Схема замещения транзистора в h-параметрах

В режиме малого сигнала транзистор можно рассмотреть как активный линейный четырехполюсник.

 

Схемой замещения или эквивалентной схемой называется электрическая схема, в которой входные и выходные токи и напряжения связаны с помощью специальных параметров те ми же зависимостями, что и у замещающегося элемента.

Физический смысл h – параметров

[Ом] – входное сопротивление транзистора

[б/р] – коэффициент внутренней обратной связи по напряжению

[б/р] – коэффициент усиления транзистора по току

[Ом-1] или [Си] – выходная проводимость транзистора

 

Полевые транзисторы.

Полевым транзистором называется полупроводниковый прибор, в котором поток основных носителей зарядов через проводящий канал управляется поперечным электрическим полем.

Электрод (вывод), через который втекают носители заряда, называется истоком. А электрод, через который они вытекают, называется стоком. Электрод для регулирования проводимости канала, называется затвором. Полевые транзисторы являются униполярными. В зависимости от типа электропроводимости могут быть полевые транзисторы с p или n каналами. По технологии изготовления и принципу действия полевые транзисторы разделяются на два основных вида.

¾ с управляющим p-n- переходом

¾ с изолированным затвором ( МДП – металл диэлектрик полупроводник, МОП – металл окисел полупроводник)

Условное обозначение полевого транзистора.

¾ с управляющим p-n- переходом

канал n – типа канал p – типа

¾ с изолированным затвором

канал n – типа канал p – типа


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Световая характеристика - зависимость фототока от величины светового потока:

На этой характеристике определяется чувствительность фоторезистора:

3) Спектральная характеристика – зависимость чувствительности от длины волны падающего светового потока:

Используется в фотореле и в фотометрии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h – параметры, зависят от схемы включения транзистора, поэтому к индексам в обозначениях добавляется соответствующая буква: Б, Э, К.

h – параметры указываются в справочнике.

Упрощенная схема с общим эмиттером.

В виду малости h12э, в инженерных расчетах не учитывается.

 

Устройства и схема включения.

С изменение напряжения между затвором и истоком изменяется проводимость канала и ток стока выходной.

 

 

Сочетание светодиода с фотоприемником (фоторезистором, фотодиодом) образует прибор оптрон.

Принцип действия:

Светодиод является управляемым источником света. При изменении входного тока изменится яркость свечения светодиода и, соответственно, величина светового потока падающего на фотодиод. Последнее вызывает изменение выходного потока.

Достоинства данной схемы:

ü Входные и выходные цепи связаны только оптически, а гальваническая связь отсутствует.

ü Это обеспечивает защищенность передачи информации от электромагнитных полей.

ü Позволяет с помощью низких напряжений управлять высокими.

Позволяет связывать цепи с разными частотами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из семейства выходных характеристик можно выделить три области в которых поведение транзистора резко отличается.

ü В области насыщения ток коллектора максимален и не зависит от тока базы.

ü В области отсечки через транзистор протекает только неуправляемый тепловой ток (транзистор закрыт).

ü Рабочая область транзистора соответствует работе транзистора в работе усиления. В этой области ток коллектора сильно зависит от тока базы и слабо зависит от напряжения коллектор-эмиттер.

Рабочая область ограничена максимальными допустимыми значениями:

- допустимый ток коллектора.

- мощность рассеяния на коллекторе.

Вольтамперные характеристики транзистора нелинейные. Линейными их можно считать лишь в пределах небольших участков (в так называемом режиме малого сигнала).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VD — идеальный

rVDобр.= 0

rVDобр.→∞

фазовый угол, где

Первый полупериод: +а, -б, φа> φб

(к диоду приложено прямое напряжение, он пропускает ток в цепь нагрузки и

Uн= iнRн ≈ U2)

Второй полупериод: (-)а, (+)б, φа< φб

(к диоду приложено обратное напряжение, он закрыт и не пропускает ток в цепь нагрузки, следовательно, Uн≈ 0)

 

Таким образом переменное напряжение U2 преобразовалось в знакопостоянное пульсирующее или выпрямленное.

Среднее значение выпрямленного напряжения ( постоянная оставляющая U0) находится как среднее за период:

Для нашего примера:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда из формулы (1) :

; ; ;

В таком режиме фотодиод используется в составе солнечных батарей.

2. Режим фотопреобразования (источника тока):

 

 

На фотодиод подается обратное напряжение от внешнего источника питания.

I≈Iк.з.

В режиме фотопреобразователя ток практически не зависит от приложенного напряжения и примерно равен току короткого замыкания. (U= 0).

Тогда из формулы (1): I≈ SФ

В таком режиме кремниевые фотодиоды применяются для воспроизведения фонограмм кинофильмов.

11. Статические вольтамперные характеристики полевого транзистора в схеме с общим истоком. Основные параметры

1. Проходная характеристика

2. Выходные (стоковые) вольтамперные характеристики

Основные параметры.

1) Крутизна усиления определяется по проходной характеристики в исходной или рабочей точки. S=1…50 мА/B

2) Дифференциальное сопротивление канала или выходное сопротивление транзистора определяется по выходным характеристикам в исходной точке.

Rси = 0,1…0,5 Мом

В справочниках указываются предельно допустимые значения: .

 

 

13. Усилительные устройства

Усилитель– устройство для преобразования слабых электрических сигналов в сигналы большей мощности (Рвых > Рвх)

Принцип усиления электрических сигналов изобразим в схеме:

Усилитель управляет потоком энергии от источника питания в нагрузку по закону сигнала. Часть мощности источник питания теряется в самом усилителе в виде тепловых потерь.

Р0=Рвых+Рпотерь

КПД усилителя:

Схема замещения и параметры усилителя.

Усилитель является элементом любого канала звукопередачи.
Канал прямой звукопередачи:

Для предыдущего элемента канала(микрофон) усилитель является нагрузкой, а для последующего элемента является источником сигнала.

Схема замещения усилителя или эквивалентная схема

 

 

25. Структурная схема, классификация, основные технические параметры выпрямителей

m1 – число фаз сетевого напряжения

ТР – служит для преобразования величины сетевого напряжения а в

некоторых случаях числа фаз

m2 – число фаз вторичной обмотки

В – комплект выпрямительных диодов для преобразования переменного

напряжения, пульсирующие, или знакопостоянные, или выпрямленное

СФ – сглаживающий фильтр, для ослабления переменных составляющих

выпрямленного напряжения

СН – стабилизатор напряжения, поддерживающий неизменным выходные

напряжения при изменении напряжения сети, сопротивления нагрузки и т.п.

Выпрямители классифицируются по ряду признаков:

1. по числу фаз питающей сети m1:

ü однофазные m1=1

ü трехфазные m1=3

2. по числу фаз вторичной обмотки трансформатора m2:

ü двухфазные

ü многофазные (с числом фаз кратных 3)

3. по числу полупериодов однофазного переменного тока, в течение которых через нагрузку проходит выпрямленный ток: одно- и двухполупериодные схемы

4. по способу включения комплекта диодов (вентилей) :

ü схемы с нулевым выводом вторичной обмотки трансформатора (однотактные, число тактов p=1)

ü мостовые схемы (двухтактные p=2)

В однотактных схемах каждая фаза вторичной обмотки трансформатора нагружена током только во время одного полупериода переменного напряжения, а в двухтактных схемах – в течении обоих полупериодов.