АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Читайте также:
  1. V. Расчет и построение скоростной характеристики ТЭД, отнесенной к ободу колеса электровоза.
  2. VI. Расчет и построение электротяговой характеристики ТЭД, отнесенной к ободу колеса электровоза.
  3. VII. Расчет и построение тяговой характеристики электровоза.
  4. Автомобильный транспорт, его основные характеристики и показатели.
  5. Акустические характеристики звукопоглощающих материалов
  6. Акустическое поле и его характеристики
  7. Алюминотермическое восстановление оксидов металлов. Характеристики алюминотермического процесса.
  8. В виде уравнения характеристики крупности.
  9. Важнейшие характеристики уверенного поведения
  10. Варистори та їх основні характеристики.
  11. Вибір параметрів і технічні характеристики бурових вишок
  12. Виды и основные характеристики каналов распределения

Основными вольт-амперными характеристиками полевого транзистора являются входная, выходная и проходная характеристики, представленные на рис.4. Входная характеристика – зависимость тока затвора Iз от напряжения между затвором и истоком Uзи – приведена на рис.4,а. Она представляет собой обычную вольт-амперную характеристику полупроводникового диода и практически не зависит от напряжения сток исток Uси. Обычно полевой транзистор работает при закрытом p–n-переходе, поэтому ток затвора очень мал.

 

Рис.4. Вольт-амперные характеристики полевого транзистора с управляющим pn-переходом: а) входная, б) выходная; цифрами отмечены: 1– крутая область; 2– пологая область (область насыщения), 3– область пробоя; в) проходная
Uзи1<0
Uси
Iс
Uс нас3
б)
А
Uзи2<Uзи1
Uзи0=0
Uзи3<Uзи2
Uс нас1
Uс нас2
Uс пробоя2
Iс0
Uс нас0
Uзи
Iз
а)
Uотс
Uзи
Iс
линейный участок
в)
Iс 0
 
область отсечки

2.3. Одиночные усилительные каскады на биполярных
и полевых транзисторах

 

Усилителем электрических сигналов называется устройство, предназна- ченное для увеличения мощности сигнала, поданного на его вход. Процесс уси- ления основан на преобразовании активным элементом (биполярным, полевым транзистором) энергии источника постоянного напряжения в энергию перемен- ного напряжения на нагрузке при изменении сопротивления активного элемен- та под действием входного сигнала.

Усилители сигналов являются базовыми устройствами для построения

сложных аналоговых электронных устройств. В зависимости от того, какой электрод транзистора является общим для входной и выходной цепей, разли- чают три схемы включения для биполярных (БТ) и полевых транзисторов (ПТ) соответственно: с общей базой или общим затвором (ОБ или ОЗ); с общим эмиттером или общим истоком (ОЭ или ОИ); общим коллектором или общим стоком (ОК или ОС). Работа усилительных устройств описывается рядом пара- метров и характеристик.

Коэффициент усиления, или коэффициент передачи,– отношение ам-



плитуды выходного сигнала к амплитуде входного в установившемся режиме при гармоническом входном сигнале. Сигнал может описываться напряжением, током или мощностью, поэтому различают:

коэффициент усиления по напряжению Кu= Uвых/Uвх; коэффициент усиления по току Кi= Iвых/Iвх; коэффициент усиления по мощности Кр = Рвых/Рвх.

Для многокаскадных усилителей коэффициент усиления определяется

произведением коэффициентов усиления отдельных каскадов, выраженных в абсолютных единицах:

Кu= Кu1 Кu2 Кun(раз)

или суммой коэффициентов усиления, выраженных в децибелах:

Кu= Кu1 + Кu2 + +Кun(дБ).

Входное сопротивление усилителя(полное Zвх или резистивное Rвх) представляет собой сопротивление между входными зажимами усилителя и оп- ределяется отношением амплитуды входного напряжения к амплитуде входно-


 

го тока:


 

Zвх


=Uвх


Iвх . Характер входного сопротивления зависит от диапазо-


на усиливаемых частот.

Выходное сопротивление(полное Zвых или резистивное Rвых) опреде- ляют между выходными зажимами при отключенном сопротивлении нагрузки как отношение амплитуды выходного напряжения к амплитуде выходного тока:


Zвых = Uвых / Iвых.

Коэффициент демпфирования– отношение сопротивления нагрузки к

выходному сопротивлению усилителя: Кд = Rн / Rвых. Значение этого парамет-

ра лежит в пределах от 10 до 100.

Выходная мощность– мощность гармонического сигнала на выходе усилителя при работе на расчетную нагрузку и заданном коэффициенте гармо-


вых
ник или нелинейных искажений:


Pвых


=U2 m/ 2Rн .


Коэффициент полезного действия(КПД) – отношение выходной мощ-

ности, отдаваемой усилителем в нагрузку, к общей мощности, потребляемой от

источника питания: = (Рвых / Р0)100 %.

Чувствительность(номинальное входное напряжение) – амплитуда на-

пряжения сигнала, который нужно подать на вход усилителя, чтобы получить на выходе сигнал с заданной мощностью.

Динамический диапазон– отношение наибольшего допустимого значе-

ния входного напряжения к его наименьшему допустимому значению:

D = Uвх max/Uвх min.

Диапазон усиливаемых частот(полоса пропускания) – разность между

верхней и нижней граничными частотами: f = fв – fн, в которой коэффициент усиления изменяется по определенному закону с заданной точностью.

Коэффициент гармоникоценивает нелинейные искажения усилителя в

процентах:


К = P2 P3 KPn

P1


 

100 % ,


где P1, P2, , Pn– мощности гармонических составляющих выходного сиг- нала (nf1) при синусоидальном входном сигнале частотой f1. Источником нели- нейных искажений являются нелинейность вольт-амперных характеристик

(ВАХ) активных элементов усилителя, а также ограниченное значение напря-

жения питания. Это приводит к искажению формы сигнала и появлению выс- ших гармонических составляющих в спектре выходного сигнала при действии на входе гармонического сигнала.

Линейные искаженияопределяются зависимостями параметров транзи- сторов от частоты и реактивными элементами усилительных устройств. Линей- ные искажения бывают трех видов: частотные, фазовые и переходные.

Амплитудная характеристика(АХ) – это зависимость амплитуды (или

действующего значения) напряжения первой гармоники выходного сигнала от


амплитуды (или действующего значения) напряжения гармонического входно- го сигнала (рис. 3.1). Для идеального усилителя АХ линейна и проходит через начало координат (штриховая линия), наклон характеристики к оси абсцисс оп-


ределяется коэффициентом усиления


Uвых


=Ku*Uвх .


 

 

Рис. 3.1

 

Амплитудно-частотная характеристика(АЧХ) определяет зависимость

модуля коэффициента усиления от частоты гармонического сигнала на входе

усилителя. На рис. 3.2 представлена типичная АЧХ резистивного усилителя.

 

 

Рис. 3.2

 

Переходная характеристика(ПХ) устанавливает зависимость мгновенно- го значения напряжения на выходе усилителя от времени при бесконечно быст- ром скачкообразном изменении входного сигнала. ПХ оценивает искажения формы усиливаемых импульсных сигналов, которые обусловлены реактивными элемен- тами схемы усилителя. На рис. 3.3 пред- ставлена нормированная ПХ усилителя.

 


 

1. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

 

Лицевая панель лабораторного стенда, используемого для исследования полупроводниковых приборов, представлена на рис. 1.1

 

Рис. 1.1

 

Цифры около положительных выводов миллиамперметров и вольтметров означают предел измерения шкалы прибора в миллиамперах и вольтах соответственно, если прибор включен в схему данным выводом.

Внешний вид панели для коммутации измерительных схем показан на

рис. 1.2. Панель имеет несколько полей, обозначенных цифрами (см. рис.1.2):

1 – входные и выходные клеммы управляемого источника тока; 2 – входные и выходные клеммы управляемого источника напряжения с ограничением выходного тока ( Imax= 20 мА); 3 – поле для исследования динамических характеристик полупроводниковых диодов; 4 – поле для исследования статических вольт-амперных характеристик (ВАХ) полупроводниковых диодов; 5 – поле для исследования статических ВАХ биполярных (БТ) и полевых транзисторов(ПТ); 6 – поле для исследования характеристик оптопар.

 

Рис.1.2

 

Панель для коммутации измерительных схем представляет собой набор

клемм, к которым подключены внутренние управляемые источник тока и источник напряжения с ограничением выходного тока, а также электрически соединенных между собой клемм, что обозначено черными линиями. Это дает возможность с помощью внешних проводников собрать в соответствии с методическими указаниями необходимые для проведения экспериментальных исследований схемы. Внешние измерительные приборы коммутируются к клеммам, между которыми зеленым цветом показано условное графическое обозначение миллиамперметра или вольтметра. При сборке схемы необходимо придерживаться следующего правила: положительные выводы источников напряжения и измерительных приборов коммутируются к гнездам панели проводниками красного цвета, а отрицательные – синего цвета. Это позволит облегчить самоконтроль правильности сборки схемы, а также контроль со стороны преподавателя или инженерного состава. Исследуемые полупроводниковые приборы включаются в схему с помощью внешнего разъема, место включения которого выделено на панели штриховой линией зеленого цвета.

Регулируемые источники постоянного напряжения могут обеспечить максимальный ток нагрузки Imax=100 мА .Для ряда полупроводниковых приборов эта величина значительно превышает максимально допустимый ток. Во избежание случайного выхода из строя таких приборов при исследованиях рекомендуется осуществлять подачу напряжения через источник напряжения с ограничением выходного тока ( Imax= 20 мА). При этом необходимо контролировать величину тока с помощью миллиамперметра.

При проведении исследований статических характеристик ряда приборов удобнее задавать изменение тока, а не напряжения. В этом случае регулируемый источник напряжения включается в схему через управляемый источник тока, который имеет три диапазона изменения тока (0...1 мА, 0...20 мА,0...100 мА ). Выбор одного из диапазонов осуществляется подключением питающего источника напряжения и нагрузки к соответствующему входу и выходу источника тока. Диапазон изменения тока выбирается исходя из максимально допустимых параметров исследуемого полупроводникового прибора.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.032 сек.)