Методические указания. К п 1.1. При изучении материала данной темы необходимо прежде всего уяснить , каким образом в монокристаллической структуре полупроводника возникает

К п 1.1. При изучении материала данной темы необходимо прежде всего уяснить, каким образом в монокристаллической структуре полупроводника возникает собственная проводимость, как удается получить материалы с электронной и дырочной проводимостью при легировании полупроводника пяти- и трехвалентными примесями соответственно. Как на границе соприкосновения двух полупроводников с различным типом проводимости образуется p-n-переход, обладающий вентильными свойствами. Необходимо обратить внимание на зависимость сопротивления p-n-перехода от величины и знака приложенного внешнего напряжения, уметь объяснить ход вольт-амперной характеристики.

Вольт-амперная характеристика диода отличается от ВАХ p-n-перехода большей величиной прямого падения напряжения и обратного тока. В реальных условиях эксплуатации нельзя превышать предельные параметры диодов (как и других приборов), поэтому следует знать такие основные понятия как, допустимое значение прямого тока, максимальная допустимая величина обратного напряжения, прямое падение напряжения, частотный и температурный рабочий диапазон и д.р. Изучая вопрос о групповом соединении полупроводниковых приборов, нужно разобраться, почему возникает необходимость выравнивать напряжения на последовательно соединенных приборах и токи через параллельно соединенные приборы, какие способы выравнивания токов и напряжений существуют.

К п.1.2, В биполярных транзисторах взаимодействуют между собой два встречно включенных p-n-перехода. Взаимодействие этих переходов, распределение токов при изменении потенциальных барьеров под действием напряжений внешних источников должны быть изучены в первую очередь. Необходимо знать, как снимаются и какой вид имеют входные и выходные характеристики транзистора в схемах с общей базой и общим эммиттером, в чем заключается их отличие, как влияет изменение температуры на ход ВАХ. Какой вид имеют Т-образные эквивалентные схемы замещения транзистора. По входным и выходным ВАХ нужно уметь определять h- параметры для каждой схемы включения и рассчитывать по ним основные внутренние параметры Т-образной схемы замещения. При изучении полевых транзисторов следует обратить внимание на тот факт, что в них используются носители одного знака (электроны или дырки), проходящие по полупроводниковому каналу. Ток через канал управляется электрическим полем, что обеспечивает весьма большое входное сопротивление и малый уровень шумов таких приборов.

К п1.3. Динисторы и тиристоры, как и диоды, являются приборами с односторонней проводимостью, однако в отличие от последних они способны находиться в закрытом состоянии и при прямом внешнем напряжении. нужно изучить особенности работы различных p-n-переходов, механизм протекания тока через четырехслойные структуры при закрытом и открытом состоянии прибора, знать условия, при которых он способен переходить во включенное состояние, объяснить ход ВАХ, ее основные параметры (прямой и обратный ток утечки, напряжение отсечки и др.). Важно уметь объяснить особенности включения тиристора по цепи управляющего электрода, влияние величины тока управления на напряжение переключения. Базовые слои включенного динистора и тиристора насыщены неосновными носителями. поскольку процесс накопления избыточных зарядов неосновных носителей инерционный, включение и выключение динисторов и тиристоров производится с конечной скоростью. При изучении динамических процессов в приборах необходимо познакомиться с тем, каким образом происходит накапливание и рассасывание избыточных зарядов в базовых областях, что такое время включения и выключения, какие факторы на них влияют.

Вопросы для самопроверки

1. Как возникает собственная проводимость в химически чистом полупроводнике? Как изменяется она при изменении температуры? Как образуется полупроводник с примесной проводимостью n-типа? p- типа?

2. Что такое p-n-переход? Как он образуется? Изобразите и объясните ход ВАХ диода.

3. Какими основными параметрами характеризуются силовые диоды? В чем особенности их конструктивного оформления?

4. Приведите структурные схемы транзисторов p-n-p и n-p-n типов. Поясните физические принципы их работы.

5. Приведите семейства входных и выходных характеристик биполярного транзистора для с ОБ и ОЭ. Покажите, как по ним опрделеяются h-параметры.

6. Изобразите низкочастотную Т-образную схему замещения биполярного транзистора.Приведите формулы, связывающие основные физические параметры (Rб, Rэ, Rк, b и a) и h-параметры.

7. Что представляет собой полевой транзистор с каналом n-типа и затвором в виде p-n-перехода? Его ВАХ? Основные параметры?

8. Объясните устройство, назначение, принцип действия тиристора. Изобразите его ВАХ при различных токах управления. Каковы необходимые условия включения и выключения тиристора?

9. Нарисуйте диаграммы изменения тока тиристора и напряжения на нем на интервалах включения и выключения. Что такое время включения? Время выключения?

Тема 2. Усилители и генераторы электрических сигналов.

2.1. Одиночные усилительные каскады.

Сущность процесса усиления электрических сигналов. Классификация усилителей. Классы усиления.

Особенности усилителей на биполярных транзисторах. Усилительные каскады по схеме с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором с активным сопротивлением нагрузки. Режим каскада по постоянному току, температурная нестабильность рабочего режима, термостабилизация положения рабочей точки, коэффициент температурной нестабильности. Эквивалентная схема замещения для переменной составляющей сигнала. Расчетные параметры каскада для области средних частот. особенности работы в области высоких и низких частот. Амплитудная,амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики.

Усилительные каскады на полевых транзисторах.

Усилители мощности, их основные параметры и характеристики, особенности использования транзисторов. Однотактные и двухтактные схемы усилителей мощности.Графический анализ усилителя мощности.

[1, 2.5; 2, 6.1, 6.4, 6.5, 6.6; 3, c. 36-54 ]

2.2. Многокаскадные усилители.

Блок-схема многокаскадного усилителя, его основные параметры и характеристики. Способы осуществления связей между каскадами. Многокаскадные усилители с RC- и трансформаторной связью.

[1, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9; 2, 6.8, 6.9, 6.10, 6.12; 3, c. 58+66, 92+104 ].

2.3. Усилители постоянного тока.

Назначение и особенности построения схем усилителей постоянного тока (УПТ). Согласование потенциальных уровней в многокаскадных УПТ. Дрейф нуля в УПТ. Балансные каскады усиления постоянного тока. Схемы УПТ в интегральном исполнении. [ 1, 2.13; 3, c.108-118; 2, 6.14 ].

2.4. Обратные связи в усилителях.

Определение обратной связи. Виды обратных связей. Структурная схема усилителя с обратными связями различных типов. Влияние обратных связей на основные параметры и характеристики усилителей. Операционные усилители. Паразитные обратные связи. [ 1, 2.11; 3, c66-74; 2, 6.2, 6.11 ].

2.5. Стабилизаторы напряжения

Принципиальная схема последовательного стабилизатора напряжения. Понятие о коэффициенте стабилизации. [ 1, 2.15; 2, 6.16 ].