Файл: 1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p n переход, виды полупроводниковых диодов 3.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 141
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Устройство биполярного транзистора, его характеристики и схемы включения
Устройство полевого транзистора с p – n переходом, его характеристики и схемы включения
Установка режимов работы транзисторов
Работа транзисторного усилителя в режиме А, его достоинства и недостатки
Влияние ООС на примере усилителя, охваченного последовательной ООС по напряжению
Примеры применения ОУ для выполнения математических операций
RC – генераторы синусоидальных сигналов
Структурная схема и описание работы источника вторичного электропитания
Сумматор. Сумматор параллельного типа
Ucp. А напряжение U2 - соответственно напряжением отпускания и обозначают как Uomn.
При подаче на вход триггера синусоидального сигнала на его выходе будет формироваться меандр, как это показано на рис. 108, в.
Сумму напряжений срабатывания и отпускания называют напряжением гистерезиса. Величина напряжения гистерезиса определяет помехоустойчивость схемы, позволяет регулировать порог срабатывания триггера, тем самым, устраняя так называемый «дребезг» - случайное переключение триггера напряжением помех при отсутствии входного сигнала.
В рассмотренных ранее схемах использовались источники постоянного напряжения. В простейших случаях, особенно для переносных и маломощных портативных устройств могут применяться различные элементы питания и аккумуляторы. Однако в большинстве случаев для получения постоянного напряжения применяются источники вторичного электропитания, которые получают электрическую энергию от промышленной сети с частотой 50 Гц, являющейся соответственно первичным источником электропитания.
О
бобщенная структурная схема источника вторичного электропитания показана на рис.110.
Рис. 110. Структурная схема источника вторичного электропитания
Трансформатор предназначен для разделения питающей сети от остальных частей источника вторичного напряжения и создания необходимого уровня переменного напряжения. Обычно трансформатор является понижающим.
Выпрямители преобразуют переменное напряжение в напряжение одной полярности (пульсирующее) и имеют следующие основные параметры:
Сглаживающие фильтры - это устройства, которые уменьшают пульсации на выходе выпрямителя.
Стабилизаторы обеспечивают стабилизацию напряжения на нагрузке при изменении напряжения питающей сети или тока в нагрузке, и уменьшают пульсации выходного напряжения.
Важнейшим параметром стабилизатора напряжения является коэффициент стабилизации Кст, который определяется по формуле:
г
де Uвх, Uвых - постоянные напряжения на входе и выходе, 
- соответствующие изменения входного и выходного напряжения. Чем больше коэффициент стабилизации, тем меньше изменяется выходное напряжение при изменении входного, в том числе, меньше пульсация переменного напряжения на выходе стабилизатора. В зависимости от схемы стабилизатора коэффициент стабилизации может иметь значения в десятки и сотни.
Другим важным параметром является выходное сопротивление стабилизатора, определяемое отношением изменения постоянного напряжения на его выходе к изменению постоянного тока, которое вызвало изменение этого выходного напряжения. Выходное сопротивление имеет значения от единицы до сотых долей Ом.
Обязательным элементом стабилизатора является стабилитрон, принцип действия которого основан на его способности изменять потребляемый ток почти без изменения напряжения на нем: при этом напряжение должно быть подано в обратном (запирающем) направлении.
Большинство устройств цифровой электроники составляют так называемые логические элементы, которые реализуют различные логические операции.
Основными логическими операциями являются: операции НЕ (логическое отрицание или инверсия), операция ИЛИ (логическое сложение или дизъюнкция) и операция И (логическое умножение или конъюнкция).
Операция НЕ
Л
огическое отрицание от функции А обозначается неА (говорится «НЕ А»). Связь между А и неА определяется так называемой таблицей истинности, приведенной на рис. 116, а.
Обозначение логического элемента НЕ, временные диаграммы сигналов и простейший пример его реализации на основе транзисторного ключа показаны на рис. 116, б, в, г. Цифры 0 и 1 соответствуют наличию и отсутствию напряжения и называются логический ноль и логическая единица.
Операция ИЛИ
Л
огическое сложение в случае двух независимых переменных обозначается как F = A + B (читается «А или В») и определяется таблицей истинности, приведенной на рис. 117. а.
Операцию ИЛИ можно выполнить для двух, трех и более независимых переменных. Функция F = 1, если хотя бы одна из переменных равна логической единице.
На рис. 117, б, в, г приведено обозначение элемента, временные диаграммы сигналов на входах и выходе элемента и простейший пример реализации. Напряжение на выходе элемента будет соответствовать логической единице, если хотя бы на один из входов будет подан положительный единичный сигнал.
Операция И
Логическое умножение обозначает F = АВ (читается «А и В») и определяется таблицей истинности, приведенной на рис. 118, а.
Функция F = 1 только тогда, когда все входные независимые переменные равны логическим единицам. На рис. 118, б, я, г приведены обозначение, временные диаграммы сигналов на входах и выходе и простейшая реализация логического элемента.
Н
апряжение на выходе (F = 1) будет только в том случае, если все диоды будут закрыты, то есть, на всех входах будет действовать напряжение (логическая единица). В противном случае (напряжение отсугствует хотя бы на одном входе) открывшийся диод шунтирует нагрузку и на ней будет потенциал открытого диода (логический ноль).
Приведенные на рис. 116, 117, 118 примеры являются простейшими вариантами реализации логических элементов. В настоящее время наиболее распространены специализированные интегральные микросхемы (ИМС). Логические ИМС базируются на нескольких схемных решениях, то есть, на нескольких типах логик, составляющих серии микросхем, отличающихся уровнями электрических сигналов и напряжением питания. Наибольшее распространение имеет транзистор - транзисторная логика (ТТЛ-логика) использующая,
биполярные транзисторы и МДП- логика, использующая полевые транзисторы. Имеются и другие типы логик.
Логические ИМС выпускаются в виде серий (наборов) элементов, которые обеспечивают выполнение большого количества логических операций. В основе каждой серии лежит схемное решение основного (базового) логического элемента, на котором создается более сложная схема. В качестве основных чаще всего выбирают элементы ИЛИ-НЕ и И-НЕ. Конкретные схемные решения для основных элементов логик можно найти в справочной литературе.
Т
аблица истинности элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ имеют вид:
По сравнению с таблицами истинности для элементов ИЛИ и И значения F инверсны, то есть выходная функция элементов ИЛИ и И подвергнута операции НЕ.
О
бозначение логических элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ приведено на рис. 119, а, б.
Указанные элементы выбраны в качестве базовых в сериях из-за того, что они являются универсальными. На их основе можно не только реализовать в чистом виде основные операции НЕ, ИЛИ, И, но и построить любое логическое и цифровое устройство.
Т
ак, например, операция НЕ может быть осуществлена на схемах ИЛИ-НЕ и И-НЕ, когда на каждом из входов действует переменная А (рис. 120 я, б).
При подаче на вход триггера синусоидального сигнала на его выходе будет формироваться меандр, как это показано на рис. 108, в.
Сумму напряжений срабатывания и отпускания называют напряжением гистерезиса. Величина напряжения гистерезиса определяет помехоустойчивость схемы, позволяет регулировать порог срабатывания триггера, тем самым, устраняя так называемый «дребезг» - случайное переключение триггера напряжением помех при отсутствии входного сигнала.
- 1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Структурная схема и описание работы источника вторичного электропитания
В рассмотренных ранее схемах использовались источники постоянного напряжения. В простейших случаях, особенно для переносных и маломощных портативных устройств могут применяться различные элементы питания и аккумуляторы. Однако в большинстве случаев для получения постоянного напряжения применяются источники вторичного электропитания, которые получают электрическую энергию от промышленной сети с частотой 50 Гц, являющейся соответственно первичным источником электропитания.
О
бобщенная структурная схема источника вторичного электропитания показана на рис.110.Рис. 110. Структурная схема источника вторичного электропитания
Трансформатор предназначен для разделения питающей сети от остальных частей источника вторичного напряжения и создания необходимого уровня переменного напряжения. Обычно трансформатор является понижающим.
Выпрямители преобразуют переменное напряжение в напряжение одной полярности (пульсирующее) и имеют следующие основные параметры:
-
среднее за период Т (постоянное) значение выходного напряжения Ucp; -
среднее за период Т (постоянное) значение выходного тока Icp -
коэффициент пульсаций выходного напряжения КП =Uml/Uср или Кп% = Uml/Uср * 100%, где Uml - амплитуда низшей (основной) гармоники выходного напряжения (для промышленной сети это соответствует частоте 50 Гц).
Сглаживающие фильтры - это устройства, которые уменьшают пульсации на выходе выпрямителя.
Стабилизаторы обеспечивают стабилизацию напряжения на нагрузке при изменении напряжения питающей сети или тока в нагрузке, и уменьшают пульсации выходного напряжения.
Важнейшим параметром стабилизатора напряжения является коэффициент стабилизации Кст, который определяется по формуле:
г
де Uвх, Uвых - постоянные напряжения на входе и выходе, - соответствующие изменения входного и выходного напряжения. Чем больше коэффициент стабилизации, тем меньше изменяется выходное напряжение при изменении входного, в том числе, меньше пульсация переменного напряжения на выходе стабилизатора. В зависимости от схемы стабилизатора коэффициент стабилизации может иметь значения в десятки и сотни.Другим важным параметром является выходное сопротивление стабилизатора, определяемое отношением изменения постоянного напряжения на его выходе к изменению постоянного тока, которое вызвало изменение этого выходного напряжения. Выходное сопротивление имеет значения от единицы до сотых долей Ом.
Обязательным элементом стабилизатора является стабилитрон, принцип действия которого основан на его способности изменять потребляемый ток почти без изменения напряжения на нем: при этом напряжение должно быть подано в обратном (запирающем) направлении.
-
Логические элементы
Большинство устройств цифровой электроники составляют так называемые логические элементы, которые реализуют различные логические операции.
Основными логическими операциями являются: операции НЕ (логическое отрицание или инверсия), операция ИЛИ (логическое сложение или дизъюнкция) и операция И (логическое умножение или конъюнкция).
Операция НЕ
Л
огическое отрицание от функции А обозначается неА (говорится «НЕ А»). Связь между А и неА определяется так называемой таблицей истинности, приведенной на рис. 116, а.Обозначение логического элемента НЕ, временные диаграммы сигналов и простейший пример его реализации на основе транзисторного ключа показаны на рис. 116, б, в, г. Цифры 0 и 1 соответствуют наличию и отсутствию напряжения и называются логический ноль и логическая единица.
Операция ИЛИ
Л
огическое сложение в случае двух независимых переменных обозначается как F = A + B (читается «А или В») и определяется таблицей истинности, приведенной на рис. 117. а.
Операцию ИЛИ можно выполнить для двух, трех и более независимых переменных. Функция F = 1, если хотя бы одна из переменных равна логической единице.
На рис. 117, б, в, г приведено обозначение элемента, временные диаграммы сигналов на входах и выходе элемента и простейший пример реализации. Напряжение на выходе элемента будет соответствовать логической единице, если хотя бы на один из входов будет подан положительный единичный сигнал.
Операция И
Логическое умножение обозначает F = АВ (читается «А и В») и определяется таблицей истинности, приведенной на рис. 118, а.
Функция F = 1 только тогда, когда все входные независимые переменные равны логическим единицам. На рис. 118, б, я, г приведены обозначение, временные диаграммы сигналов на входах и выходе и простейшая реализация логического элемента.
Н
апряжение на выходе (F = 1) будет только в том случае, если все диоды будут закрыты, то есть, на всех входах будет действовать напряжение (логическая единица). В противном случае (напряжение отсугствует хотя бы на одном входе) открывшийся диод шунтирует нагрузку и на ней будет потенциал открытого диода (логический ноль).Приведенные на рис. 116, 117, 118 примеры являются простейшими вариантами реализации логических элементов. В настоящее время наиболее распространены специализированные интегральные микросхемы (ИМС). Логические ИМС базируются на нескольких схемных решениях, то есть, на нескольких типах логик, составляющих серии микросхем, отличающихся уровнями электрических сигналов и напряжением питания. Наибольшее распространение имеет транзистор - транзисторная логика (ТТЛ-логика) использующая,
биполярные транзисторы и МДП- логика, использующая полевые транзисторы. Имеются и другие типы логик.
Логические ИМС выпускаются в виде серий (наборов) элементов, которые обеспечивают выполнение большого количества логических операций. В основе каждой серии лежит схемное решение основного (базового) логического элемента, на котором создается более сложная схема. В качестве основных чаще всего выбирают элементы ИЛИ-НЕ и И-НЕ. Конкретные схемные решения для основных элементов логик можно найти в справочной литературе.
Т
аблица истинности элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ имеют вид:По сравнению с таблицами истинности для элементов ИЛИ и И значения F инверсны, то есть выходная функция элементов ИЛИ и И подвергнута операции НЕ.
О
бозначение логических элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ приведено на рис. 119, а, б.Указанные элементы выбраны в качестве базовых в сериях из-за того, что они являются универсальными. На их основе можно не только реализовать в чистом виде основные операции НЕ, ИЛИ, И, но и построить любое логическое и цифровое устройство.
Т
ак, например, операция НЕ может быть осуществлена на схемах ИЛИ-НЕ и И-НЕ, когда на каждом из входов действует переменная А (рис. 120 я, б). - 1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 14