Эквивалентная схема замещения диода

Прохождение сигналов через линейные цепи.

Сигналы:

 

1. Аналоговые (линейные) Uвых(t) = f(Uвх) (синусоида)

2. Цифровые (импульсные)

Характеристики этих сигналов.

 

 

       
   
  Ku(jw) =     H(t) =  
 
. Ки
 


Ku(jw) = K(w) - АЧХ j(w) - ФЧХ
Uвх(t) Uвых(t)

       
   
 
 

 

 


H(t)

Uвх(t) Uвых(t)

 
 


 

Прохождение линейных сигналов через простейшие RC-цепи.

1.

 
 
Uвх(t) = Umsinw t Uвх = Um    


 

 

;

 

;

 
АЧХ: ; ; ;

;

 

ФЧХ:

 

LH = 20 lgH; [LH] = дб   20 lg = - 3 дб (w = wн)   LH = 20 lgH(w) = 20 lgw - 20 lg wн = 20x – b   x b
wн – частота, при которой коэффициент передачи уменьшится в раз.   wн = 2pfн Þ    

 

 

2.

 

 
АЧХ: ;

;

ФЧХ:

 

 
 
w = wв Þ H(w) =   wв – верхняя граничная частота, при которой H(jw) уменьшается в раз Þ полоса пропускания [0, wв].

 

 
 
LH = 20 lgH(w); w = wв Þ LH = 20 lg = -3 дб  

 


Прохождение импульсных сигналов через простейшие RC-цепи.

 

1.

 

 

;

,

;

 

  Длительность выходного импульса зависит от постоянной времени цепи (t) и до 3t импульс можно считать » 0.

 

 

Если на вход RC-цепи подать импульс, длительность которого >> 3t, то такая цепь будет называться дифференцирующей цепью. Если же длительность входного импульса << 3t, то конденсатор выполняет роль разделительного конденсатора Þ на выходе импульс, повторяющий входной импульс, но только со спадом плоской вершины (D).  

 

,

т.к. - абсолютный спад плоской

вершины

 

- относительный спад плоской вершины

 

Связь между fн и спадом плоской вершины.

 

;

;

 

 
2.

 

 
 

 


Пусть при . Определим .   (*)  

 

 

Подадим на вход прямоугольный импульс (до этого рассматривалась “ступенька”).

 

- передний фронт импульса - спад или задний фронт импульса   Оценим эти фронты По формуле (*) определим t2, t1.   ,  

Связь между fв и tф.

 

; ;

;

Активные элементы.

Полупроводники.

 

Основные полупроводники – Si (IV) и Ge (IV)

Si (IV)

 
 


 

Si – B (III)

 
 

 


 

 

 
 
Увеличение примесей приводит к увеличению количества «дырок».   Примесь, которая приводит к значительному увеличению числа «дырок» называетсяаксепторной. Сам полупроводник называется полупроводником р-типа. «Дырки» в этом полупроводнике являются основными носителями.  

 

 


Si – P (V)

 


 

 

Чем обусловлен ток в полупроводнике:

 

Ø Ток , проникающий в результате воздействия напряженности (напряжения) электрического поля E(U) называется дрейфовым током.

 

средняя скорость

коэф. подвижности «дырок»

 

проводимость «дырок»

 

 

дрейфовый ток концентрация

«дырок» «дырок»

 

 

 

 

Ø Ток, протекающий под действием градиента концентрации носителей, называется диффузным.

 

 

коэф. диффузии

 

 
 


p

 

x

 

Р - n переходы.

Процесс занятия свободной «дырки» электроном, называется рекомбинацией. «Дырка» становится нейтральной.

p-n переход осуществляется под действием градиента концентрации.

Eo будет препятствовать свободным дыркам из р перемещаться в n и электронам из n перемещаться в р.

Приложим к полупроводнику прямое напряжение.

сопротивлениезапирающего слоя

Приложим обратное напряжение.

 

Электроны и «дырки» не могут перемещаться из n в р и из p в n соответственно, так как . Возможно только движение неосновных носителей («дырки» из n в р и электроны из p в n) – это есть малый тепловой ток.

 

jт=25 мВ – тепловой потенциал.

 

Диод.

В основу диода положен p – n переход

 

 

 
 
При увеличении увеличивается скорость свободных электронов. При попадании в ядро они образуют пару «дырка – электрон», что приводит к увеличению обратного тока и последующему пробою диода.

 

 

 

Эквивалентная схема замещения диода.

 

Cбар – барьерная емкость Cдиф – дифференциальная емкость Rут – сопротивление утечки   пренебрегаем площадь p-n перехода ширина запирающего слоя - важно при переменном токе