Материал: Физические основы электроники

VD1

Рис. 3.54. Логарифмирующий каскад

Из выражения (3.75) следует, что выходное напряжение пропорционально логарифму входного постоянного напряжения.

Интегрирующий усилитель получается в том случае, когда вместо резистора R 2 в цепь обратной связи включен конденсатор С1 (рис. 3.55).

Рис. 3.55. Инвертирующий интегратор

141

Дифференцирующий усилитель получается в том случае, если резистор R1 и конденсатор С1 поменять местами (рис. 3.56).

Рис. 3.56. Инвертирующий дифференциатор

Выводы

1.Операционные усилители в настоящее время находят широкое применение при разработке различных аналоговых и импульсных электронных устройств. Это связано с тем, что, введя цепи операционного усилителя в различные линейные и нелинейные устройства, можно получить узлы с требуемым алгоритмом преобразования входного сигнала.

2.Поскольку все операции, выполняемые при помощи операционных усилителей, могут иметь нормированную погрешность, то к его характеристикам предъявляются определенные требования. Эти требования в основном сводятся к тому, чтобы операционный усилитель как можно ближе соответствовал идеальному источнику напряжения, управляемому напряжением с бесконечно большим коэффициентом усиления. Это означает, что входное сопротивле-

ние Rвх должно быть равно бесконечности (следовательно, входной ток равен нулю); выходное сопротивление Rвых должно быть равно нулю, следовательно, нагрузка не должна влиять на выход-

142

ное напряжение; частотный диапазон – от постоянного напряжения до очень высокой частоты.

3.В настоящее время операционные усилители выполняют роль многофункциональных узлов при реализации разнообразных устройств электроники различного назначения.

Контрольные вопросы и задания

1.Охарактеризуйте режимы работы биполярного транзистора.

2.Каким образом в транзисторе происходит усиление электрических колебаний по мощности?

3.Охарактеризуйте схемы включения биполярного транзистора.

4.Нарисуйте и объясните семейство выходных характеристик транзистора в схеме с общей базой.

5.Нарисуйте и объясните семейство выходных характеристик транзистора в схеме с общим эмиттером.

6.Как влияет температура на характеристики транзистора?

7.Поясните, как определяются h-параметры по характеристикам транзистора.

8.Какие существуют эквивалентные схемы транзистора?

9.Охарактеризуйте режимы работы усилительных каскадов.

10.Нарисуйте и объясните временные диаграммы работы транзистора в ключевом режиме.

11. Чем ограничивается быстродействие транзистора при работе

в ключевом режиме?

12.Что такое динамические потери при работе транзистора в ключевом режиме?

13.Что представляет собой дифференциальный каскад усиления?

14.Что такое составной транзистор?

143

4. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей заряда, протекающим через проводящий канал, и управляемым электрическим полем. Так как в создании электрического тока участвуют только основные носители заряда, то полевые транзисторы иначе называют униполярными транзисторами.

Полевые транзисторы разделяют на два вида:

полевые транзисторы с управляющим p–n-переходом;

полевые транзисторы с изолированным затвором.

Конструктивно полевые транзисторы оформляются в металлических, пластмассовых или керамических корпусах, их конструкции практически не отличаются от конструкций биполярных транзисторов. На рис. 4.1 представлены конструкции некоторых полевых транзисторов.

Рис. 4.1. Конструкции полевых транзисторов

4.1. Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом

Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом – это полевой транзистор, управление потоком основных носителей в котором происходит с помощью выпрямляющего электрического перехода, смещенного в обратном направлении.

Принцип действия такого полевого транзистора рассмотрим на примере рис. 4.2. Он представляет собой монокристалл полупроводника n-типа проводимости; по его торцам методом напыления сформированы электроды, а посередине с двух сторон созданы две области противоположного типа проводимости и тоже с электрическими выводами от этих областей. Тогда на границе раздела областей с различным типом проводимости возникнет р–n-переход. Электрические выводы от торцевых поверхностей полупроводника называют истоком (И) и стоком (С), а вывод от боковой поверхности противоположного типа проводимости назовем затвором (З).

144