Электроника и схемотехника

Сентябрь 14, 2022

Главная
Алгебра
Электроника и схемотехника

Содержание

2. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА: 1. Подготовка к выполнению и защите лабораторных работ. 2. Самостоятельное изучение отдельных разделов курса.
3. Электротехника и электроника ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ Третий семестр: зачет. Четвертый семестр: экзамен.
4. Электротехника и электроника Рекомендуемая литература Новожилов, О. П. Электротехника и электроника: учебник / О. П. Новожилов.
5. Первые компьютеры
6. Первые компьютеры
7. Электрические свойства полупроводников Полупроводниками называют вещества, удельная проводимость которых имеет промежуточное значение между удельными проводимостями металлов
8. Электрические свойства полупроводников Структура кристалла кремния Атомы кремния способны объединять свои валентные электроны с другими атомами
9. Электрические свойства полупроводников При освобождении электрона в кристаллической решетке появляется незаполненная межатомная связь. Такие «пустые» места
10. Электрические свойства полупроводников В полупроводнике имеются два типа носителей заряда – электроны и дырки, а общая
11. Электрические свойства полупроводников Структура кристалла кремния, легированного пятивалентным материалом (фосфором)
12. Электрические свойства полупроводников Атом фосфора называют донором, поскольку он отдает свой лишний электрон. Электроны в таком
13. Электрические свойства полупроводников Когда полупроводниковый материал легирован трехвалентными атомами, например атомами индия (In), то эти атомы
14. Электрические свойства полупроводников Атомы, которые вносят в полупроводник дополнительные дырки, называются акцепторами. Дырки являются основными носителями,
15. Вольт-амперная характеристика р–n-перехода Контакт двух полупроводников с различными типами проводимости называется р–n-переходом. Поскольку концентрация электронов в
16. Вольт-амперная характеристика р–n-перехода Прилегающие к р–n-переходу области образуют слой объемного заряда, обедненный основными носителями. В слое
17. Полупроводниковые диоды Полупроводниковый диод – двухполюсный прибор, имеющий один p–n-переход. Упрощенная структура диода Электрод диода, подключенный
18. Полупроводниковые диоды Область с высокой концентрацией примеси называют эмиттером. Функции эмиттера может выполнять как катод, так
19. Полупроводниковые диоды Вольт-амперная характеристика диода
20. Полупроводниковые диоды Идеальная ВАХ p–n-перехода описывается выражением , Здесь: – температурный потенциал; k –постоянная Больцмана; T
21. Полупроводниковые диоды Ток I0 называют тепловым, или обратным, током насыщения. Величина этого тока зависит от материала,
22. Полупроводниковые диоды
23. Анализ цепей с диодами Основная трудность, возникающая при анализе цепей с диодами: ВАХ диода нелинейна в
24. Анализ цепей с диодами Вольт-амперная характеристика идеального диода образована двумя отрезками прямых, совпадающих с осями координат
25. Анализ цепей с диодами Более точная модель диода:
26. Анализ цепей с диодами
27. Выпрямители Выпрямители преобразуют переменное напряжение питающей сети в пульсирующее однополярное. Основными компонентами выпрямителей служат вентили –
28. Выпрямители Напряжения на входе и выходе однополупериодного выпрямителя Среднее значение выпрямленного напряжения Максимальное обратное напряжение на
29. Выпрямители Двухполупериодный выпрямитель с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора Диоды проводят ток поочередно, каждый
30. Выпрямители Напряжение на нагрузке Средние значения тока и напряжения нагрузки ;
31. Выпрямители Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя
32. Выпрямители Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения используют специальные устройства – сглаживающие фильтры Емкостный фильтр (С-фильтр) в
33. Выпрямители Временные диаграммы напряжений и токов выпрямителя
34. Выпрямители На интервале времени t1 – t2 диод открыт и конденсатор заряжается. На интервале t2 –
35. Биполярные транзисторы Биполярный транзистор – трёхполюсный полупроводниковый прибор с двумя p–n-переходами n–p–n- транзистор
36. Биполярные транзисторы p–n–p- транзистор
37. Биполярные транзисторы Структура биполярного транзистора
38. Биполярные транзисторы Активный режим работы биполярного транзистора – коэффициент передачи тока эмиттера. У интегральных транзисторов α
39. Биполярные транзисторы Режим отсечки: В Режим насыщения: В
40. Характеристики биполярных транзисторов Входная характеристика Выходные характеристики
41. Модели биполярных транзисторов Линеаризованные характеристики биполярного транзистора
42. Модели биполярных транзисторов Модель биполярного транзистора для активного режима
43. Модели биполярных транзисторов Модель биполярного транзистора для режима насыщения Электротехника и электроника
44. Усилительный каскад на биполярном транзисторе Электротехника и электроника
45. Усилительный каскад на биполярном транзисторе Электротехника и электроника
46. Электротехника и электроника Усилительный каскад на биполярном транзисторе Анализ для постоянной составляющей
47. Усилительный каскад на биполярном транзисторе Электротехника и электроника Эквивалентная схема для постоянной составляющей Ток базы Ток
48. Электротехника и электроника Усилительный каскад на биполярном транзисторе Схема замещения для переменной составляющей Выходное напряжение
49. Полевые транзисторы Электротехника и электроника Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, в котором регулирование тока осуществляется изменением
50. Полевые транзисторы Электротехника и электроника Классификация полевых транзисторов 1. С управляющим p–n-переходом; 2. С металлическим затвором,
51. Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом Электротехника и электроника
52. Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом Электротехника и электроника Выходные характеристики
53. Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом Электротехника и электроника Передаточная характеристика При напряжении затвор-исток, равном напряжению отсечки
54. МОП-транзистор с индуцированным каналом Электротехника и электроника
55. МОП-транзистор с индуцированным каналом Электротехника и электроника Выходные характеристики Режимы полевого транзистора: - линейный; - насыщения;
56. МОП-транзистор с индуцированным каналом Электротехника и электроника Линейный (триодный) режим работы МОП-транзистора Ток стока
57. МОП-транзистор с индуцированным каналом Электротехника и электроника b – удельная крутизна МОП-транзистора: . μ – приповерхностная
58. МОП-транзистор с индуцированным каналом Электротехника и электроника При малых значениях напряжения сток-исток При малых значениях канал
59. МОП-транзистор с индуцированным каналом Электротехника и электроника Режим насыщения МОП-транзистора Ток стока
60. МОП-транзистор с индуцированным каналом Электротехника и электроника Передаточная характеристика МОП-транзистора – напряжение отсечки
61. МОП-транзистор с встроенным каналом Электротехника и электроника
62. МОП-транзистор с встроенным каналом Электротехника и электроника Выходные характеристики
63. МОП-транзистор с встроенным каналом Электротехника и электроника Передаточная характеристика
64. Модели МОП-транзисторов Электротехника и электроника Квадратиная модель МОП-транзистора
65. Модели МОП-транзисторов Электротехника и электроника Квадратичная модель МОП-транзистора или
66. Усилитель на полевом транзисторе с управляющим p–n-переходом Электротехника и электроника
67. Усилитель на МОП-транзисторе с индуцированным каналом Электротехника и электроника
68. Усилитель на МОП-транзисторе с индуцированным каналом Электротехника и электроника Схема замещения для режима малого сигнала Выходное
69. Усилители Электротехника и электроника Классификация усилителей 1.По диапазону усиливаемых частот – усилители низких частот (УНЧ), усилители
70. Усилители Электротехника и электроника Структура усилительного устройства
71. Усилители Электротехника и электроника Параметры усилителей Основной количественный параметр – коэффициент усиления (коэффициент передачи). Коэффициент усиления
72. Усилители Электротехника и электроника Коэффициент передачи усилителя – комплексная функция частоты: Зависимость модуля коэффициента усиления от
73. Усилители Электротехника и электроника Примерный вид амплитудно-частотной характеристики усилителя Полоса пропускания ограничена частотами среза и На
74. Усилители Электротехника и электроника Логарифмические частотные характеристики Коэффициент усиления удобно измерять в логарифмических единицах – децибелах:
75. Обратные связи в усилителях Электротехника и электроника Обратной связью называют процесс передачи сигнала из выходной цепи
76. Обратные связи в усилителях Электротехника и электроника Пример: усилитель, охваченный цепью обратной связи Цепь обратной связи
77. Обратные связи в усилителях Электротехника и электроника Выходное напряжение усилителя: Напряжение обратной связи – коэффициент передачи
78. Обратные связи в усилителях Электротехника и электроника Выходное напряжение Коэффициент передачи усилителя, охваченного обратной связью, Произведение
79. Дифференциальные усилители Электротехника и электроника Дифференциальный усилитель (ДУ) – симметричная схема с двумя входами и двумя
80. Дифференциальные усилители Электротехника и электроника Сигналы на входе дифференциального усилителя представляют в виде суммы дифференциальной и
81. Дифференциальные усилители Электротехника и электроника Источник сигнала на входе дифференциального усилителя можно представить эквивалентной схемой, показанной
82. Дифференциальные усилители Электротехника и электроника Параметры дифференциального усилителя Коэффициент усиления дифференциального сигнала Коэффициент усиления синфазного сигнала
83. Дифференциальный усилитель на биполярных транзисторах Электротехника и электроника
85. Скачать презентацию

Слайд 2

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА:
1. Подготовка к выполнению и защите
лабораторных работ.
2. Самостоятельное изучение

отдельных разделов курса.

Электротехника и электроника

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ: Лекции, практические задания, лабораторные работы

Слайд 3

Электротехника и электроника
ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ
Третий семестр: зачет.
Четвертый семестр: экзамен.

Слайд 4

Электротехника и электроника
Рекомендуемая литература
Новожилов, О. П. Электротехника и электроника: учебник /

О. П. Новожилов. – М.: Гардарики, 2008. – 653 с.
Довгун, В. П. Электротехника и электроника: учеб. пособие: в 2-х ч. Ч. 1 / В. П. Довгун. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 270 с.
Довгун, В. П. Электротехника и электроника: учеб. пособие: в 2-х ч. Ч. 2 / В. П. Довгун. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 252 с.

Слайд 5

Первые компьютеры

Слайд 6

Первые компьютеры

Слайд 7

Электрические свойства полупроводников
Полупроводниками называют вещества, удельная проводимость которых имеет промежуточное значение

между удельными проводимостями металлов и диэлектриков.
В отличие от металлов в полупроводниках носители заряда возникают при повышении температуры или поглощении энергии от другого источника.
В полупроводниках электропроводность осуществляется двумя различными видами движения электронов. Проводимость полупроводников можно менять в широких пределах, добавляя ничтожно малые количества примесей.

Слайд 8

Электрические свойства полупроводников
Структура кристалла кремния
Атомы кремния способны объединять свои валентные электроны

с другими атомами кремния с помощью ковалентных связей.

Слайд 9

Электрические свойства полупроводников
При освобождении электрона в кристаллической решетке появляется незаполненная межатомная

связь. Такие «пустые» места с отсутствующими электронами получили название дырок.
Возникновение дырок в кристалле полупроводника создает дополнительную возможность для переноса заряда. Дырка может быть заполнена электроном, перешедшим под действием тепловых колебаний от соседнего атома.
Последовательное заполнение свободной связи электронами эквивалентно движению дырки в направлении, противоположном движению электронов, что равносильно перемещению положительного заряда.

Слайд 10

Электрические свойства полупроводников
В полупроводнике имеются два типа носителей заряда – электроны

и дырки, а общая проводимость полупроводника является суммой электронной проводимости (n-типа) и дырочной проводимости (р-типа).
Для увеличения проводимости чистых полупроводниковых материалов применяют легирование – добавление небольших количеств посторонних элементов, называемых примесями.
Используются два типа примесей. Примеси первого типа – пятивалентные – состоят из атомов с пятью валентными электронами. Примеси второго типа – трехвалентные – состоят из атомов с тремя валентными электронами.

Слайд 11

Электрические свойства полупроводников
Структура кристалла кремния, легированного пятивалентным материалом (фосфором)

Слайд 12

Электрические свойства полупроводников
Атом фосфора называют донором, поскольку он отдает свой лишний

электрон.
Электроны в таком полупроводнике являются основными носителями, а дырки – неосновными носителями. Основные носители имеют отрицательный заряд, поэтому такой материал называется полупроводником n-типа.
В качестве донорных примесей для германия и кремния используют фосфор, мышьяк, сурьму.

Слайд 13

Электрические свойства полупроводников
Когда полупроводниковый материал легирован трехвалентными атомами, например атомами индия

(In), то эти атомы разместят свои три валентных электрона среди трех соседних атомов. Это создаст в ковалентной связи дырку.
Структура кристалла кремния, легированного трехвалентным материалом

Слайд 14

Электрические свойства полупроводников
Атомы, которые вносят в полупроводник дополнительные дырки, называются акцепторами.

Дырки являются основными носителями, а электроны – неосновными. Поскольку основные носители имеют положительный заряд, материал называется полупроводником р-типа.
В качестве акцепторных примесей в германии и кремнии используют бор, алюминий, галлий, индий.

Слайд 15

Вольт-амперная характеристика р–n-перехода
Контакт двух полупроводников с различными типами проводимости называется р–n-переходом.

Поскольку концентрация электронов в n-области значительно больше их концентрации в p-области, происходит диффузия электронов из n-области в p-область. В n-области остаются неподвижные положительно заряженные ионы доноров.
Одновременно происходит диффузия дырок из p-области в n-область. За счет этого приграничная р-область приобретает отрицательный заряд, обусловленный отрицательно заряженными ионами акцепторов.

Слайд 16

Вольт-амперная характеристика р–n-перехода
Прилегающие к р–n-переходу области образуют слой объемного заряда, обедненный

основными носителями. В слое объемного заряда возникает контактное электрическое поле Ek, препятствующее дальнейшему переходу электронов и дырок из одной области в другую.

Слайд 17

Полупроводниковые диоды
Полупроводниковый диод – двухполюсный прибор, имеющий один p–n-переход.
Упрощенная структура диода
Электрод

диода, подключенный к p-области, называют анодом (А), а электрод, подключенный к n-области – катодом (К).

Слайд 18

Полупроводниковые диоды
Область с высокой концентрацией примеси называют эмиттером. Функции эмиттера может

выполнять как катод, так и анод. Область с низкой концентрацией примесей называют базой. База имеет значительно большее объемное сопротивление, чем эмиттер.
Условное графическое обозначение диода

Слайд 19

Полупроводниковые диоды
Вольт-амперная характеристика диода

Слайд 20

Полупроводниковые диоды
Идеальная ВАХ p–n-перехода описывается выражением
, Здесь:
– температурный потенциал;
k

–постоянная Больцмана;
T – абсолютная температура в градусах Кельвина;
e – заряд электрона.
При комнатной температуре (20°C) . Для упрощения расчетов полагают, что при комнатной температуре .

Слайд 21

Полупроводниковые диоды
Ток I0 называют тепловым, или обратным, током насыщения. Величина этого

тока зависит от материала, площади p–n-перехода и от температуры.
Типичные значения I0 : от 10-12 до 10-16 А. Обратный ток диода зависит от температуры. У кремниевых диодов он удваивается при увеличении температуры приблизительно на 7 °С. На практике считают, что обратный ток кремниевых диодов увеличивается в 2,5 раза при увеличении температуры на каждые 10 °С.

Слайд 22

Полупроводниковые диоды

Слайд 23

Анализ цепей с диодами
Основная трудность, возникающая при анализе цепей с диодами:
ВАХ

диода нелинейна в середине рабочей области.

Простейшую модель диода можно получить, полагая прямое напряжение и обратный ток равными нулю. Такой элемент называют идеальным диодом.

Поведение идеального диода описывается уравнениями:

Мощность идеального диода при любой полярности приложенного напряжения равна нулю:

Слайд 24

Анализ цепей с диодами
Вольт-амперная характеристика идеального диода образована двумя отрезками прямых,

совпадающих с осями координат U, I.

Когда диод смещен в прямом направлении, он эквивалентен короткому замыканию.

При обратном напряжении идеальный диод подобен разрыву.

Слайд 25

Анализ цепей с диодами
Более точная модель диода:

Слайд 26

Анализ цепей с диодами

Слайд 27

Выпрямители
Выпрямители преобразуют переменное напряжение питающей сети в пульсирующее однополярное.

Основными

компонентами выпрямителей служат вентили – элементы с явно выраженной нелинейной ВАХ. В качестве таких элементов используют кремниевые диоды.

Однополупериодный выпрямитель

Слайд 28

Выпрямители
Напряжения на входе и выходе однополупериодного выпрямителя

Среднее значение выпрямленного напряжения
Максимальное

обратное напряжение на диоде

Слайд 29

Выпрямители
Двухполупериодный выпрямитель с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора

Диоды

проводят ток поочередно, каждый в течение полупериода.

В положительный полупериод открыт диод VD1, а в отрицательный – диод VD2.

Слайд 30

Выпрямители
Напряжение на нагрузке

Средние значения тока и напряжения нагрузки
;

Слайд 31

Выпрямители
Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя

Слайд 32

Выпрямители
Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения используют специальные устройства – сглаживающие фильтры

Емкостный фильтр (С-фильтр) в схеме однополупериодного выпрямителя

Сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения происходит за счет периодической зарядки конденсатора С (когда напряжение на вторичной обмотке трансформатора превышает напряжение на нагрузке) и последующей его разрядки на сопротивление нагрузки

Слайд 33

Выпрямители
Временные диаграммы напряжений и токов выпрямителя

Слайд 34

Выпрямители
На интервале времени t1 – t2 диод открыт и конденсатор заряжается.

На интервале t2 – t3 диод закрыт и конденсатор разряжается через сопротивление Rн

Амплитуда пульсаций выпрямленного напряжения

- частота входного напряжения

Амплитуда пульсаций напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя

Слайд 35

Биполярные транзисторы
Биполярный транзистор – трёхполюсный
полупроводниковый прибор с двумя p–n-переходами
n–p–n- транзистор

Слайд 36

Биполярные транзисторы
p–n–p- транзистор

Слайд 37

Биполярные транзисторы
Структура биполярного транзистора

Слайд 38

Биполярные транзисторы
Активный режим работы биполярного транзистора
– коэффициент передачи тока эмиттера.
У интегральных

транзисторов α = 0.99–0.995

Слайд 39

Биполярные транзисторы
Режим отсечки:
В
Режим насыщения:
В

Слайд 40

Характеристики биполярных транзисторов
Входная характеристика
Выходные характеристики

Слайд 41

Модели биполярных транзисторов
Линеаризованные характеристики биполярного транзистора

Слайд 42

Модели биполярных транзисторов
Модель биполярного транзистора для активного режима

Слайд 43

Модели биполярных транзисторов
Модель биполярного транзистора для режима насыщения
Электротехника и электроника

Слайд 44

Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Электротехника и электроника

Слайд 45

Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Электротехника и электроника

Слайд 46

Электротехника и электроника
Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Анализ для постоянной составляющей

Слайд 47

Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Электротехника и электроника
Эквивалентная схема для постоянной составляющей
Ток

базы

Ток коллектора

Слайд 48

Электротехника и электроника
Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Схема замещения для переменной составляющей
Выходное

напряжение

Слайд 49

Полевые транзисторы
Электротехника и электроника
Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, в

котором регулирование тока осуществляется изменением проводимости проводящего канала с помощью поперечного электрического поля
Электроды полевого транзистора – исток (И), сток (С) и затвор (З).
Управляющее напряжение прикладывается
между затвором и истоком

Слайд 50

Полевые транзисторы
Электротехника и электроника
Классификация полевых транзисторов
1. С управляющим p–n-переходом;
2.

С металлическим затвором, изолированным от канала диэлектриком.
Приборы второго типа называют МОП-транзисторами.

Слайд 51

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом
Электротехника и электроника

Слайд 52

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом
Электротехника и электроника
Выходные характеристики

Слайд 53

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом
Электротехника и электроника
Передаточная характеристика
При напряжении затвор-исток, равном

напряжению отсечки ток стока близок к нулю.
У n-канального ПТ напряжение затвор-исток отрицательно.

Слайд 54

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника

Слайд 55

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Выходные характеристики
Режимы полевого транзистора:
- линейный;
- насыщения;
-

отсечки.

Слайд 56

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Линейный (триодный) режим работы МОП-транзистора
Ток

стока

Слайд 57

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
b – удельная крутизна МОП-транзистора:
.
μ

– приповерхностная подвижность носителей,
– удельная емкость затвор-канал,
L – длина, W – ширина канала.

Слайд 58

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
При малых значениях напряжения сток-исток
При

малых значениях канал МОП-транзистора эквивалентен линейному резистору.
Величина – проводимость канала
Сопротивление канала:

Слайд 59

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Режим насыщения МОП-транзистора
Ток стока

Слайд 60

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Передаточная характеристика МОП-транзистора
– напряжение отсечки

Слайд 61

МОП-транзистор с встроенным каналом
Электротехника и электроника

Слайд 62

МОП-транзистор с встроенным каналом
Электротехника и электроника
Выходные характеристики

Слайд 63

МОП-транзистор с встроенным каналом
Электротехника и электроника
Передаточная характеристика

Слайд 64

Модели МОП-транзисторов
Электротехника и электроника
Квадратиная модель МОП-транзистора

Слайд 65

Модели МОП-транзисторов
Электротехника и электроника
Квадратичная модель МОП-транзистора
или

Слайд 66

Усилитель на полевом транзисторе
с управляющим p–n-переходом
Электротехника и электроника

Слайд 67

Усилитель на МОП-транзисторе
с индуцированным каналом
Электротехника и электроника

Слайд 68

Усилитель на МОП-транзисторе
с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Схема замещения для режима

малого сигнала

Выходное напряжение
Коэффициент усиления переменной составляющей напряжения

Слайд 69

Усилители
Электротехника и электроника
Классификация усилителей
1.По диапазону усиливаемых частот – усилители низких

частот (УНЧ), усилители постоянного тока (УПТ), усилители высоких частот (УВЧ), избирательные усилители.
2.По функциональному назначению – усилители напряжения, тока, мощности.
3.По характеру усиливаемого сигнала – усилители непрерывных и импульсных сигналов.

Слайд 70

Усилители
Электротехника и электроника
Структура усилительного устройства

Слайд 71

Усилители
Электротехника и электроника
Параметры усилителей
Основной количественный параметр – коэффициент усиления
(коэффициент передачи).
Коэффициент

усиления напряжения
Коэффициент усиления тока
Коэффициент усиления мощности

Слайд 72

Усилители
Электротехника и электроника
Коэффициент передачи усилителя – комплексная функция частоты:
Зависимость модуля

коэффициента усиления от частоты называют амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ).
зависимость аргумента коэффициента усиления от частоты – фазочастотная характеристика (ФЧХ).

Слайд 73

Усилители
Электротехника и электроника
Примерный вид амплитудно-частотной характеристики усилителя
Полоса пропускания ограничена частотами среза

и
На частотах среза коэффициент усиления напряжения составляет , а коэффициент усиления мощности равен .

Слайд 74

Усилители
Электротехника и электроника
Логарифмические частотные характеристики
Коэффициент усиления удобно измерять в логарифмических единицах

– децибелах:

Если АЧХ усилителя построена в логарифмическом масштабе, ее называют логарифмической амплитудно-частотной характеристикой (ЛАЧХ или ЛАХ).

Слайд 75

Обратные связи в усилителях
Электротехника и электроника
Обратной связью называют процесс передачи сигнала

из выходной цепи во входную.
Цепь, обеспечивающую эту передачу, называют цепью обратной связи.
Петля, или контур обратной связи, состоит из прямого пути, образуемого активным элементом, и обратного пути, образуемого цепью обратной связи.

Слайд 76

Обратные связи в усилителях
Электротехника и электроника
Пример: усилитель, охваченный цепью обратной связи
Цепь

обратной связи – делитель напряжения, образованный резисторами , .

Слайд 77

Обратные связи в усилителях
Электротехника и электроника
Выходное напряжение усилителя:
Напряжение обратной связи
–

коэффициент передачи цепи обратной
связи.
Напряжение на входе усилителя

Слайд 78

Обратные связи в усилителях
Электротехника и электроника
Выходное напряжение
Коэффициент передачи усилителя, охваченного обратной

связью,
Произведение – коэффициент петлевого усиления,
Величина – глубина обратной связи

Слайд 79

Дифференциальные усилители
Электротехника и электроника
Дифференциальный усилитель (ДУ) – симметричная схема с двумя

входами и двумя выходами

Слайд 80

Дифференциальные усилители
Электротехника и электроника
Сигналы на входе дифференциального усилителя представляют в виде

суммы дифференциальной и синфазной составляющих:

Дифференциальный сигнал равен разности входных напряжений:
,
а синфазный – их полусумме:

Слайд 81

Дифференциальные усилители
Электротехника и электроника
Источник сигнала на входе дифференциального усилителя можно представить

эквивалентной схемой, показанной на рисунке

Слайд 82

Дифференциальные усилители
Электротехника и электроника
Параметры дифференциального усилителя
Коэффициент усиления дифференциального сигнала
Коэффициент усиления синфазного

сигнала
Коэффициент ослабления синфазного сигнала:

Слайд 83

Электроника и схемотехника

Содержание

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА: 1. Подготовка к выполнению и защите лабораторных работ. 2. Самостоятельное изучение

Электротехника и электроникаИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ Третий семестр: зачет.Четвертый семестр: экзамен.

Электротехника и электроникаРекомендуемая литератураНовожилов, О. П. Электротехника и электроника: учебник /

Первые компьютеры

Первые компьютеры

Электрические свойства полупроводников Полупроводниками называют вещества, удельная проводимость которых имеет промежуточное значение

Электрические свойства полупроводниковСтруктура кристалла кремнияАтомы кремния способны объединять свои валентные электроны

Электрические свойства полупроводников При освобождении электрона в кристаллической решетке появляется незаполненная межатомная

Электрические свойства полупроводников В полупроводнике имеются два типа носителей заряда – электроны

Электрические свойства полупроводниковСтруктура кристалла кремния, легированного пятивалентным материалом (фосфором)

Электрические свойства полупроводников Атом фосфора называют донором, поскольку он отдает свой лишний

Электрические свойства полупроводников Когда полупроводниковый материал легирован трехвалентными атомами, например атомами индия

Электрические свойства полупроводников Атомы, которые вносят в полупроводник дополнительные дырки, называются акцепторами.

Вольт-амперная характеристика р–n-перехода Контакт двух полупроводников с различными типами проводимости называется р–n-переходом.

Вольт-амперная характеристика р–n-переходаПрилегающие к р–n-переходу области образуют слой объемного заряда, обедненный

Полупроводниковые диоды Полупроводниковый диод – двухполюсный прибор, имеющий один p–n-переход. Упрощенная структура диодаЭлектрод

Полупроводниковые диоды Область с высокой концентрацией примеси называют эмиттером. Функции эмиттера может

Полупроводниковые диоды Вольт-амперная характеристика диода

Полупроводниковые диоды Идеальная ВАХ p–n-перехода описывается выражением, Здесь: – температурный потенциал; k

Полупроводниковые диоды Ток I0 называют тепловым, или обратным, током насыщения. Величина этого

Полупроводниковые диоды

Анализ цепей с диодами Основная трудность, возникающая при анализе цепей с диодами: ВАХ

Анализ цепей с диодами Вольт-амперная характеристика идеального диода образована двумя отрезками прямых,

Анализ цепей с диодамиБолее точная модель диода:

Анализ цепей с диодами

Выпрямители Выпрямители преобразуют переменное напряжение питающей сети в пульсирующее однополярное. Основными

Выпрямители Напряжения на входе и выходе однополупериодного выпрямителя Среднее значение выпрямленного напряженияМаксимальное

Выпрямители Двухполупериодный выпрямитель с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора Диоды

Выпрямители Напряжение на нагрузке Средние значения тока и напряжения нагрузки;

Выпрямители Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя

Выпрямители Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения используют специальные устройства – сглаживающие фильтры

ВыпрямителиВременные диаграммы напряжений и токов выпрямителя

Выпрямители На интервале времени t1 – t2 диод открыт и конденсатор заряжается.

Биполярные транзисторы Биполярный транзистор – трёхполюсный полупроводниковый прибор с двумя p–n-переходамиn–p–n- транзистор

Биполярные транзисторыp–n–p- транзистор

Биполярные транзисторыСтруктура биполярного транзистора

Биполярные транзисторыАктивный режим работы биполярного транзистора– коэффициент передачи тока эмиттера.У интегральных

Биполярные транзисторыРежим отсечки:ВРежим насыщения: В

Характеристики биполярных транзисторовВходная характеристикаВыходные характеристики

Модели биполярных транзисторовЛинеаризованные характеристики биполярного транзистора

Модели биполярных транзисторов Модель биполярного транзистора для активного режима

Модели биполярных транзисторов Модель биполярного транзистора для режима насыщенияЭлектротехника и электроника

Усилительный каскад на биполярном транзистореЭлектротехника и электроника

Усилительный каскад на биполярном транзистореЭлектротехника и электроника

Электротехника и электроника Усилительный каскад на биполярном транзистореАнализ для постоянной составляющей

Усилительный каскад на биполярном транзистореЭлектротехника и электроникаЭквивалентная схема для постоянной составляющейТок

Электротехника и электроника Усилительный каскад на биполярном транзисторе Схема замещения для переменной составляющейВыходное

Полевые транзисторы Электротехника и электроника Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, в

Полевые транзисторы Электротехника и электроника Классификация полевых транзисторов1. С управляющим p–n-переходом;2.

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходомЭлектротехника и электроника

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходомЭлектротехника и электроникаВыходные характеристики

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходомЭлектротехника и электроникаПередаточная характеристикаПри напряжении затвор-исток, равном

МОП-транзистор с индуцированным каналомЭлектротехника и электроника

МОП-транзистор с индуцированным каналомЭлектротехника и электроникаВыходные характеристикиРежимы полевого транзистора:- линейный;- насыщения;-

МОП-транзистор с индуцированным каналомЭлектротехника и электроникаЛинейный (триодный) режим работы МОП-транзистора Ток

МОП-транзистор с индуцированным каналомЭлектротехника и электроникаb – удельная крутизна МОП-транзистора:. μ

МОП-транзистор с индуцированным каналомЭлектротехника и электроникаПри малых значениях напряжения сток-исток При

МОП-транзистор с индуцированным каналомЭлектротехника и электроникаРежим насыщения МОП-транзистораТок стока

МОП-транзистор с индуцированным каналомЭлектротехника и электроникаПередаточная характеристика МОП-транзистора– напряжение отсечки

МОП-транзистор с встроенным каналомЭлектротехника и электроника

МОП-транзистор с встроенным каналомЭлектротехника и электроникаВыходные характеристики

МОП-транзистор с встроенным каналомЭлектротехника и электроникаПередаточная характеристика

Модели МОП-транзисторовЭлектротехника и электроникаКвадратиная модель МОП-транзистора

Модели МОП-транзисторовЭлектротехника и электроникаКвадратичная модель МОП-транзистораили

Усилитель на полевом транзисторе с управляющим p–n-переходомЭлектротехника и электроника

Усилитель на МОП-транзисторе с индуцированным каналомЭлектротехника и электроника

Усилитель на МОП-транзисторе с индуцированным каналомЭлектротехника и электроникаСхема замещения для режима

УсилителиЭлектротехника и электроникаКлассификация усилителей 1.По диапазону усиливаемых частот – усилители низких

УсилителиЭлектротехника и электроникаСтруктура усилительного устройства

УсилителиЭлектротехника и электроникаПараметры усилителейОсновной количественный параметр – коэффициент усиления (коэффициент передачи).Коэффициент

УсилителиЭлектротехника и электроникаКоэффициент передачи усилителя – комплексная функция частоты: Зависимость модуля

УсилителиЭлектротехника и электроникаПримерный вид амплитудно-частотной характеристики усилителяПолоса пропускания ограничена частотами среза

УсилителиЭлектротехника и электроникаЛогарифмические частотные характеристикиКоэффициент усиления удобно измерять в логарифмических единицах

Обратные связи в усилителяхЭлектротехника и электроникаОбратной связью называют процесс передачи сигнала

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА:
1. Подготовка к выполнению и защите
лабораторных работ.
2. Самостоятельное изучение

Электротехника и электроника
ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ
Третий семестр: зачет.
Четвертый семестр: экзамен.

Электротехника и электроника
Рекомендуемая литература
Новожилов, О. П. Электротехника и электроника: учебник /

Электрические свойства полупроводников
Полупроводниками называют вещества, удельная проводимость которых имеет промежуточное значение

Электрические свойства полупроводников
Структура кристалла кремния
Атомы кремния способны объединять свои валентные электроны

Электрические свойства полупроводников
При освобождении электрона в кристаллической решетке появляется незаполненная межатомная

Электрические свойства полупроводников
В полупроводнике имеются два типа носителей заряда – электроны

Электрические свойства полупроводников
Структура кристалла кремния, легированного пятивалентным материалом (фосфором)

Электрические свойства полупроводников
Атом фосфора называют донором, поскольку он отдает свой лишний

Электрические свойства полупроводников
Когда полупроводниковый материал легирован трехвалентными атомами, например атомами индия

Электрические свойства полупроводников
Атомы, которые вносят в полупроводник дополнительные дырки, называются акцепторами.

Вольт-амперная характеристика р–n-перехода
Контакт двух полупроводников с различными типами проводимости называется р–n-переходом.

Вольт-амперная характеристика р–n-перехода
Прилегающие к р–n-переходу области образуют слой объемного заряда, обедненный

Полупроводниковые диоды
Полупроводниковый диод – двухполюсный прибор, имеющий один p–n-переход.
Упрощенная структура диода
Электрод

Полупроводниковые диоды
Область с высокой концентрацией примеси называют эмиттером. Функции эмиттера может

Полупроводниковые диоды
Вольт-амперная характеристика диода

Полупроводниковые диоды
Идеальная ВАХ p–n-перехода описывается выражением
, Здесь:
– температурный потенциал;
k

Полупроводниковые диоды
Ток I0 называют тепловым, или обратным, током насыщения. Величина этого

Анализ цепей с диодами
Основная трудность, возникающая при анализе цепей с диодами:
ВАХ

Анализ цепей с диодами
Вольт-амперная характеристика идеального диода образована двумя отрезками прямых,

Анализ цепей с диодами
Более точная модель диода:

Выпрямители
Выпрямители преобразуют переменное напряжение питающей сети в пульсирующее однополярное.

Основными

Выпрямители
Напряжения на входе и выходе однополупериодного выпрямителя

Среднее значение выпрямленного напряжения
Максимальное

Выпрямители
Двухполупериодный выпрямитель с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора

Диоды

Выпрямители
Напряжение на нагрузке

Средние значения тока и напряжения нагрузки
;

Выпрямители
Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя

Выпрямители
Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения используют специальные устройства – сглаживающие фильтры

Выпрямители
Временные диаграммы напряжений и токов выпрямителя

Выпрямители
На интервале времени t1 – t2 диод открыт и конденсатор заряжается.

Биполярные транзисторы
Биполярный транзистор – трёхполюсный
полупроводниковый прибор с двумя p–n-переходами
n–p–n- транзистор

Биполярные транзисторы
p–n–p- транзистор

Биполярные транзисторы
Структура биполярного транзистора

Биполярные транзисторы
Активный режим работы биполярного транзистора
– коэффициент передачи тока эмиттера.
У интегральных

Биполярные транзисторы
Режим отсечки:
В
Режим насыщения:
В

Характеристики биполярных транзисторов
Входная характеристика
Выходные характеристики

Модели биполярных транзисторов
Линеаризованные характеристики биполярного транзистора

Модели биполярных транзисторов
Модель биполярного транзистора для активного режима

Модели биполярных транзисторов
Модель биполярного транзистора для режима насыщения
Электротехника и электроника

Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Электротехника и электроника

Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Электротехника и электроника

Электротехника и электроника
Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Анализ для постоянной составляющей

Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Электротехника и электроника
Эквивалентная схема для постоянной составляющей
Ток

Электротехника и электроника
Усилительный каскад на биполярном транзисторе
Схема замещения для переменной составляющей
Выходное

Полевые транзисторы
Электротехника и электроника
Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, в

Полевые транзисторы
Электротехника и электроника
Классификация полевых транзисторов
1. С управляющим p–n-переходом;
2.

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом
Электротехника и электроника

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом
Электротехника и электроника
Выходные характеристики

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом
Электротехника и электроника
Передаточная характеристика
При напряжении затвор-исток, равном

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Выходные характеристики
Режимы полевого транзистора:
- линейный;
- насыщения;
-

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Линейный (триодный) режим работы МОП-транзистора
Ток

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
b – удельная крутизна МОП-транзистора:
.
μ

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
При малых значениях напряжения сток-исток
При

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Режим насыщения МОП-транзистора
Ток стока

МОП-транзистор с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Передаточная характеристика МОП-транзистора
– напряжение отсечки

МОП-транзистор с встроенным каналом
Электротехника и электроника

МОП-транзистор с встроенным каналом
Электротехника и электроника
Выходные характеристики

МОП-транзистор с встроенным каналом
Электротехника и электроника
Передаточная характеристика

Модели МОП-транзисторов
Электротехника и электроника
Квадратиная модель МОП-транзистора

Модели МОП-транзисторов
Электротехника и электроника
Квадратичная модель МОП-транзистора
или

Усилитель на полевом транзисторе
с управляющим p–n-переходом
Электротехника и электроника

Усилитель на МОП-транзисторе
с индуцированным каналом
Электротехника и электроника

Усилитель на МОП-транзисторе
с индуцированным каналом
Электротехника и электроника
Схема замещения для режима

Усилители
Электротехника и электроника
Классификация усилителей
1.По диапазону усиливаемых частот – усилители низких

Усилители
Электротехника и электроника
Структура усилительного устройства

Усилители
Электротехника и электроника
Параметры усилителей
Основной количественный параметр – коэффициент усиления
(коэффициент передачи).
Коэффициент

Усилители
Электротехника и электроника
Коэффициент передачи усилителя – комплексная функция частоты:
Зависимость модуля

Усилители
Электротехника и электроника
Примерный вид амплитудно-частотной характеристики усилителя
Полоса пропускания ограничена частотами среза

Усилители
Электротехника и электроника
Логарифмические частотные характеристики
Коэффициент усиления удобно измерять в логарифмических единицах

Обратные связи в усилителях
Электротехника и электроника
Обратной связью называют процесс передачи сигнала