11.4.2. УСИЛИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ. История электротехники
11.4.2. УСИЛИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Первые шаги в применении информационных устройств в промышленности связаны с усилением слабых электрических сигналов. Исторически первым применением усиления стала передача сигналов по радио. Воспринятые слабые сигналы нуждались в усилении для того, чтобы они могли производить необходимый эффект — звуковой (усилители радиоприемников), электротехнический (радиоуправляемые устройства). Электронные устройства в промышленности нашли применение в двух сферах: измерительной (получение информации о состоянии объекта) и исполнительной (осуществление энергетического воздействия). Вторая сфера предполагает возможность применения в автоматических (без участия человека) устройствах управления, поэтому требует более высокой надежности. Неслучайно первые электронные средства играют роль осведомителей или советчиков, оставляя решение за человеком (оператором). Усилительные устройства оказались весьма полезными в связи с необходимостью получения электрических сигналов о значениях неэлектрических величин и их унификации.
Структура всех средств содержит измерительный преобразователь (датчик) первичной информации, преобразующий измеряемую величину в электрический сигнал; электронный узел усиления и преобразования электрического сигнала; электромеханическое устройство регистрации и (или) исполнительный механизм для энергетического воздействия на контролируемый параметр.
Рис. 11.11. Автоматический компенсатор постоянного тока, запись на бумажной ленте шириной 275 мм (1960 г.)
Усилители на электронных лампах характеризовались значительным разбросом параметров и нестабильностью во времени коэффициента усиления. Поэтому широкое распространение получили методы устранения влияния усилителя на качество работы прибора и системы в целом:
применение компенсационных методов измерения;
применение отрицательных обратных связей в усилителях.
Получившие широкое распространение электронные автоматические мосты и потенциометры преобразовывали измеряемую величину в перемещение движка потенциометра и связанное с ним перемещение стрелки показывающего прибора (рис. 11.11). Перемещение прекращалось, когда снимаемое с потенциометра напряжение полностью компенсировало входной сигнал. Электронный усилитель, на вход которого поступает разность измеряемого входного и компенсирующего сигналов, выполняет роль нуль-органа; к нему не предъявляется жестких требований стабильности, линейности в широком диапазоне измеряемых значений, поскольку в установившемся режиме он работает в режиме, близком к нулевому значению усиливаемого сигнала.
Для ослабления других дестабилизирующих факторов в усилителях широко использовались отрицательные обратные связи. Анализу и расчету усилителей и других схем на электронных лампах посвящены работы американского ученого Г. Боде по теории и проектированию усилителей с обратной связью (1948 г.), A.M. Бонч-Бруевича, Г.С. Цыкина, А.А. Ризкина, Г.В. Войшвилло (1956–1963 гг.) [11.33–11.37].
Одно из ранних применений электронных усилителей связано со стабилизацией источников питания. Стабилизаторы напряжения на электронных лампах представляют собой замкнутую систему с глубокой отрицательной обратной связью, с усилителями постоянного тока и пониженным минимальным остаточным напряжением. Разработка таких усилителей потребовала создания специальных мощных регулирующих ламп и исследования вопросов устойчивости и коррекции замкнутых систем.
Системы с обратной связью (замкнутым контуром регулирования) образуют весьма обширный класс. К ним относятся практически любые усилительные устройства, регуляторы, стабилизаторы и др.
Наиболее ощутимый вклад в методы расчета систем автоматического регулирования внесли работы советских ученых М.А. Айзермана, С.В. Емельянова, Л.С. Гольдфарба, B.C. Пугачева, Я.З. Цыпкина (1965–1975 гг.). Заложенные ими и многими другими исследователями теоретические основы позволили нашей стране занять лидирующее положение в мире в области авиационной техники и ракетно-космических систем [11.39–11.44].
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Глава 1.6. ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИИ
Глава 1.
6. ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИИ
Область применения, общие требования
Вопрос. Какова область распространения настоящей главы Правил?Ответ. Распространяется на измерения электрических величин, выполняемые с помощью средств измерений (стационарных
Каналы для передачи сигналов РЗ и ПА
Каналы для передачи сигналов РЗ и ПА Вопрос. Что обеспечивают каналы для передачи сигналов и команд РЗ и ПА?Ответ. Каналы обеспечивают:надежную и своевременную передачу сигналов и команд при всех предусмотренных видах повреждений на линиях электропередачи и в РУ;защиту
3.5.2. Альтернативное устройство усилителя слабых сигналов
3.5.2. Альтернативное устройство усилителя слабых сигналов
Аналогичным по функциональности является устройство акустического датчика, электрическая схема которого представлена на рис. 3.8.
На рис.
3.6. Эффективные микрофонные датчики-усилители
3.6. Эффективные микрофонные датчики-усилители Людям со слабым слухом будут полезны две электрические схемы, рассматриваемые далее. Если у вас есть родные или просто знакомые люди, которые в силу обстоятельств плохо слышат, помогите им, собрав одно из предлагаемых
XX. ПОДВОДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
1.5.12. Вход и выход для сигналов тревоги
1.
5.12. Вход и выход для сигналов тревоги
На рис. 1.17 представлен вид на разъем подключения сигналов тревоги.
Рис. 1.17. Внешний вид разъема для подключения сигналов тревоги: 1 – вход тревоги; 2– заземление; 3 – выходВ табл. 1.4 представлены параметры и значения для данного
Обработка сигналов
Обработка сигналов При выборе типа сенсорного устройства, используемого в роботе, необходимо решить вопрос чтения и обработки сигнала, поступающего от него. Vjui Многие сенсоры представляют собой датчики резистивного типа, что означает, что их сопротивление меняется в
1.6. Измерения электрических величин
1.6. Измерения электрических величин Область применения, общие требованияВопрос 143. На измерения каких величин распространяется настоящий раздел ПУЭ?Ответ. Распространяется на измерения электрических величин, выполняемые с помощью средств измерений (стационарных
2.
5. Обработка и протоколирование информации, формирование управляющих сигналов тревоги ОПС2.5. Обработка и протоколирование информации, формирование управляющих сигналов тревоги ОПС Для обработки и протоколирования информации и формирования управляющих сигналов тревоги может использоваться различная приемно-контрольная аппаратура – центральные станции,
2.7. Перечень выходных сигналов (документов)
2.7. Перечень выходных сигналов (документов) 2.7.1. Документ должен состоять из следующих разделов:перечень выходных сигналов;перечень выходных документов.2.7.2. Требования к содержанию разделов2.7.2.1. В разделе «Перечень выходных сигналов» должен быть приведен перечень
4.5. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
4.5. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Истоками теории электрических цепей в качестве раздела ТЭ в значительной мере являются технические задачи передачи и распространения энергии и анализ режимов в электрических цепях.
В этом разделе теории наиболее остро встали проблемы
Возможные неисправности звуковых сигналов
Возможные неисправности звуковых сигналов
XX. ПОДВОДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
XX. ПОДВОДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Когда в ноябре 1953 года Британское ведомство связи, Канадская корпорация трансокеанской связи и Американская телефонно-телеграфная компания подписали соглашение о прокладке первого трансатлантического телефонного кабеля, они уже имели
16. Методы определения электрических свойств
16. Методы определения электрических свойств Металлы с высокой электропроводностью (медь, алюминий) используются в электромашиностроении, для устройства линий электропередачи, а сплавы с высоким электросопротивлением – для ламп накаливания электронагревательных
9.
7. Таблица условных сигналов9.7. Таблица условных сигналов На переходе морем * Поднятый над головой Военно-морской флаг в руках командира Застопорить ход при буксировке
Приложение 11. Флаги международного свода сигналов
Приложение 11. Флаги международного свода сигналов БУКВЕННЫЕ Примечания: 1. Сигналы, помеченные звездочкой (*), при передаче их звуком могут использоваться только в соответствии с Международными правилами предупреждения столкновений судов в море.2. Сигналы К и S имеют
ТЕМА 1: ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ — Лекции по электронике
Лекции по электронике
Скачать все файлы (7003.6 kb.)
Доступные файлы (23):
| n1.doc | 1018kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
n2. doc | 530kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n3.doc | 565kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n4.doc | 642kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n5.doc | 1193kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n6.doc | 570kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n7.doc | 667kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n8.doc | 735kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n9.doc | 631kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n10.doc | 393kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n11.doc | 1364kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n12.doc | 1269kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n13.doc | 1441kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n14.doc | 1079kb. | 26.03. 2008 10:08 | скачать |
| n15.doc | 740kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n16.doc | 37kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n17.doc | 1133kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n18.doc | 787kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n19.doc | 420kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n20.doc | 388kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n21.doc | 599kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n22.doc | 3938kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
| n23.doc | 801kb. | 26.03.2008 10:08 | скачать |
ТЕМА 1: ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
Полупроводниковые материалы
Все твердые вещества по своим электрическим свойствам разделяют на проводники, полупроводники и диэлектрики.
Полупроводники занимают по электропроводности промежуточное положение между металлами (проводниками электрического тока) и диэлектриками. Удельное электрическое сопротивление проводников составляет ? = 10-4 Ом ∙ см, полупроводников – ? = 10-4 – 1010 Ом ∙ см, диэлектриков – ? = 1010 Ом ∙ см и выше.
Для изготовления полупроводниковых приборов в настоящее время используют помимо германия и кремния некоторые химические соединения, например арсенид галлия, окись титана, антимонид индия, фосфид индия и др. Наиболее широко применяют кремний и германий.
Германий и кремний – элементы четвертой группы периодической системы Д.И. Менделеева, т.е. являются четырехвалентными элементами. В валентной зоне каждого атома германия и кремния имеется по четыре валентных электрона. Германий и кремний имеют атомные кристаллические решетки. Связь между атомами в таких решетках парноэлектронная или ковалентная. Каждый атом в них связан с соседним двумя электронами – по одному от каждого атома.
Схематическое изображение кристалла германия на плоскости показано на рис.1. Каждый атом в монокристалле германия окружен четырьмя соседними атомами, с которыми он связан парноэлектронными связями. В результате валентная оболочка каждого атома имеет восемь электронов, т. е. оказывается полностью заполненной. В таком кристалле все валентные электроны связаны между собой прочными парноэлектронными связями. Свободных электронов, которые могли бы участвовать в переносе зарядов, нет.
Чистые полупроводники при нуле абсолютной температуры (Т = 0єК) являются идеальными диэлектриками.
Однако в нормальных условиях, при комнатной температуре, некоторые валентные электроны кристаллической решетки получают энергию, достаточную для разрыва ковалентной связи, т. е. для перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости. Вследствие разрыва одной парноэлектронной связи образуются два носителя заряда: электрон и дырка.
Рисунок 1
Электрон, как известно, является носителем элементарного отрицательного заряда. При разрыве парноэлектронной связи электрон отрывается от атома, после чего одна связь в атоме оказывается незаполненной – свободной.
Незаполненная электронная связь в кристаллической решетке полупроводника называется дыркой. Дырка обладает положительным зарядом, по абсолютной величине равным заряду электрона, и, следовательно, является носителем положительного заряда.
Дырка может быть заполнена электроном, оторвавшимся от соседнего атома. Процесс заполнения электроном дырки называется рекомбинацией. При этом в соседнем атоме на месте ушедшего электрона образуется новая дырка.
В обычных условиях, т. е. при комнатной температуре, процесс возникновения пары электрон – дырка и рекомбинация происходят непрерывно. В результате устанавливается динамическое равновесие, при котором в чистом полупроводнике концентрация электронов равна концентрации дырок.
Наличие носителей зарядов в полупроводнике объясняет его проводимость. Проводимость чистого полупроводника, обусловленная электронами и дырками, возникающими только в результате разрыва парноэлектронных связей, называется собственной проводимостью.
При отсутствии внешнего электрического поля электроны и дырки перемещаются в объеме полупроводника беспорядочно. Если же к полупроводнику приложить напряжение, то в нем возникает упорядоченное движение электронов в одном направлении и дырок в другом – противоположном направлении. Через полупроводник протекает ток, который равен сумме токов электронного In и дырочного Ip, т. е.
I = In+ Ip. (1.1)
Ток, протекающий в полупроводнике при равновесной концентрации носителей зарядов (электронов и дырок), называется дрейфовым током или током проводимости.
Плотность дрейфового тока определяет удельную электропроводность полупроводников ?. Так, для германия удельная электропроводность
?Ge = 2 ∙ 10-2 Ом-1 ∙ см-1,
а для кремния
?Si = 4 ∙ 10-6 Ом-1 ∙ см-1,
т. е. ?Ge>>?Si.
С повышением температуры удельная электропроводность увеличивается по экспоненциальному закону.
Полупроводник без примесей называют собственным полупроводником или полупроводником і— типа. Он обладает собственной электропроводностью, которая, как было показано, складывается из электронной и дырочной электропроводности.
Если в полупроводнике имеются примеси других веществ, то дополнительно к собственной электропроводности появляется еще примесная электропроводность, которая в зависимости от рода примеси может быть электронной или дырочной.
Для получения полупроводника с электронной электропроводностью в чистый полупроводник – германий или кремний – вводят небольшое количество элемента пятой группы периодической системы элементов: сурьмы (Sb), мышьяка (As), фосфора (P). Их атомы взаимодействуют с атомами германия только четырьмя своими электронами (рис. 2) образуя прочные парноэлектронные связи с четырьмя соседними атомами германия. Пятый валентный электрон, например атома мышьяка, в образовании парноэлектронной связи не участвует. Поэтому он оказывается слабо связанным со своим атомом и может быть легко оторван от него. В результате он превращается в свободный электрон, который может свободно перемещаться в объеме полупроводника, создавая электронную проводимость.
Атом мышьяка, потерявший один электрон, превращается в положительный ион, который оказывается неподвижным, так как он прочно удерживается в узле кристаллической решетки парноэлектронными связями.
Подвижные носители зарядов, концентрация которых в данном полупроводнике преобладает, называются основными носителями зарядов.
Элементы, атомы которых отдают свои электроны, создавая в полупроводнике избыток свободных электронов, называются донорами.
Обычно донорами для германия являются мышьяк и сурьма, а для кремния – фосфор и сурьма.
В полупроводнике с донорными примесями электроны являются основными носителями зарядов, а дырки – не основными.
Проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике избыточных свободных электронов, называется электронной проводимостью.
Полупроводник, в котором основными носителями зарядов являются электроны, называется электронным полупроводником или полупроводником n— типа.
Для получения полупроводника с дырочной электропроводностью в кристалл чистого германия вводят примеси трехвалентных элементов: индий (In) и галлий (Ga) для германия; бор (В) и алюминий (Al) для кремния. При этом три валентных электрона, например индия, образуют три парноэлектронные связи с соседними атомами германия. В результате теплового движения электрон одного из соседних атомов германия может перейти в незаполненную связь атома индия. В атоме германия появится одна незаполненная связь – дырка (рис. 3). Захваченный атомом индия, четвертый электрон образует парноэлектронную связь и прочно удерживается атомом индия. Атом индия становится при этом неподвижным отрицательным ионом.
Примеси, атомы которых захватывают и прочно удерживают электроны атомов полупроводника, называются акцепторными или акцепторами.
Проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике избытка подвижных дырок, т. е. превышением их концентрации над концентрацией электронов, называется дырочной проводимостью или проводимостью р- типа.
Основными носителями зарядов в полупроводнике с акцепторной примесью являются дырки, а не основными – электроны.
Полупроводники, в которых основными носителями зарядов являются дырки, называются дырочными полупроводниками или полупроводниками р- типа.
Рисунок 2 Рисунок 3
Электрический ток в полупроводнике может быть вызван двумя причинами:
— действием внешнего электрического поля;
— неравномерным распределением концентрации носителей зарядов по объему полупроводника.
Направленное движение подвижных носителей зарядов под воздействием электрического поля называют дрейфом (дрейфовое движение), а под воздействием разности концентраций носителей зарядов – диффузией (диффузионное движение). Неравномерность концентрации зарядов в какой-либо части полупроводника может возникнуть под действием света, тепла электрического поля и др.
В зависимости от характера движения носителей зарядов различают соответственно дрейфовый и диффузионный токи в полупроводниках.
1.2 Электронно — дырочный переход (p — n — переход)
Область на границе двух полупроводников с различными типами электропроводности называется электронно — дырочным переходом или p—n— пе-реходом.
Пусть внешнее напряжение на переходе отсутствует. Так как носители зарядов в каждом полупроводнике совершают беспорядочное тепловое движение, то происходит их диффузия из одного полупроводника в другой. Из полупроводника n— типа в полупроводник р- типа диффундируют электроны, а в обратном направлении из полупроводника р- типа в полупроводник n— типа диффундируют дырки (рис.4, б). В результате диффузии носителей зарядов по обе стороны границы раздела двух полупроводников с различным типом электропроводности создаются объемные заряды различных знаков. В области n возникает положительный объемный заряд, который образован положительно заряженными атомами донорной примеси. Подобно этому в области р возникает отрицательный объемный заряд, образованный отрицательно заряженными атомами акцепторной примеси.
а)
б)
Рисунок 4
Между образовавшимися объемными зарядами возникают так называемая контактная разность потенциалов: uK= ?n – ?p и электрическое поле, направленное от n— области к p— области.
Как видно, в p—n— переходе возникает потенциальный барьер, который препятсвует диффузии основных носителей зарядов.
Высота потенциального барьера равна контактной разнице потенциалов и обычно составляет десятые доли вольта. Высота потенциального барьера возрастает при увеличении концентрации примесей в соответствующих областях, при этом толщина p—n— перехода d уменьшается. Для германия, например, при средней концентрации примесей uK= 0,3 – 0,4 В и d = 10-4 – 10-5 см, а при больших концентрациях – uК ?0,7 В и d = 10-6 см. С увеличением температуры высота потенциального барьера уменьшается.
Одновременно с диффузионным перемещением основных носителей через границу происходит и обратное перемещение носителей под действием электрического поля контактной разности потенциалов. Такое перемещение не основных носителей зарядов называется дрейфовым.
При отсутствии внешнего электрического поля через p—n— переход протекают два тока: ток диффузии и ток дрейфа.
Ток диффузии и ток дрейфа через p—n— переход протекают навстречу друг другу и взаимно компенсируются. Суммарный ток через p—n— переход равен нулю.
При образовании контактной разности потенциалов по обе стороны границы раздела полупроводников образуется слой с пониженной концентрацией основных носителей зарядов. Он обладает повышенным сопротивлением и называется запирающим слоем. Толщина его несколько микрон.
Внешнее напряжение U, приложенное плюсом к p— области p—n— перехода, а минусом к n— области, называется прямым напряжением Uпр.
Если к p—n— переходу приложено внешнее прямое напряжение Uпр, то создаваемое им внешнее электрическое поле Eпр оказывается направленным навстречу электрическому полю p—n— перехода –Eк. В результате этого высота потенциального барьера понижается на величину внешнего напряжения. Одновременно уменьшается толщина запирающего слоя (dпр p—n— переход из p— и n— областей.
Рисунок 5
При прямом напряжении Iдиф > Iдр и поэтому полный ток через переход т.е. прямой ток, уже не равен нулю:
Iпр = Iдиф ? Iдр > 0. (1.2)
Ток, протекающий через p—n— переход под действием приложенного к нему прямого внешнего напряжения, называется прямым током. Протекающий через p—n— переход прямой ток направлен из p— области в n— область.
Введение носителей зарядов через p—n— переход при действии прямого внешнего напряжения в область полупроводника, где эти носители являются не основными, называется инжекцией.
Внешнее напряжение, приложенное “плюсом“ источника питания к n— области p—n— перехода, а “минусом“ к p— области называется обратным.
Рисунок 6
Под действием обратного напряжения Uобр через переход протекает очень небольшой обратный ток Iобр, что объясняется следующим образом. Поле, создаваемое обратным напряжением Eобр, складывается с полем контактной разности потенциалов Eк. В результате этого потенциальный барьер повышается, а толщина самого запирающего слоя увеличивается (dобр > d). Этот слой еще сильнее обедняется носителями, и его сопротивление значительно возрастает, т. е. Rобр >> Rпр.
Внешнее поле оттягивает основные носители зарядов от p—n— перехода. Перемещение свободных носителей зарядов через p—n—переход уменьшается, и при обратном напряжении, равном Uобр = 0,2В, ток диффузии через переход прекращается, т.е. Iдиф = 0, так как собственные скорости носителей недостаточны для преодоления потенциального барьера. Однако не основные носители будут перемещаться через p—n— переход, создавая ток, протекающий из n—области в p— область (обратный ток Iобр). Он является дрейфовым током (током проводимости) не основных носителей через p—n— переход. Значительное элек-трическое поле, создаваемое обратным напряжением, перебрасывает через p—n— переход любой не основной носитель заряда, появившийся в этом поле.
Выведение не основных носителей через p—n— переход электрическим полем, созданным обратным напряжением, называют экстракцией носителей зарядов.
Таким образом, p—n— переход пропускает ток в одном направлении – прямом, и не пропускает ток в другом направлении – обратном, что определяет вентильные свойства p—n— перехода.
Вольт-амперной характеристикой (ВАХ) p—n— перехода называется зависимость тока, протекающего через p—n— переход от приложенного внешнего напряжения I = f(U) (рис.7).
Рисунок 7 – Вольт-амперная характеристика p—n— перехода: 1 – прямая ветвь; 2 – обратная ветвь при лавинном пробое; 3 – обратная ветвь при тепловом пробое
Прямую 1 и обратную 2 ветви ВАХ изображают в различном масштабе, поскольку в нормальном режиме работы p—n— перехода обратный ток на несколько порядков меньше прямого.
При достижении обратным напряжением некоторой критической величины Uпроб происходит резкое уменьшение сопротивления p—n— перехода. Это явление называется пробоем p—n— перехода, а соответствующее ему напряжение – напряжением пробоя. Различают электрический и тепловой пробой. Электрический пробой (участок АБВ характеристики) является обратимым, т. е. при этом пробое в переходе не происходит необратимых изменений (разрушения структуры вещества). Могут существовать два вида электрического пробоя: лавинный и туннельный.
Лавинный пробой объясняется лавинным размножением носителей за счет ударной ионизации и за счет вырывания электронов из атомов сильным электрическим полем. Этот пробой характерен для p—n— переходов большой толщины, получающихся при сравнительно малой концентрации примесей в полупроводниках. Пробивное напряжение для лавинного пробоя составляет десятки или сотни вольт.
Явление ударной ионизации состоит в том, что при более высоком обратном напряжении электроны приобретают большую скорость и, ударяя в атомы кристаллической решетки, выбивают из них новые электроны, которые, в свою очередь, разгоняются полем и также выбивают из атомов электроны. Такой процесс усиливается с повышением напряжения.
Туннельный пробой объясняется явлением туннельного эффекта. Сущность последнего состоит в том, что при поле напряженностью более 105В/см, действующем в p—n— переходе малой толщины, некоторые электроны проникают через переход без изменения своей энергии. Тонкие переходы, в которых возможен туннельный эффект, получаются при высокой концентрации примесей. Напряжение, соответствующее туннельному пробою, обычно не превышает единиц вольт.
Области теплового пробоя соответствует на рис. 7 участок ВГ. Тепловой пробой необратим, т.к. он сопровождается разрушением структуры вещества в месте p—n— перехода. Причиной теплового пробоя является нарушение устойчивости теплового режима p—n— перехода. Это означает, что количество теплоты, выделяющейся в переходе от нагрева его обратным током, превышает количества теплоты, отводимой от перехода. В результате температура перехода возрастает, сопротивление его уменьшается и ток увеличивается, что приводит к перегреву перехода и его тепловому разрушению.
Рисунок 8 – Вольт-амперная характеристика p—n—перехода: 1 – при 20°С; 2 – при 50°С
На электропроводность полупроводников значительное влияние оказывает температура. При повышении температуры усиливается генерация пар носителей зарядов, т. е. увеличивается концентрация носителей и проводимость растет. При повышении температуры прямой и обратный ток растут.
Для p—n— переходов на основе германия обратный ток возрастает примерно в 2 раза при повышении температуры на каждые 10°C; на основе кремния – при нагреве на каждые 10°C обратный ток увеличивается примерно в 2,5 раза. Прямой ток при нагреве p—n— перехода растет не так сильно, как обратный. Это объясняется тем, что прямой ток возникает главным образом за счет примесной проводимости, а концентрация примесей не зависит от температуры.
Барьерная (зарядная) и диффузионная емкость p—n— перехода
Запирающий слой имеет высокое сопротивление и играет роль диэлектрика, а по обе его стороны расположены два разноименных объемных заряда +Qобри ? Qобр, созданные ионизированными атомами донорной и акцепторной примеси. Поэтому p—n—переход обладает емкостью. Эту емкость называют барьерной емкостью.
При прямом напряжении кроме барьерной емкости существует диффузионная емкость. Диффузионная емкость характеризует накопление подвижных носителей зарядов в p— и n— областях при прямом напряжении на переходе, когда носители зарядов в большом количестве диффундируют (инжектируют) через пониженный потенциальный барьер и, не успев рекомбинировать, накапливаются в p— и n— областях.
Диффузионная емкость значительно больше барьерной.
Рисунок 9 – Зависимость емкости p—n—перехода от приложенного напряжения
Что такое усилитель? — Определение из WhatIs.com
По
- Участник TechTarget
Усилитель — это электронное устройство, которое увеличивает напряжение, силу тока или мощность сигнала. Усилители используются в беспроводной связи и радиовещании, а также в звуковом оборудовании всех видов. Их можно разделить на усилители слабого сигнала или усилители мощности .
- Усилители слабого сигнала используются в основном в беспроводных приемниках. Они также используются в акустических звукоснимателях, магнитофонных проигрывателях и проигрывателях компакт-дисков. Усилитель слабого сигнала предназначен для работы с чрезвычайно слабыми входными сигналами, в некоторых случаях измеряемыми всего в несколько нановольт (единицы 10 -9 вольт). Такие усилители должны генерировать минимальный внутренний шум при значительном увеличении напряжения сигнала. Наиболее эффективным устройством для этого приложения является полевой транзистор. Спецификация, обозначающая эффективность усилителя слабого сигнала, равна 9.0023 чувствительность , определяемая как количество микровольт (единицы 10 -6 вольт) входного сигнала, которые создают определенное отношение выходного сигнала к выходному шуму (обычно 10 к 1).
- Усилители мощности используются в беспроводных передатчиках, широковещательных передатчиках и аудиооборудовании Hi-Fi. Наиболее часто используемым устройством для усиления мощности является биполярный транзистор. Однако электронные лампы, когда-то считавшиеся устаревшими, становятся все более популярными, особенно среди музыкантов. Многие профессиональные музыканты считают, что вакуумная лампа (известная в Англии как «вентиль») обеспечивает превосходную точность воспроизведения.
Два важных аспекта усиления мощности: выходная мощность и эффективность . Выходная мощность измеряется в ваттах или киловаттах. Эффективность — это отношение выходной мощности сигнала к общей потребляемой мощности (мощность, потребляемая от источника питания или батареи). Это значение всегда меньше 1. Обычно оно выражается в процентах. В звуковых приложениях усилители мощности имеют КПД от 30 до 50 процентов. В передатчиках беспроводной связи и вещания эффективность колеблется от 50 до 70 процентов. В Hi-Fi аудио усилителях мощности, искажение также является важным фактором. Это мера степени, в которой выходной сигнал является точным воспроизведением входного сигнала. Как правило, чем ниже искажения, тем выше точность воспроизведения звука.
Последнее обновление: декабрь 2021 г.
Продолжить чтение Об усилителе- Что такое коэффициент усиления (усиления)? — Определение из WhatIs.com
- Что такое эрбиевый усилитель? — Определение из WhatIs.com
прием данных
Прием данных — это процесс получения и импорта данных для немедленного использования или хранения в базе данных.
ПоискСеть
- беспроводная ячеистая сеть (WMN)
Беспроводная ячеистая сеть (WMN) — это ячеистая сеть, созданная путем соединения узлов беспроводной точки доступа (WAP), установленных в …
- Wi-Fi 7
Wi-Fi 7 — это ожидаемый стандарт 802.
11be, разрабатываемый IEEE. - сетевая безопасность
Сетевая безопасность охватывает все шаги, предпринятые для защиты целостности компьютерной сети и данных в ней.
ПоискБезопасность
- Что такое модель безопасности с нулевым доверием?
Модель безопасности с нулевым доверием — это подход к кибербезопасности, который по умолчанию запрещает доступ к цифровым ресурсам предприятия и …
- RAT (троянец удаленного доступа)
RAT (троян удаленного доступа) — это вредоносное ПО, которое злоумышленник использует для получения полных административных привилегий и удаленного управления целью …
- атака на цепочку поставок
Атака на цепочку поставок — это тип кибератаки, нацеленной на организации путем сосредоточения внимания на более слабых звеньях в организации …
ПоискCIO
- Пользовательский опыт
Дизайн взаимодействия с пользователем (UX) — это процесс и практика, используемые для разработки и внедрения продукта, который будет обеспечивать положительные и .
.. - соблюдение конфиденциальности
Соблюдение конфиденциальности — это соблюдение компанией установленных правил защиты личной информации, спецификаций или …
- контингент рабочей силы
Временная рабочая сила — это трудовой резерв, члены которого нанимаются организацией по требованию.
SearchHRSoftware
- Поиск талантов
Привлечение талантов — это стратегический процесс, который работодатели используют для анализа своих долгосрочных потребностей в талантах в контексте бизнеса …
- удержание сотрудников
Удержание сотрудников — организационная цель сохранения продуктивных и талантливых работников и снижения текучести кадров за счет стимулирования …
- гибридная рабочая модель
Гибридная модель работы — это структура рабочей силы, включающая сотрудников, работающих удаленно, и тех, кто работает на месте, в офисе компании.
..
SearchCustomerExperience
- CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) аналитика
Аналитика CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) включает в себя все программные средства, которые анализируют данные о клиентах и представляют…
- разговорный маркетинг
Диалоговый маркетинг — это маркетинг, который привлекает клиентов посредством диалога.
- цифровой маркетинг
Цифровой маркетинг — это общий термин для любых усилий компании по установлению связи с клиентами с помощью электронных технологий.
Статья о сигнале+усилитель из The Free Dictionary
Сигнал+усилитель | Статья про сигнал+усилитель от The Free DictionaryСигнал+усилитель | Статья про сигнал+усилитель от The Free Dictionary
Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.
