады. П2 аймағында электрондар n1 базасына лақтырылады, ал кемтіктер p2 базасына. Негізгі тасымалдаушылардың концентрациясы базада өседі. n1 базасында электрондар сол жақтағы ЭП - П1-ге жақындағанда иондардың оң зарядын нейтралдайды, мұнда потенциалдық тосқауыл кемиді. Бұл кемтіктердің p1-ден n1-ден ағынын үлкейтеді, кейін П2 арқылы. Осындай құбылыстар оң жақтағы П3 өткелі арқылы да орын алады. Электрондар ағыны үлкейеді. Процесс құйынды дамиды. П2 және бүкіл құрал арқылы ток үлкейеді. П2 арқылы жалпы ток ағады.
,
мұндағы М - көбейту коэффициенті, α1, α3 - П1 және П3-тен П2-ге токтың беріліс коэффициенті. 3 өткел арқылы ағатын токтар өзара тең болғандықтан
I = . (4.1)
Мұндағы α= α1+ α3 екі эмиттерден коллекторға тасымалданатын токтың жалпы коэффициенті.
Әдетте базалар әртүрлі қалыңдықта жасалады: Р2 - қалың, ωl (диффузиялық ұзындық) және ток таралу коэффициенті α31, n1 - жіңішке, ωl, α1≈1.
(4.1) мәнінің ВАСы анық емес түрде болады, себебі, М=f(U).
(4.1) бойынша динисторының ВАС-ы құрылған (4.3-суретті қара). Динистордың кемшілігі болып қосылу моментін басқара алмау мүмкіндігі табылады. Бұл кемшілік басқарушы электродтан қосымша шықпасы бар тринисторда, n1 немесе p2 -ден (4.4-сурет) жойылған. Сондықтан құралдың қосылу моментін басқару мүмкіндігі бар.
4.5-суретте тиристордың басы келтірілген. Мұндағы Iб - басқару тогы, Іб0 болғанда сипаттама динистордың сипаттамасымен сәйкес келеді. Іб-ны өзгерте отырып Uқос-ты өзгертіп отыруға болады.
Іб үлкеюінен, α үлкейеді, Мα =1 Uқос аз болғандағыға қарағанда ерте орындалады. Кейбір Іб-да кері кедергі аймағы жойылып, түзетілген сипаттама пайда болады. Екі түрі бар:
а) жабылатын триодты тиристорлар - қысқа импульстің Uкері басқарушы электроды арқылы эмиттерлік өткелге беріліс кезінде жабылады;
б) симистрлар немесе симметриялық тиристорлар токты екі бағытта да өткізеді.
Тиристорлардың шартты белгіленулері Б қосымшасында келтірілген.
5 Дәріс №5. Дифференциалды күшейткіш

Дәріс мазмұны:
- дифференциалды күшейткіш;
- тұрақты токты тудыратын дифференциалды күшейткіш;
- динамикалы кернеулі дифференциалды күшейткіш.
Дәріс мақсаты:
- дифференциалды күшейткішті оқып-үйрену;
- дифференциалды күшейткіштің жұмыс режимдерін оқып-үйрену;
- синфазды сигналдың әсерін оқып-үйрену, тұрақты токты тудыратын дифференциалды күшейткіштегі оның әсерінің азаюы, тұрақты ток генераторы ерекшелігі;
- динамикалы кернеулі дифференциалды күшейткішті оқып-үйрену.

5.1 Дифференциалды күшейткіш (ДК)

5.1.1 Дифференциалды күшейткіш сұлбасы
Дифференциалды күшейткіш (5.1 суретті қара) дифференциалды сигнал деп аталатын кіріс сигналының өзгерісін күшейтеді. Биполярлық және өрістік транзисторларда құрылады.
ДК негізінде параллельді-балансты каскад жатыр - ортақ Rэ эмиттерлі жүктемесі бар екі ток күшейтетін құрылғылар, яғни балансты (теңгерілген) көпір. Осы көпір иықтары: Rк1 = Rк2 және бірдей VT1 и VT2 транзисторлары.
5.1 сурет

Бір диагональға қорек көзі қосылған, екіншісіне - Rн жүктемесі. Каскад екі қорек көзі Eк = Eэ есебінен қоректенеді, яғни қорек көзінің қосынды кернеуі . көмегімен ортақ нүктеге қатысты VT1 және VT2 эмиттерлерінің потенциалы азаяды, бұл жағдайда потенциалдардың келісімді болуы қажетті емес.
Дискретті транзисторларда абсолютті симметрияны алу қиын болып табылады, сондықтан сапалы ДК интегралды сұлба негізінде құрылады.

5.1.2 Дифференциалды күшейткіштің жұмыс істеу режимдері.
ДК-тің жұмыс режимін қарастырайық:
а) тыныштық режимі (кіріс сигнал көздері жерге қосылған) , нәтижесінде .
Өз кезегінде , ендеше келесідей тұжырымдауға болады: .
Екі транзистор да активті режимде жұмыс істейді. Тыныштық токтары ағады , бұлар Rк1 және Rк2 - де бірдей кернеу түсуін тудырады, нәтижесінде, , шығыс кернеуі Rн - нан алынады .
Потенциалдардың келісімділігі үшін сұлбада ЭҚК көзі керек емес және нөлдің дрейфі азаяды (сигналдың кірісте болмай, шығыста болуы).
Дрейфті қарастырайық, мысалы, кернеу көзінің тұрақсыздығы себебінен. Ек өсті деп есептейік, сонда коллектор токтары нақты өседі , коллектор кернеулері бірдей мәнге өзгереді және Δ;
б) кіріс сигналдарына байланысты режим. Сигналды үш түрлі әдіспен беруге болады:
1) кіріс сигнал базалардың ортасына берілген. Сонда , . Коллектор токтарының өзгерісі 0, кернеулердікі
0; .
Коллектор тогының өзгерісі эмиттер тогының өзгеруіне әкеліп соғады 0, эмиттердің жалпы тогы ,
яғни, - эмиттер тогы тұрақты, , ;
2) сигнал ДК-тің бір кірісіне беріледі, ал басқа кірісі жерге қосылады. Кірістер дифференциалды деп аталады.
тогда , , .
тұрақты құраушы арқылы өтетін кері байланыс есебінен эмиттер тогы тұрақты болады. Нәтижесінде, , , , ;
3) Сигналдар екі тәуелсіз көздерінен және екі кірісіне беріледі. Бұл жерде суперпозиция принципі өз рөлін атқарады.
, K - ДК күшейткіш коэффициенті.
Шығыс сигналын коллекторлардың ортасынан түсіруге болады (симметриялы шығыс) немесе коллекторлардың біреуінен (симметриялы емес шығыс).

5.2 Тұрақты ток тудыратын дифференциалды күшейткіш

Синфазды сигнал - бұл кірістің екеуінде де әрекет ететін сигнал, мысалы, температура, кернеу көзі және т.б. өзгерісі әсерінен болатын сигнал, басқаша айтқанда бұл - әсерін азайтуы қажет кедергі (помеха). Синфазды сигналдың (СС) әсерін азайту үшін эмиттер тогын тұрақтандыру қажет. СС екі кіріске де әсер етеді деп қарастырайық. Ол коллектор токтарын ұлғайтуға тырысады, ал олардың қосындысы тұрақты эмиттер тогына тең. Сол себепті коллектор тогы өспейді, және өзгермейді. орнына ток көзі немесе тұрақты токқа аз, айнымалы токқа үлкен кедергісі бар транзисторларға тұрақты ток генераторларын мақсатты қояды. (5.2 суретті қара).
Тұрақты ток генераторы сұлбасына құрамы: VT3 транзисторы, VD диоды, R1, R2 и R3 резисторлары және қорек көзі Еэ. Iэ тогы VT1 және VT2 транзисторлары үшін Iэ1 және Iэ2 токтарының қосындысын анықтайды, ал ол VT3 - тегі (ортақ базалы сұлба) тұрақты ток генераторынан беріледі.
5.2 сурет

5.2. суретте оның шығыс кедергісі Rэ ге қарағанда көбірек. R1, R2, VD бөлгіштері арқылы VT3 базасына ығысу беріледі. VD диоды термокомпенсация үшін қажет. R1 R2, Rэ шарты орындалады. R1 арқылы өтетін ток тұрақты, себебі R1 үлкен шамада және температураға тәуелсіз. Өз кезегінде .
Температура көтерілгенде Iэ3 эмиттер тогы да өседі. Бір уақытта VD диодының кедергісі азаяды, тогы ұлғайып, I1 - I2 ге тең тогы азаяды. Iк3 = a тогы да төмендейді. Осы орайда, ДК эмиттер тогы Iэ тұрақты ток арқасында ұсталып тұрады.
Iэ эмиттер тогын аналитикалық жолмен алуға болады.
, яғни Iэ тогы температураға аз тәуелді, ал бұл тұрақты ток генераторының талабы болып табылады.

5.3 Дифференциалды күшейткіштің түрлі сұлбалары

ДК сұлбаларын жасау барысында мына шарттар ескеріледі: күшейткіштің күшейту коэффициентін ұлғайту және кіріс кедергісін көбейту.
ДК сұлбаларының келесі түрлері қолданылады:
а) ДК кірістеріне құрама транзисторлар (Дарлингтон жұбы) қойылады, бұлардың кіріс кедергісі біршама жоғары және токтың беріліс коэффициенті екі транзистордың токтарының беріліс коэффиценттерінің туындысына тең;
б) ДК кірістеріне эмиттерлі қайталағыштар қойылады, олардың кіріс кедергісі жүздеген килоомға тең;
в) кірісіндегі өрістік транзисторлы ДК;
г) динамикалы жүктемесі бар ДК.

5.4 Динамикалы жүктемелі дифференциалды күшейткіш

күшейту коэффициентін ұлғайту үшін коллекторлық жүктемені өсіру керек. ИС-та динамикалы жүктеме қолданылады, яғни және резисторларының орнына VТ3 және VТ4 транзисторлары қойылады (тұрақты токқа кіші кедергі, ал айнымалы токқа үлкен кедергілі транзисторлар). VТ3 және VТ4 транзисторларының полярлығы негізгіге қарама-қарсы (5.3 суретті қара).
5.3 сурет

VT1 және VT2 транзисторлары (n-p-n-типті) - негізгілер, VТ3 және VТ4 транзисторлары (p-n-p-типті) - коллекторлы жүктемелер. Бұл транзисторлар коллекторлармен байланысқан. VТ3 транзисторы диодты қосылуда қолданылады. Эмиттерлі тізбекте жұмыс сұлбасына синфазды сигналдың әсерін азайту мақсатында тұрақты ток генераторы қойылады.
ДК кірісі - дифференциалды, шығысы- біртактілі.
VТ3 және VТ4 транзисторлары токты айна сұлбасымен қосылған - токты шағылдырғыштыр. IК1 тогы VТ3 арқылы аға отырып, транзисторлар базасында бірдей ығысуды туғызады. Сондықтан , ал=. Яғни, . VТ4 VT1 токтарының өзгерісін қайталайды, яғни толықтай тогын қайталайды, сол себепті VТ3 және VТ4 ток айнасы деп аталады.
ДК шығысындағы ток b рет күшейеді және екі еселенеді.
ДК шығыс кернеуі , бұл жерде - келесі каскадтың кіріс кедергісі.
ДК күшейту коэффициенті . Бұл жерде .
жүздеген килоом болғандықтан, ДК кернеу бойынша күшейту коэффициенті жүздеген және мыңдаған көрсеткішке жетуі мүмкін.
Осы орайда, ток айнасы кернеу бойынша үлкен күшейту коэффициентін алуға және біртактілі шығыста сигналды еселеуге көмектеседі.

6 Лекция № 6. Операциялық күшейткіш

Дәріс мазмұны:
- операциялық күшейткіштердің негізгі параметрлері мен маңызы;
- екі каскадты операциялық күшейткіш.
Дәріс мақсаты:
- интегралды операциялық күшейткішткіштердің негізгі параметрлері мен сипаттамаларын, артықшылықтарын оқып-үйрену;
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.