Жаба. ответы на экз. Вопросы к экзамену по дисциплине Электронная техника

• Название: Вопросы к экзамену по дисциплине Электронная техника
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 1.77 Mb.
• Имя файла: ответы на экз.docx
• Тип: Вопросы к экзамену; #421579

Вопросы к экзамену по дисциплине «Электронная техника»

1. 
   Виды полупроводников и их особенности.
   

виды- бор, углерод, кремний, фосфор, сера, германий, мышьяк, серое олово, сурьма, теллур, йод, селен.

Полупроводниковые приборы используются для выпрямления тока (диоды), усиления и генерации электромагнитных колебаний (транзисторы), преобразования тепловой энергии и энергии излучения в электрическую (термоэлементы и фотоэлементы), преобразования электрической энергии в световую (светодиоды и оптические квантовые генераторы).

Полупроводники-материалы, которые не так хорошо пропускают электрический ток, как проводники, но и к диэлектрикам их отнести нельзя. Особенность в том, что их сопротивления и проводимость зависят от внешних воздействий. Нашли применения в разработке полупроводниках приборов, т.к. вещества с такими свойствами гораздо больше. (кремний\германий)

2. 
   Процессы в полупроводниках при комнатной температуре.
   

В п\п ничего не происходит. Если кристаллическую решетку нагреть то электроны будут приобретать дополнительную энергию.

3. 
   Особенности P – N перехода до подачи питания.
   

равновесное состояние. Если к р-n полупроводнику не приложено внешнее напряжение (которое создает поле в объеме полупроводника), то имеет место равновесное состояние p-n-перехода. В р-области вблизи металлургического контакта после диффузии из нее дырок остаются неподвижные отрицательно заряженные ионы акцепторов, а в n-области — неподвижные положительно заряженные ионы доноров. В результате диффузии и рекомбинации носителей заряда нарушается электрическая нейтральность примыкающих к металлургическому контакту частей монокристалла полупро­водника.

4. 
   Прямое включение P-N перехода.
   

• 
  Внешнее электрическое поле совпадает с направлением диффузионного поля перехода. При прямом включении p-n-перехода внешнее напряжение создает в переходе поле, которое противоположно по направлению внутреннему диффузионному электрическому полю. Напряженность результирующего поля падает, что сопровождается сужением запирающего слоя. В результате этого большое количество основных носителей зарядов получает возможность диффузионно переходить в соседнюю область (ток дрейфа при этом не изменяется, поскольку он зависит от количества неосновных носителей, появляющихся на границах перехода), т.е. через переход будет протекать результирующий ток, определяемый в основном диффузионной составляющей. Диффузионный ток зависит от высоты потенциального барьера и по мере его снижения увеличивается экспоненциально. Повышенная диффузия носителей зарядов через переход приводит к повышению концентрации дырок в области n-типа и электронов в области p-типа. Такое повышение концентрации неосновных носителей вследствие влияния внешнего напряжения, приложенного к переходу, называется инжекцией неосновных носителей. Неравновесные неосновные носители диффундируют вглубь полупроводника и нарушают его электро-нейтральность. Восстановление нейтрального состояния полупроводника происходит за счет поступления носителей зарядов от внешнего источника. Это является причиной возникновения тока во внешней цепи, называемого прямым током.
  

5. 
   Обратное включение P-N перехода.
   

• 
  Внешнее электрическое поле направлено противоположно диффузионному полю перехода. При включении p-n-перехода в обратном направлении внешнее обратное напряжение создает электрическое поле, совпадающее по направлению с диффузионным, что приводит к росту потенциального барьера и увеличению ширины запирающего слоя. Все это уменьшает диффузионные токи основных носителей. Для неосновных носителе поле в p-n-переходе остается ускоряющим, и поэтому дрейфовый ток не изменяется. Таким образом, через переход будет протекать результирующий ток, определяемый в основном током дрейфа неосновных носителей. Поскольку количество дрейфующих неосновных носителей не зависит от приложенного напряжения (оно влияет только на их скорость), то при увеличении обратного напряжения ток через переход стремиться к предельному значению IS, которое называется током насыщения. Чем больше концентрация примесей доноров и акцепторов, тем меньше ток насыщения, а с увеличением температуры ток насыщения растет по экспоненциальному закону.
  

6. 
   Особенности пробоев P-N перехода.
   

при обратном смещении p-n перехода, обратный ток создается неосновными носителями заряда. При значительном увеличении обратного напряжения на p-n переход, генерация неосновных носителей может резко вырасти и в результате настанет пробой перехода. Пробой - это скачкообразное изменение тока, при неизменном напряжении. В зависимости от причин, его вызвавших различают лавинный, туннельный и тепловой пробои.

7. 
   Назначение и классификация полупроводниковых диодов. Общие параметры диодов.
   

8. 
   Выпрямительные диоды. Назначение. ВАХ диодов. Графическое изображение на схемах.
   

• 
  Выпрямительные диоды -предназначен для выпрямления переменного тока. По мощности выпрямительный диод делится:
  

1- малой мощности, если I _{пр. ср}.≤0,3А

2- ср. мощности 0.3А пр≤10A

1. 
   Большой мощности I _{пр. ср}.>10А
   

ВАХ- зависимость, протекающая через Р-N переход тока от приложенного напряжения. ВАХ позволяет представить Р-N переход как не линейный элемент сопротивления, которого изменяется в зависимости от величины приложенного напряжения.

9. 
   Сравнительная характеристика ВАХ германиевых и кремниевых диодов.
   

10. 
    Достоинства и недостатки полупроводниковых приборов.
    

Достоинства:

- Возможность интеграции множества различных компонентов на одном кристалле;

- Малые габариты, вес, энергопотребление (по сравнению с электронными лампами);

- Существенно более низкое напряжение питания схем, по сравнению с ламповыми;

- Высокая надёжность;

- Отсутствие микрофонного эффекта (так называется эффект изменения расстояния между анодом и катодом, наблюдаемый в электронных лампах, находящихся под воздействием вибрации, из-за чего происходила модуляция анодного тока);

- Нечувствительность к внешним магнитным полям (не требуют магнитной экранировки);

- Мгновенная готовность к работе при включении питания (в лампах же надо ждать, пока разогреется катод);

- Наличие комплиментарных приборов: два типа проводимости (ведь позитронных ламп не существует)
Недостатки:

- Зависимость параметров от температуры (однако в некоторых случаях это полезно, например, в термодатчиках);

- Ограниченные напряжения и токи;

- Радиационная стойкость ниже, по сравнению с лампами;

- Сложнее получить высокую мощность на СВЧ (здесь по-прежнему рулят электронные лампы: магнетроны и клистроны);

11. 
    Особенности туннельных диодов.
    

Если сравнить с обычными диодными устройствами, то электронно-дырочный переход в несколько десятков раз тоньше у туннельных диодов. А вот потенциальный барьер наоборот выше в два раза по сравнению с обычными полупроводниковыми элементами. Кроме этого, на изделиях присутствует напряженность поля величиной в 106 В/см даже после отключения напряжения питания. При этом уникальные свойства проявляются в его ВАХ при прямом смещении в полупроводнике. туннельные диоды работают в области «В», рост напряжения выключает его, а снижение – включает.

12. 
    Особенности варикапов.
    

Главным его свойством является барьерная емкость при приложении к ней так называемой обратного напряжения. Минусовой полюс подключается в этом случае к плюсовому выходу самого варикапа. Когда подается управляющее напряжение, допусти низкочастотный сигнал, он приводит изменение в величине того самого обратного тока на обоих электродах варикапа.

13.Особенности стабилитронов.

Особенность стабилитрона в том, что он предназначен для стабилизации напряжения в электрических цепях, принцип работы которого основан на явлении электрического пробоя p-n перехода.

14.Диоды СВЧ, импульсные диоды, универсальные, назначение,

обозначение.

Диоды СВЧ -Это полупроводниковые диоды, предназначенные для работы в диапазоне СВЧ.

Импульсные диоды- диоды, предназначенные для работы в высокочастотных импульсных схемах.

Универсальные диоды- называют высокочастотные диоды, применяемые для выпрямления, модуляции, детектирования и других нелинейных преобразований электрических сигналов, частота которых не превышает 1 ГГц.



15.Биполярные транзисторы, назначение, обозначение. Структура p-n-p и

n-p-n транзисторов.

Биполярные транзисторы – трёхэлектродный полупроводниковый прибор. Применяется в электронных устройствах для усиления или генерации электрических колебаний, а также в качестве коммутирующего элемента



16.Схемы включения биполярных транзисторов.



17.Особенности схемы с ОБ.

При таком включении База-Общий электрод, эмитор-входной электрод, коллектор – выходной.

18.Схема с ОЭ. Особенности.

При таком включении Эмитор- Общий провод, База –входной, Коллектор – выходной

19.Схема с ОК. Основные свойства и параметры.

При таком включении Коллектор-общий, База , входной , эмитор - выходной

20.h- параметры биполярных транзисторов и их определение.

Входное сопротивление, h11 — сопротивление транзистора входному переменному току при коротком замыкании на выходе. Изменение входного тока является результатом изменения входного напряжения, без влияния обратной связи от выходного напряжения.

Коэффициент обратной связи по напряжению, h12 – безразмерная величина, показывающая какая доля выходного переменного напряжения передаётся на вход транзистора вследствие обратной связи в нём. Во входной цепи транзистора нет переменного тока (холостой ход), и изменение напряжения на входе происходит только в результате изменения выходного напряжения.

Коэффициент передачи тока (коэффициент усиления по току), h21 — безразмерная величина, показывающая усиление переменного тока при нулевом сопротивлении нагрузки. Выходной ток зависит только от входного тока без влияния выходного напряжения.

Выходная проводимость, h22 — внутренняя проводимость для переменного тока между выходными зажимами. Выходной ток изменяется под влиянием выходного напряжения.

21.Полевые транзисторы с управляющим P-N переходом. Устройство,

принцип работы, параметры.



Принцип работы основан на изменении сопротивления активного слоя (канала) путем расширения p-n-перехода при подаче на него обратного напряжения. Наиболее характерной чертой полевых транзисторов является высокое входное сопротивление, т.к. ток затвора мал, поэтому они управляются напряжением.

Параметры:

1. крутизна - с ростом напряжения затвора крутизна для полевого транзистора с управляющим pn переходом падает.

2. внутреннее (дифференциальное) сопротивление

3. статический коэффициент усиления

22.МДП транзисторы со встроенным каналом. Принцип действия.

-это транзистор, затвор которого электрически изолирован от проводящего канала полупроводника слоем диэлектрика. Благодаря этому, у транзистора очень высокое входное сопротивление (у некоторых моделей Принцип работы этого типа полевого транзистора, как и полевого транзистора с управляющим PN-переходом, основан на влиянии внешнего электрического поля на проводимость прибора.

23.МДП транзисторы с индуцированным каналом. Принцип работы.

На основании (подложке) полупроводника с электропроводностью P-типа (для транзистора с N-каналом) созданы две зоны с повышенной электропроводностью N+-типа. Все это покрывается тонким слоем диэлектрика, обычно диоксида кремния SiO2. Сквозь диэлектрический слой проходят металлические выводы от областей N+-типа, называемые стоком и истоком. Над диэлектриком находится металлический слой затвора. Иногда от подложки также идет вывод, который закорачивают с истоком (Рисунок для понимания)

24.Влияние температуры на работу полевого транзистора.

При повышении температуры у полевых транзисторов:

1) возрастает обратный ток управляющего p-n перехода, вследствие чего снижается входное сопротивление rвх;

2) уменьшается ширина управляющего p-n перехода, поэтому возрастает ширина канала и увеличивается ток стока;

3) снижается подвижность носителей зарядов, что уменьшает ток стока.

25. Сравнение биполярных и полевых транзисторов.

БТ: трёхэлектродный, в структуре сформированы 2 p-n-перехода, перенос заряда происходит через электроны и дырки. Применяется в электронных устройствах для усиления или генерации электрических колебаний, а также в качестве коммутирующего элемента.

ПТ (униполярный): полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечным электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением. 2 вида: с управляющим p-n-переходом и с изолированным затвором

26. Виды тиристоров и их особенности.

Тиристор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния:

· «закрытое» состояние — состояние низкой проводимости;

· «открытое» состояние — состояние высокой проводимости.

Основные параметры тиристоров:

· Максимально допустимый прямой ток. Это максимальное значение тока открытого тиристора. У мощных приборов оно достигает сотен ампер.

· Максимально допустимый обратный ток.

· Прямое напряжение. Это падение напряжения при максимальном токе.

· Обратное напряжение. Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности.

· Напряжение включения. Это минимальное напряжение, приложенное к аноду. Здесь имеется ввиду минимальное напряжение, при котором вообще возможна работа тиристора.

· Минимальный ток управляющего электрода. Он необходим для включения тиристора.

· Максимально допустимый ток управления.

· Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Виды тиристоров:По способу управления разделяют на:

· Диодные тиристоры, или по-другому динисторы. Они открываются импульсом высокого напряжения, которое подается на катод и анод.

· Триодные тиристоры, или тринисторы. Они открываются током управления электродом.

Триодные тиристоры в свою очередь разделяются:

· Управление катодом – напряжение, образующее ток управления, поступает на электрод управления и катод.

· Управление анодом – управляющее напряжение подходит на электрод и анод.

Запирание тиристора производится:

· Уменьшением анодного тока – катод меньше тока удержания.

· Подачей напряжения запирания на электрод управления.

По обратной проводимости тиристоры делятся:

· Обратно-проводящие – имеют малое обратное напряжение.

· Обратно-непроводящие – обратное напряжение равно наибольшему прямому напряжению в закрытом виде.

· С ненормируемым обратным значением напряжения – изготовители не определяют значение этой величины. Такие приборы применяются в местах, где обратное напряжение исключено.

· Симистор – пропускает токи в двух направлениях.



27. Режимы включения тиристора, параметры тиристоров.

Самый простой способ управления тиристорами — это подача на управляющий электрод прибора постоянного тока с величиной, необходимой для его включения

Основные параметры тиристоров:

· Максимально допустимый прямой ток. Это максимальное значение тока открытого тиристора. У мощных приборов оно достигает сотен ампер.

· Максимально допустимый обратный ток.

· Прямое напряжение. Это падение напряжения при максимальном токе.

· Обратное напряжение. Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности.

· Напряжение включения. Это минимальное напряжение, приложенное к аноду. Здесь имеется ввиду минимальное напряжение, при котором вообще возможна работа тиристора.

· Минимальный ток управляющего электрода. Он необходим для включения тиристора.

· Максимально допустимый ток управления.

· Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

28. Светоизлучающие диоды. Устройство и принцип функционирования.

Светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра, т. е. светодиод изначально излучает практически монохроматический свет — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, от которой определённый цвет свечения можно получить лишь применением светофильтра. Спектральный диапазон излучения светодиода в основном зависит от типа и химического состава использованных полупроводников и ширины запрещённой зоны.

Принцип работы:

При пропускании электрического тока через p-n-переход в прямом направлении носители заряда — электроны и дырки — движутся навстречу и рекомбинируют в обеднённом слое диода с излучением фотонов из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой

29. Светоизлучающие диоды. Область применения, параметры, недостатки и достоинства.

Применение светодиодов:

· В уличном, промышленном, бытовом освещении (в том числе светодиодная лента).

· В качестве индикаторов — как в виде одиночных светодиодов (например, индикатор включения на панели прибора), так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло (например, цифры на часах).

· Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках, информационных табло. Такие массивы часто называют светодиодными кластерами или просто кластерами.

· В оптопарах.

· Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях, прожекторах, светофорах, лампах тормозного освещения в автомобилях.

· Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволоконным линиям связи, в пультах дистанционного управления (ДУ), в светотелефонах, интернет).

· В подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры, планшеты и т. д.).

· В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочих.

· В светодиодных дорожных знаках.

· В гибких ПВХ световых шнурах Дюралайт.

· В растениеводстве, так называемые фитолампы, оптимизированные под фотосинтез в растениях. В холодных странах является перспективной заменой освещения теплиц.

Параметры:

Сила света (II), яркость (LL) и мощность излучения (PизлPизл). В оптоэлектронике для описания световых излучений используется несколько различных характеристик. Эти характеристики могут описывать энергетические параметры излучений (энергетические характеристики) и их фотометрические параметры (фотометрические характеристики).

Сила света (II) — это отношение светового потока, распространяющегося от источника в рассматриваемом направлении внутри малого телесного угла, к этому телесному углу. Фотометрическая сила света (IνIν) измеряется в канделах [кд], она является основной фотометрической единицей системы СИ. Существует специальный эталон, задающий силу света величиной в одну канделу. В системе энергетических характеристик используется энергетическая сила света (сила излучения) (IeIe) , измеряемая в ваттах на стерадиан [Вт/ср].

Световой поток (ΦΦ) — это произведение силы света на телесный угол, в котором распространяется поток. Фотометрической единицей светового потока (ΦνΦν) является люмен [лм] — поток внутри телесного угла в один стерадиан при силе света в одну канделу. Соответствующие энергетические характеристики — поток (ΦeΦe) или мощность излучения (PизлPизл, PePe), измеряемые в ваттах [Вт].

Яркость (LL) — отношение светового потока, проходящего в рассматриваемом направлении в пределах малого телесного угла через малый участок поверхности, к произведению этого телесного угла, площади участка и косинуса угла между рассматриваемым направлением и нормалью к плоскости участка. Для большинства светоизлучающих диодов данное определение может быть трансформировано следующим образом: яркость — это величина, равная отношению силы света светодиода к площади светящейся поверхности. Фотометрическая яркость (LνLν) измеряется в канделах на метр квадратный [кд/м2], а энергетическая яркость (LeLe) — в ваттах на метр квадратный стерадиан [Вт/(м2 ср)]. В ряде случаев яркость не может служить определяющим параметром, например, для светодиодов с оптическими системами, изменяющими площадь наблюдаемых излучающих поверхностей. В этом случае более объективным параметром будет являться сила света.

Световая отдача (ηη) и квантовый выход (ηкηк). Световая отдача (ηη) полупроводниковых светоизлучающих диодов определяется как отношение светового потока, испускаемого диодом, к подводимой к нему электрической мощности (световая отдача обычно выражается в люменах на ватт). Часто используют другую характеристику — квантовую эффективность или квантовый выход (ηкηк), которая определяется как отношение числа излучаемых фотонов к числу электронов, проходящих через pp-nn-переход (выражается в процентах).

Время нарастания (tнаризл) и время спада излучения (tспизл). Временные параметры нарастания и спада излучения характеризуют инерционные свойства светодиода. Они определяются как период времени после включения/выключения, в течение которого мощность излучения светодиода изменяется от 0,1 до 0,9 (или наоборот) максимального значения.



30. Фотодиоды, принцип работы, характеристики, применения.

Фотодиод — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.

Фотодиод, работа которого основана на фотовольтаическом эффекте (разделение электронов и дырок в p- и n-области, за счёт чего образуется заряд и ЭДС), называется солнечным элементом. Кроме p-n фотодиодов, существуют и p-i-n фотодиоды, в которых между слоями p и n находится слой нелегированного полупроводника i. p-n- и p-i-n-фотодиоды только преобразуют свет в электрический ток, но не усиливают его, в отличие от лавинных фотодиодов и фототранзисторов.

Характеристики:

· вольт-амперная характеристика (ВАХ)

зависимость выходного напряжения от входного тока.

· спектральные характеристики

зависимость фототока от длины волны падающего света на фотодиод. Она определяется со стороны больших длин волн шириной запрещённой зоны, при малых длинах волн большим показателем поглощения и увеличения влияния поверхностной рекомбинации носителей заряда с уменьшением длины волны квантов света. То есть коротковолновая граница чувствительности зависит от толщины базы и от скорости поверхностной рекомбинации. Положение

максимума в спектральной характеристике фотодиода сильно зависит

от степени роста коэффициента поглощения.

· световые характеристики

зависимость фототока от освещённости, соответствует прямой пропорциональности фототока от освещённости. Это обусловлено тем, что толщина базы фотодиода значительно меньше диффузионной длины неосновных носителей заряда. То есть практически все неосновные носители заряда, возникшие в базе, принимают участие в образовании фототока.

· постоянная времени

это время, в течение которого фототок фотодиода изменяется после освещения или после затемнения фотодиода в е раз (63 %) по отношению к установившемуся значению.

· темновое сопротивление

· сопротивление фотодиода в отсутствие освещения.

· инерционность

Области применения фотодиодов:

· Оптоэлектронные интегральные микросхемы. Полупроводники обеспечивают оптическую связь, что гарантирует эффективную гальваноразвязку силовых и руководящих цепей при поддержании функциональной связи.

· Многоэлементные фотоприемники – сканисторы, фоточувствительные аппараты, фотодиодные матрицы. Оптоэлектрический элемент способен воспринимать не только яркостную характеристику объекта и ее изменение во времени, но и создавать полный визуальный образ.

31. Режимы работы Фотодиода

Фотодиоды способны функционировать в следующих режимах:

· Режим фотогенератора. Без подключения источника электричества.

· Режим фотопреобразователя. С подключением внешнего источника питания.

В работе фотогенератора фотодиоды используются вместо источника питания, которые преобразуют солнечный свет в электрическую энергию. Такие фотогенераторы называются солнечными элементами. Они являются основными частями солнечных батарей, применяемых в различных устройствах, в том числе и на космических кораблях.

32. Оптроны, принцип работы, разновидности, основные параметры.

Оптроны(оптопары) — электронные приборы, служащие для преобразования сигнала электрического тока в световой поток. Их световой сигнал передается через каналы оптики, а также происходит обратная передача и преобразование света в электрический сигнал.

Виды и устройство оптронов:

Существует несколько признаков, по которым можно классифицировать оптопары по группам. При разделении на классы оптронных изделий необходимо учитывать два фактора: тип фотоприемника и особенности общей конструкции прибора.

Применяя такой смешанный принцип разделения, можно выделить три группы оптронных устройств:

· Элементарные оптопары.

· Оптоэлектронные микросхемы.

· Специальные оптопары.

Группы содержат в себе множество видов приборов. Для популярных оптопар применяются некоторые обозначения:

· Д – диодная.

· Т – транзисторная.

· R – резисторная.

· У – тиристорная.

· Т2 – со сложным фототранзистором.

· ДТ – диодно-транзисторная.

· 2Д (2Т) – диодная дифференциальная, либо транзисторная.

Система свойств оптронных устройств основывается на системе свойств оптопар. Эта система создается из четырех групп свойств и режимов:

· Характеризует цепь входа оптопары.

· Характеризует выходные параметры.

· Объединяет степень действия излучателя на приемник света, и особенности прохода сигнала по оптопаре в качестве компонента связи.

· Объединяет свойства гальванической развязки.

Показателями гальванической развязки оптронов являются:

· Допустимое пиковое напряжение выхода и входа.

· Допустимое наибольшее напряжение выхода и входа.

· Сопротивление развязки.

· Проходная емкость.

· Допустимая наибольшая скорость изменения напряжения выхода и входа.

Основными параметрами для входной цепи оптопара являются:

1. Номинальный входной ток Iвх ном – значение тока, рекомендуемое для оптимальной эксплуатации оптопары, а также для снятия ее основных параметров.

2. Входное напряжение Uвх – падение напряжения на излучательном диоде при протекании номинального входного тока Iвх ном .

3. Входная емкость Свх – емкость между входными выводами оптопары в номинальном режиме.

4. Максимальный входной ток Iвх макс – максимальное значение посто­янного прямого тока, при котором сохраняется работоспособность оптопары.

5. Обратное входное напряжение Uвх обр максимальное значение об­ратного напряжения любой формы (постоянное, импульсное, синусоидальное и др.), которое длительно выдерживает излучательный диод без нарушения нормальной работы.

Выходными параметрами оптопары являются:

1. Максимально допустимое обратное выходное напряжение Uвых обр макс – максимальное значение обратного напряжения любой формы, которое выдерживает фотоприемник без нарушения нормальной работы.

2. Максимально допустимый выходной ток Iвых макс – максимальное значение тока,

протекающего через фотоприемник во включенном состоянии оптопары.

3. Ток утечки (темновой ток) на выходе Iут — ток на выходе оптопары при Iвх =0 и заданном значении и полярности Uвых

33. Усилители. Общие понятия, классификация.

Усилителем называется устройство, предназначенное для увеличения мощности сигнала за счет энергии дополнительного источника питания; при этом выходная (усиленная) величина является функцией входного сигнала и имеет одинаковую с ним физическую природу.

Общие понятия:

⦁ Коэффициенты усиления: по напряжению, по току, по мощности

Кu = ∆Uвых/∆Uвх, Кi = ∆Iвых/∆Iвх, Кр = Рвых/Рвх

⦁ Полоса пропускания усилителя – это диапазон усиливаемых частот, в котором выходное напряжение, которое подводят к нагрузке, падает менее чем на 0,707 от наибольшего значения.

⦁ Для нормальной работы усилителя его входное сопротивление Rвх должно быть много выше выходного сопротивления источника сигнала, а Rвых должно быть много меньше , чем сопротивление нагрузки. Если имеет место противоположное – то сопротивления необходимо согласовать. Для согласования используются транзисторные каскады на биполярном и полевом транзисторах, которые

включаются по схеме с ОК или ОС, такие каскады обладают высоким Rвх и низким Rвых.

⦁ Номинальная выходная мощность усилителя Рном – это наибольшая мощность, которую он отдает в нагрузку без превышения заданного значения коэффициента нелинейных искажений.

⦁ Нелинейные искажения – это искажения, в результате которых на выходе возникают новые гармоники, которые отсутствовали во входном сигнале.



34. Узлы не нашёл(



35. Характеристики и параметры усилителей

Основными параметрами усилителей являются коэффициенты усиления по напряжению ΚU, по току КI, по мощности КР, а также его входное и выходное сопротивления.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазо-частотная характеристика (ФЧХ) усилителя. АЧХ — это зависимость модуля коэффициента усиления от частоты, а ФЧХ — это зависимость угла сдвига фаз между входным и выходным напряжениями от частоты.

36. Режимы работы усилителей А и В.

Рабочая точка лежит на линейном участке проходной динамической характеристики. Для этого надо организовать смещение небольшой постоянной составляющей напряжения. Угол отсечки каскада класса А составляет 180 градусов, кпд невысокий 50%, на практике не превышает 20%. В этом режиме обычно работают предварительные каскады усиления, а оконечные усилители мощности в этом классе работают редко. Достоинство: минимальные нелинейные искажения.

Напряжение смещения каскада, выбирают таким, чтобы рабочая точка располагалась около нуля, в начале координат, угол отсечки равен 90 градусов, т.е. ток течет лишь половину длительности периода. КПД высок теоретически 78,5%, на практике 60% - 65%. Недостаток: большие нелинейные искажения.





48. Широкополосных усилитель можно применять практически где угодно в широком диапазоне 50–4000МГц:

1. Как усилитель сигналов ТВ антенны для приема цифровых и аналоговых каналов.

2. Как антенный усилитель для FM приемника.

Это что касается бытового использования, а в радиолюбительской сфере применения гораздо больше.



49. Понятие и особенности эмиттерного повторителя. Схема.



Эмиттерный повторитель понижает выходное сопротивление источника сигнала. Эмиттерный повторитель дает усиление по току, а не по напряжению.

Схема обладает 4 важными свойствами:

1. Напряжение U_вых меньше U_вх   на каких-то 0,6-0,7 Вольт (падение напряжения на базе-эмиттере)

2. U_вых в точности повторяет по форме и фазе U_вх

3. Сопротивление со стороны входа (входное сопротивление) большое

4. Сопротивление со стороны выхода (выходное сопротивление) маленькое

50. Основные показатели эмиттерного повторителя.

При низком источнике входного сигнала и большом коэффициенте передачи p выходное сопротивление ЭП мало (порядка нескольких Ом). Основными показателями эмиттерного повторителя являются: коэффициент передачи по напряжению единицы (порядка 0.95-0.99); усиление по току и мощности больше единицы; большое входное и малое выходное сопротивления; малые частотные искажения; большой динамический диапазон входных сигналов при низком уровне нелинейных искажений.

51. Достоинство и применение эмиттерного повторителя.

Достоинства: Большое входное сопротивление/Малое выходное сопротивление

В ретроусилителях используют эмиттерные повторители в так называемом режиме работы класса B, где усиливается по току только одна полуволна сигнала каждым транзистором. 
52. Оконечные каскады усиления, назначение, требования к ним.
Оконечные каскады (усилители мощности) предназначены для обеспечения на выходе УЗЧ необходимой мощности сигнала при допустимых частотных и нелинейных искажениях.

Рассмотрим наиболее важные требования, которые предъявляются к работе оконечного каскада:

1. Высокий КПД. Для этого необходимо снизить рассеиваемую мощность на УЭ путем согласования выходного сопротивления УЭ с сопротивлением нагрузки. При отсутствии согласования значительная часть мощности будет теряться на УЭ и весьма малая его часть поступит в нагрузку.

2. Максимальная мощность в нагрузке. Это достигается при равенстве выходного сопротивления УЭ и нагрузки. Особенно это важно при низкоомной нагрузке, когда нагрузка включена параллельно с усилительным элементом. Следовательно, в каждом отдельном случае выходное сопротивление рассчитывается в зависимости от нагрузки. Наибольшая отдаваемая мощность в выходном каскаде происходит при низком выходном сопротивлении, т.е. выходное сопротивление меньше, чем сопротивление нагрузки.

3. Минимальные искажения. Это достигается выбором типа УЭ, способа включения УЭ, режима работы, вида межкаскадных связей. Выбор УЭ определяется допустимой мощностью рассеивания, максимальным током и напряжением, а также предельной частотой, на которой может работать усилительный элемент. При небольших мощностях применяют режим класса А, а в усилителях большой мощности применяют режимы классов В, АВ или С. Искажения в схеме можно снизить путем уменьшения числа реактивных элементов — L и С и выбором режима работы класса А.

53. Двухтактный бестрансформаторный каскад усиления, работающий в режиме «В». Схема, назначение элементов.



54. Особенности усилителей постоянного тока (УПТ).

Особенностью УПТ является то, что связь с источником сигнала, с нагрузкой и между каскадами не должна осуществляться при помощи реактивных элементов, так как они оказывают сопротивление переменной составляющей.

55. Понятие интегральной микросхемы и операционного усилителя.

Интегральная микросхема – это миниатюрный электронный блок, содержащий в общем корпусе транзисторы, диоды, резисторы и другие активные и пассивные-элементы, число которых может достигать нескольких десятков тысяч.

Операционный усилитель – это усилитель постоянного тока, который может выполнять различные функции и задачи в радиоэлектронике.

56. Типы ОУ и их параметры.

1. Инвертирующий усилитель

2. Неинвертирующие операционные усилители

57. Особенности инвертирующих ОУ.

Особенностью этой схемы является то, что операционники характеризуются кроме усиления, еще и изменением фазы.

58. Особенности неинвертирующих ОУ.

Эта схема подобна предыдущей, отличием является отсутствие инверсии (перевернутости) сигнала. Это означает сохранение фазы сигнала.

60. Устройство и принцип работы ЭЛТ с электростатическим управлением.

1. Принцип работы электронно-лучевой трубки построен на испускании электронов отрицательно заряженным термокатодом, которые затем при­тягиваются положительно заряженным анодом и собираются на нем. Это принцип работы старой электронной лампы с термокатодом.

2. В ЭЛТ высокоскоростные электроны испускаются электронной пуш­кой (рис. 17.1). Они фокусируются электронной линзой и направляют­ся к экрану, который ведет себя как положительно заряженный анод. Экран покрыт изнутри флуоресцирующим порошком, который начинает светиться под ударами быстрых электронов. Электронный пучок (луч), испускаемый электронной пушкой, создает неподвижное пятно на экра­не. Для того чтобы электронный пучок оставил след (линию) на экране, его нужно отклонять как в горизонтальном, так и в вертикальном напра­влениях — Х и Y.