Полевой транзистор с индуцированным каналом.

Металлический затвор и полупроводниковый токовый канал образуют конденсатор.. Изменение напряжения, приложенного к такому конденсатору вызывает значительное перераспределение зарядов в его полупроводниковом электроде, ведущие к изменению проводимости канала.

Канал м.б. создан технологическим путем или образован поданным на затвор напряжением.

В первом случае его называют встроенным, а во втором индуцированным.

Усилительные свойства полевого транзистора полностью определяются семейством выходных статических характеристик, снятых в схеме с общим истоком.

Выделяют 2 области:

1)Малых напряжений - стоковый ток пропорц. напряжению сток-исток и транзистор можно рассмотреть как резистор, управляемый напряжением .

2)Больших напряжений – когда , почти не зависит от и транзистор ведети себя как источник тока управляемый тем же .

При каком то , вблизи затвора проявляется проводящий канал, т.е. появляется

окислитель

При , т.к. один из смещен в обратном направлении.

Пусть >0 вблизи затвора появляется проводящий канал, т.е. появляется ток стока.

-пороговое напряжение.

Условные обозначения полевых транзисторов

Сравнение полевых и биполярных транзисторов

Преимущества полевых перед биполярными

1)большее входное сопротивление( , против )

2)Меньшая зависимость параметров от температуры

3)Полевые транзисторы со встроенным каналом могут работать в двух режимах: в

режиме обогащения и в режиме обеднения канала носителями заряда.

4)Проще технология

5)Выше радиационная стойкость

Недостатки полевых транзисторов

1)Меньшая мощность.

2)Небольшая крутизна. ( )

3)Большая входная емкость.

4)Большее время переключения.

Электронные приборы как линейные 4х полюсники

Токи и напряжения-переменные составляющие , т.е. их изменения.

Эти изменения считаются не большими. Потому характеристики можно лианизировать (т.е. будут линейными).

-система z-параметров

(размерность сопротивления)

Применение системы Y-параметров.

-система y-параметров

(размерность проводимости)

Применение на практике системы h-параметров:

h-параметры для схемы с общим эммитером:

= - входное сопротивление при (постоянное напряж. На коллекторе)

= – при обратной связи по напряжению при

= -коэфф увеличения по току при

в схеме сообщ. эммитер.

= –выходная проводимость при постоянном токе базы.

h-параметр для схем с общей базой

( - коэфф усиления по току)

;

Маркировка полупроводниковых приборов

По ГОСТу она состоит из 4х элементов:

1) Буква или число обозначающее исходный материал

Г или 1- Ge (германий)

К или 2 - Si (кремний)

А или 3 – GaAs (арсенит галия)

2) Буква указывающая класс прибора

Д – диод

Т – транзистор

В – варикап

С – стабилитрон

А – СВЧ диоды.

3) Число указывающее на классификацию прибора по электронным свойствам:

Частота Мощн.	Низ.	Сред.	Выс.
Низкие
Средние
Высокие

4)Двузначное число, характеризующее разновидность прибора.

В конце м.б. одни буквы модификации прибора.

Пример: КТ361 – кремниевый транзистор высокой частоты низкой мощности.

Интегральные микросхемы.

Появились в начале 60х годов.

· Интегральные микросхемы – микроэлектронные изделия, выполняющие определенную функцию при образовании и обработке сигнала и имеющие высокую плотность элементов, которые рассматриваются как единое целое.

· Если все элементы выполнены в объеме и на поверхности полупроводника, то микросхема называется полупроводниковой.

· Если все элементы и соединения выполнены в виде пленок то микросхема называется пленочной.

Основная характеристика микросхем – степень интеграции- число компонентов на одной микросхеме.

Если до 10 – 1 степень интеграции

собственные интегральные микросхемы (ИМС)

Если от 10 до 100 – 2я степень

Если элементов 100 1000 3я степень- средние интегральные схемы (СИС)

– 4я степень – большие интегральные схемы (БИС)

– 5я степень – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС)

Особенности полупроводниковых микросхем

1.Отсутствие индуктивности

2.Применение лишь малых емкостей ( до 10ков пеФ)

3.Малое сопротивление резисторов.

4. Малая точность номинальных значений параметров транзисторов и резисторов

На одной микросхеме точность параметров до 1% (1% не мен. При изменении температуры)

Т.к. размеры элементов равны, у микросхем хорошие частотные характеристики, высокое усиление при малых токах питания. Но из-за высокой плотности элементов плохо рассеивается тепло.

гибридные микросхемы – это интегр. микросхемы, пассивные элементы которых выполнены в виде пленок, а активные в виде бескорпусных полупроводниковых приборов (степень интеграции 1 и 2).

Общие принципы микросхем:

1. Высокая надежность

2. Массогабаритные параметры

3. Низкая потребляемая мощность

Параметры аналоговых микросхем:

1. Входное сопротивление

2. Выходное сопротивление

3. Максимальное выходное напряжение

4. Полоса пропускания – характеризуется нижней/верхней полосой пропускания

Усилители.

Случай для усиления амплитуды напряжения(U), тока(I) или мощности. Колебания усиливаются за счет энергии источника питания.

Структурная схема усилителя.

Зажимы, к которым подводится усиливаемый сигнал – входные или вход усилителя.

Наш усилитель для источника колебаний есть нагрузка. Мерой этой нагрузки является входное сопротивление усилителя, которое определяется из соотношения:

где - амплитуда входного сигнала

Где желательно чтобы было побольше, а должно быть поменьше В этом случае наш усилитель будет меньше влиять на колебания контура, находящиеся слева от усилителя.

Характеристики усилителей.

1. Коэффициенты усиления(коэффициенты передачи)

1. Коэффициент усиления по направлению

2. Коэффициент усиления по току

Коэффициент усиления удобнее измерять в децибелах(дб)

- коэффициент усиления по U

- коэффициент усиления по I

3. Коэффициент усиления по мощности

2. Полоса пропускания (полоса частот усиления)

- это область частот, в пределах которой коэффициент усиления const

Причины искажений

а.Сам транзистор или радиолампа обладает ёмкостью. В любой схеме имеются элементы, сопротивление которых зависит от частоты.

Например: - коэф. катушки

- коэффициент усиления тоже зависит от частоты

Искажения, обусловленные этими зависимостями – линейные искажения.

· За полосу пропускания усиления принимается полоса частот, в которой усиление

или

б.Непостоянство параметров ламп, транзисторов и других элементов схемы (нелинейность характеристик).

Нелинейность приводит:

1. В спектре тела появляются новые частотные компоненты

линейная схема

нелинейная схема

На частоте - полезный сигнал. На - помехи.

Это характеризуется коэффициентом нелинейных искажений.

Коэффициент усиления зависит от величины амплитуды входного сигнала. Это характеризуется динамическим диапазоном усилителя – это диапазон входных сигналов по амплитуде или по мощности, в пределах которого коэффициент усиления const.

Частотные характеристики усилителя.

, где - модуль этой величины = 1: всегда!

- Амплитудно-Частотная Характеристика усилителя (АЧХ)

- Фазочастотная Характеристика Усилителя (ФУХ)

Каскад усиления – это сочетание транзистора(лампы) со всеми относящимися к нему элементами схемы, определяющими режим и результат работы(или ступень усиления).

Многокаскадный усилитель – это усилитель, в котором сигнал о выходе предыдущего каскада подается на вход последующего.

Коэффициент усиления многокаскадного усилителя: