Билет №5

1.Стабилитрон. Вольтамперлік сипаттамасы, көрсеткіштері. Стабистор. Стабилитрон және стабистор тұрақты токтың сызықты емес тізбектерде кернеуді тұрақтандыру үшін қолданылады. Стабилитронның стабистордан айырмашылығы кернеді тұрақтандыру үшін ВАС-тың қай тармағы алынатығында. Сонымен қатар бұл I=f(U) –тәуелділік біршама сызықты екенін де көреміз. Шамасы жоғары кернеулерді (U>3В) тұрақтандыру үшін ВАС-тың кері тармағын (АВ участкісін) пайдаланады. Міне, осы мақсатпен қолданылатын диодтар стабилитрондар деп аталады. Кернеулердің мәндері (шамалары) үлкен болмағанда (U≤1В мысалы ИМС - терде) ВАС –тың тура тармақты (СД участкесін) пайдаланады да, ал бұл жағдайда қолданатын диодтар стабисторлар деп аталады.Бұл үлкен ШӨ аспаптар, әдетте, SI-ден жасалады. Жоғарғы деңгейде легирленген SI-ді пайдалғанда (қоспалардың концентрациясы үлкен болса, онда еркін заряд тасушылар саны да үлкен болады) тұрақтандыру кернеуі төмендейді, ал егер SI-дің лигилену дәрежесі төмендесе – жоғарлайды. Тұрақтандыру кернеудің ауқымы 3- тен 180 Вке дейін.

2.Оқшауланған жаппасы бар өрістік транзисторлар немесе МТШ транзисторлар. Сипаттамалары, көрсеткіштері, белгіленуі. Транзистор өрістік (униполярлы) және биполярлы деп бөлінеді.Өрістік (арналық) транзистор – жұмыстық токтың өзгеруі кіріс сигналы тудыратын, оған перпендикуляр бағытталған электр өрісі әрекетінен болатын транзистор. Өрістік транзисторларда кристалл арқылы өтетін токты тек бір таңбалы заряд тасушы – электрон немесе кемтік тудырады. Заряд тасушыларды басқаруға негізделетін физикалық эффектілерге қарай өрістік транзисторлар шартты түрде 2 топқа: #басқаратын р-п электрон-кемтіктік ауысуы бар немесе металл-шалаөткізгіш түйіспелі 2 оқшауланған жапқылы металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) транзисторлар деп бөлінеді.Өрістік транзисторлар әдетте кремний немесе галий арсениді негізінде жасалады. Олардың тұрақты ток бойынша кірістік және шығыстық кедергілері жоғары, инерциялығы төмен, жиіліктік шегі жоғары болып келеді. Өрістік транзисторлар байланыс, есептеуіш техникаларында, теледидарда шусыз, қуатты және ауыстырып-қосқыш (кілттік) ретінде қолданылады. Металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) құрылымды өрістік транзисторлар интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады.Биполярлы транзисторлар үш кезектелген электрондық (п) немесе кемтіктік (р) өткізгіштік облыстардан тұрады. Олар р-п-р және п-р-п типті болып ажыратылады. Биполярлы транзистордың ортаңғы облысы база, қалған екеуі эмиттер және коллектор деп аталады. База эмиттер мен коллектордан тиісінше эмиттерлік және коллекторлық р-п ауысуларымен бөлінген. Биполярлық транзистордың жұмыс істеу принципі база арқылы өтетін негізгі емес заряд тасушылардың ағынын бақылауға негізделген. Эмиттерлік ауысу тура бағытта ығысқан және ол негізгі емес заряд тасушылардың инжексиясын (итерілуін, ендірілуін) қамтамасыз етеді, ал коллекторлық ауысу кері бағытта ығысқан, ол эмиттер итерген негізгі емес заряд тасушыларды жинап алуды қамтамасыз етеді. Биполярлық транзисторлар негізінен электр сигналдарын өндіруге, күшейтуге арналған. Транзисторлар физикалық және басқа да параметрлеріне байланысты төмен (3 МГц-ке дейін), жоғары (300 МГц-ке дейін), аса жоғары жиілікті (300 МГц-тен жоғары), аз қуатты (шектік сейілу қуаты 1 Вт-қа дейін), үлкен қуатты (шектік сейілу қуаты 1 Вт-тан жоғары), жоғары және төмен кернеулі, дрейфтік, т.б. түрлерге бөлінеді. Транзистор қазіргі кездегі микроэлектроника құ-рылғыларының негізгі элементі болып табылады.

3. ТТЛ логика

Транзисторлы транзисторлық логика (ТТЛ, TTL)биполярлы транзисторлар мен резисторлар негізінде құрылған цифрлы логикалық микросұлбалардың бір түрі. транзисторлар логикалық функцияларды орындау үшін де(мысалы ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ), шығыс сигналын күшейту үшін де (резисторлы-транзисторлық және диодты-транзисторлы логикадан айырмашылығы) қолданыладыТТЛ қарапайым базалық элементі И-НЕ логикалық операциясын орындайды,, былайша алғанда ДТЛ микросұлба құрылымын қайталайды және көпэмиттерлі транзисторды қолдану есебінен диодтың қасиеті мен транзисторлық күшейткіштің қасиеттерін біріктіреді, бұл өз кезегінде микросұлбаның әрекетін жылдамдығын және энергияны қолдануын ұлғайтады, тұтынылатын қуатты төмендетеді және микросұлбаның дайындалу технологиясын жетілдіреді. ТТЛ компьютерде, электронды музыкалық аспаптарда, сондай-ақ өлшеуші-бақылаушы аппаратура мен автоматикада (КИПиА) кең қолданысқа ие.ТТл-дың кең қолданысқа ие болуының арқасында электронды құрылғының кіріс және шығыс тізбектері көбіне ТТЛ-мен электронды сипаттамасы бойынша үйлесімді орындалады.Паразитті сигналдың аз ғана деңгейі жеткілікті тиімділікті сақтағанда 5 В кернеуіне жетеді, сондықтан бұл цифр ТТЛ-дың техникалық регламентіне енген.

Билет №6

1. Диодтық оптрон. Құрылысы, таңбалануы, көрсеткіштері.

Оптрон – жарық көзін және онымен сәйкестендірілген фотокабылдағышты біріктіретін активті элемент, онда сыртқы электр сигналы оптикалық сигналға түрленіп күшейтіледі, сонан кейін қайтадан электрлік сигналға айналдырылады, немесе осы процестер кері бағытта жүргізіледі, бірақ күшейту еселігі міндетті түрде бірден үлкен болуы қажет. диодты транзисторлық оптрон шапшаңдығы жоғары. ОЭ ИС ерекшелігі – сигналды бір жақты тарату және кері байланыстың болмауы. Оптоэлектрондық аспаптардың техникасының келешегі бар және үздіксіз даму үстінде. Оның жылдамдығы мен жиілігі де жоғары, сезімталдық қабілеті де жеткілікті жәнежасалу жолы интегралдық технолияға үйлесімді келеді. Жылдамдығы жағынан кейбір диодтық, оптрондардың қосылып, ажыратылуы оңдаған нс-тар аралығында өтеді. Тағы бір қосымша қасиеті - шығыс жолдарынын сыртқы энергия көзінсіз жұмыс істей алуы (оптронның фотогенераторлық режимі). Диодтық оптрондардың кемшілігі ретінде олардың ток беру коеффициентінің төмендігін (К і= I _ш/ I _к =0,01-0,02 аралығында) көрсетуге болады. Диоттық оптрондардың кейбір өкілдері ретінде АОД101 (АОД - арсенидгаллийлі диодnық оптрон), АОДІ09 (бір корпуста үш оптрон қатар орналасқан), АОД111 (сәуле жолы ашық оптрон) т.б. атауға болады.

 

2. Биполярлы транзисторды жасау технологиясы. Қосылу түрлері.Биполюстітранзистор – күшейту қасиеттері заряд тасушылардың инжекциясы және экстракциясы құбылыстарымен туындайтын, өзара әрекеттесуші екі p-n өткелдері бар шала өткізгішті триод. Заряд тасушылардың екі типі де: электрондар да кемтіктер де қатысатындықтан олар биполюсті деп аталады. Өткелдердің ығысу кернеуіне қарай үш түрлі – активті, ток тоқтату және қанығу қосылу режимдерін ажыратады:Активті режимде өткелдердің бірі тура, екіншісі – кері бағытта ығысады. Егер тура бағытта эмиттерлік өткел қосылса, онда мұндай режим қалыпты активті немесе күшейту режимі деп аталады. Сыртқы тізбектердегі токтар активті режимде ашық өткелдің басқарылушы потенциалдық тосқауылының биіктігімен, яғни, өткелдің қосалқы тасушыларды базаға инжекциялау қабілетімен анықталады. Қанығу режимінде екі өткел де тура бағытта ығысады, яғни ашық. Базаға эмиттер және коллектор облыстарынан қосалқы тасушылар инжекцияланады. Екі өткел де ашық болғандықтан, құрылымда аздаған кернеу түседі. Сондықтан қанығу режимі, транзистор тізбекті тұйықтауға арналған кілттің рөлін атқаратын кездедерде жиі қолданылады. Активті режимде транзисторды басқару толығымен жүзеге асырылады және ол активті элементтің рөлін атқарады. Ток тоқтату және қанығу режимдерінде күшейту жоқ деуге болады.

3. ТТК-ның дрейфін азайтудың шұғыл амалы

Әдетте транзисторда КӨ-нің ауданы ЭӨ-нің ауданынан үлкен, сондықтан бұл жағдай база ішіне инжекцияланған тасушылардың көбін жинап алуға мүмкіндік береді. База аймағында заряд тасушылардың өту механизміне тәуелді дрейфтік және дрейфсіздік транзисторларды айырып танайды.

Дрейфсіздік транзисторларда базалық аймақ арқылы негізгі емес заряд тасушылардың тасымалдануы диффузиямен байланысты. Дрейфтік транзисторларда қоспаларды арнайы үлестіру жолымен база аймағында ішкі электр өрісі тудырылып, негізгі емес заряд тасушылардың база арқылы тасымалдануы әрі дрейф арқылы (жәрдемімен), әрі диффузия жәрдемімен іске асырылады. Қазіргі транзисторлардың көбі дрейфтік. Бірақ жұмыс істеу қағидаларын түсіндіруді оңайлату (жеңілдету) үшін біз дрейфсіздік транзисторларды қарастырамыз.

Транзистордың n-р-n түрінің жұмыс істеу қағидасын қарастырайық. Транзистор келесі тәртіптерде (режимдерде) қолданылуы мүмкін:

а) n-р өткелдердің екеуі де кері бағытта ығысқан (тоқтату (отсечка) тәртібі);

ә) өткелдердің екеуі де тік бағытта ығысқан (қанығу тәртібі);

б) эмиттерлік өткел тік бағытта, ал коллекторлық кері бағытта ығысқан (активті тәртіп – белсенді тәртіп);

Билет №7

1. Транзистордың Т-әрпі тәрізді физикалық эквивалент схемасы.

5.12-суретте ортақ базалы транзистордың Т-тәріздес балама сұлбасы келтірілген, мұндағы: − базаның активті облысының көлемдік кедергісі (100…400) Ом;

I_Э – трснзистордың активті қасиеттерін бейнелейтін ток генераторы – эмиттер тогын I_э коллектор тізбегіне беру эффектісі; −эмиттер тогының беріліс еселігі;

 

r_э− эмиттерлік өткелдің дифференциалдық кедергісі

; (ондаған килоом),әдетте I_э>>I_эо, онда r_э= . Мысалы, I_э= 1мА болса, r_э=26 Ом; r_к – коллекторлық өткелдің дифференциалдық кедергісі, r_к = жүздеген кОм; С_к – коллекторлық өткелдің тосқауылдық сыйымдылығы; С_э – эмиттерлік өткелдің диффузиялық сыйымдылығы.

5.13-суретте ортақ эмиттерлі Т-тәріздес физикалық балама сұлба келтірілген, мұндағы  ток генераторы I_б база тогының коллектор тізбегіне берілуін бейнелейді.

Коллектор кернеуінің өсімшесі екі өткелге де бөлінгендіктен,

С_кэ  С_к; r_кэ r_к;

2.Транзисторлық оптрон. Таңбалануы, құрылысы.

Оптрон – жарық көзін және онымен сәйкестендірілген фотокабылдағышты біріктіретін активті элемент, онда сыртқы электр сигналы оптикалық сигналға түрленіп күшейтіледі, сонан кейін қайтадан электрлік сигналға айналдырылады, немесе осы процестер кері бағытта жүргізіледі, бірақ күшейту еселігі міндетті түрде бірден үлкен болуы қажет. транзисторлық оптрон – галлий арсенидінен жасалған сәулелі диод кремний фототранзистор. Оптрондардың ток беру коэффициентіне жоғары талап қойылғанда транзисторлық оптрон пайдаланылады. Одан да жоғары күшейтуді құрама транзисторлық (екі, үш транзистордан тұратын) оптрон бере алады. Транзисторлық оптронның тағы бір түрі - оның бір ауысулы транзистор негізінде жасалынған түрі.

Транзисторлық оптрондардың кемшіліктері: оның қосылу жылдамдығының төмендігі мен оның "үзілген база" Режимінде жұмыс істеуі. Бірінші кемшілік, оның жылдамдығы мен күшейткіштігінің өзара қайшылығынан туады жылдамдықты арттыру үшін база ені тар болуы керек (заряд тасушылары тез өту үшін), бірақ аз аумақтағы базада туатын заряд тасушылары да аз болып, оның сезімталдығы (күшейткіштігі) шамалы болады. "Үзілген база" режимінде транзистордың жабық күйіндегі тогы көбейіп, оның кернеу (кернеуге шыдау) қабілеті де төмендейді. Сондықтан да пайдалану тұрғысынан транзисторлық оптрон ең электрондық аспап болғанымен, оны өндірісте қолданылады деп айтуға болмайды. Олардың негізгі өкіл АОТ110, АОТ123, АОТ126, АОТ128 және 249-сериялы интегралдық схемалар құрамына кіретін: 249КП1, 249КП2.

 

2. Аналогты сумматор

Сумматор — устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов.Аналоговый сумматор — устройство, выполняющее операцию вида некоторые аналоговые величины. Наиболее часто аналоговые сумматоры используются в электронной технике. Схема простейшего аналогового сумматора на операционном усилителе приведена на рис. 1[1]. В качестве суммируемых величин выступают входные напряжения U1... Un, в качестве результата — выходное напряжение схемы UВЫХ. Полагая, что операционный усилитель является идеальным (с бесконечным коэффициентом усиления и нулевыми входными токами), из первого закона Кирхгофа получаем, что ток через сопротивление RОС равен сумме токов через сопротивления R1... Rn: Выражая токи через напряжения и сопротивления, приходим к выражению Таким образом, схема рис. 1 выполняет над входными напряжениями операцию

 

Билет №8

1. p-n -өткелі(ауысуы). Тепе-теңдік күйі. Потенциалдық тосқауыл.

Электрондық-кемтіктік p-n - өткел деп p - және n -типті шала өткізгіштердің арасындағы шекараны айтамыз. Егер өткел ауданының сызықтық өлшемдері қалыңдығынан әлдеқайда үлкен болса, онда өткел жазық, ал егер өлшемдері шамалас болса – нүктелік деп аталады.

р-n өткелі ( ауысуы) р және n жартылай өткізгіштерінің өзара қосылуымен пайда болады. Жеке алғанда р жартылай өткізгіші болсын, n жартылай өткізгіші болсын, электр зарядтары жағынан өзара бейтарап келеді. Осыған сәйкес n жартылай өткізгішінен жылжымалы электрондар кететін болса, олардың орнында қозғалмайтын оң зарядты донор иондары қалады.

Мысалы, р жартылай өткізгішінің оң зарядталған кемтіктері толығымен теріс акцептор иондарымен бейтараптанған.

Осы оң зарядталған кемтіктерді жекеше бөліп алған жағдайда, олардың орнында қозғалмайтын теріс акцептор иондары қалар еді.

Осындай бейтарап жартылай өткізгіштерді өзара түйістірген кезде, ондағы жылжымалы заряд бөлшектері бір-біріне ауыса түсіп (қысымы үлкен-ауаның қысымы аз жаққа ауысқаны секілді), диффузия тогын тудырып, түйіспе маңында жылжымайтын қоспа иондарын қалдырады

Оң зарядтар оң жақта, ал теріс зарядтар сол жақта (жылжитыны бар, жылжымайтыны бар) жиналып, конденсатор құрылысына ұқсас құрылым туғызады.

Зарядтардың бұлай іркіле жиналуы ішкі электр өрісін Е_i, туғызады да, ол жылжымалы зарадтарды кері айдайды. Осыдан пайда болған ток дрейф тогы деп аталады.

Егер сырттан кернеу түсірілмейтін болса, онда дрейф ток пен диффузия тогы тепе-тендікте болып, жалпы ток нөлге тең болады.

 

2. Оптрондар құрылысы, вольтамперлік сипаттамасы, жұмысы.

Оптрон – жарық көзін және онымен сәйкестендірілген фотокабылдағышты біріктіретін активті элемент, онда сыртқы электр сигналы оптикалық сигналға түрленіп күшейтіледі, сонан кейін қайтадан электрлік сигналға айналдырылады, немесе осы процестер кері бағытта жүргізіледі, бірақ күшейту еселігі міндетті түрде бірден үлкен болуы қажетНегізгі артықшылығы – кіріс және шығыс тізбектерін ажырату мүмкіндігі, яғни гальваникалық немесе оптикалық ажыратуОптрондар екі түрге бөлінеді:а) сыртқы фотондық және ішкі электрлік байланысы бар оптрон.б) ішкі фотондық байланысы бар оптрон

 

 

Оптрон – оптоэлектрондық күшейткіштер мен бейнені түрлен­діргіштердің негізі. Көптеген оптрондардан тұратын матрицаның кірісіндегі бейне, шығысында күшейтіледі немесе түрленеді. Оптрондар электр сигналын түрлендіру, күшейту, қалыптастыру және т.б. мақсаттарда пайдаланылады. Оптрон көрсеткіштерін төрт топқа бөлеміз: кіріс тобы(сәуле диодының көрсеткіштері), шығыс тобы(сәуле қабылдағыш), беріліс тобы және гальваникалық алшақтау (изоляция) тобының көрсеткіштері. Кіріс тобының көрсеткіштеріне: кіріс тогының шектік мәні және кіріс кедергісі жатады. Шығыс тобының көрсеткіштер і; қосылу кезіндегі қалдық кернеу, қосылу кернеуінің және тогының үлкен шектік мәндері. Беріліс көрсеткіштері: ток беру коэффициенті, қосылу, ажыратылу ұзақтықтары. Гальваникалық алшақтау көрсеткіштері: кіріс-шығыс арасындағы кернеуге шыдам шегі (изоляциялау кернеуі) және изоляциялау кедергісі мен сыйымдылығы.

3.Электрондық Аналогтық құрылғылардың жiктемесi.

Аналоговые электронные устройства (АЭУ) - это устройства усиления и обработки аналоговых электрических сигналов, выполненные на основе электронных приборов.

Аналоговый сигнал представляет собой непрерывную функцию, с неограниченным числом значений в различные моменты времени. Наиболее часто встречающимся аналоговым сигналом являются звуки нашей речи, которые на осциллограммах имеют различные, причудливые формы. Аналоговые сигналы изменяются по тому же закону, что и описываемые им физические процессы.Следует выделить две большие группы по которым можно классифицировать аналоговые электронные устройства:

усилители - это устройства, которые за счёт энергии источника питания формируют новый сигнал, являющийся по форме более или менее точной копией заданного, но превосходит его по току, напряжению или по мощности.устройства на основе усилителей - в основном преобразователи электрических сигналов и сопротивлений.Преобразователи электрических сигналов (активные устройства аналоговой обработки сигналов) - выполняются на базе усилителей, либо путем непосредственного применения последних со специальными цепями обратных связей, либо путем некоторого их видоизменения. Сюда относят устройства суммирования, вычитания, логарифмирования, антилогарифмирования, фильтрации, детектирования, перемножения, деления, сравнения и др. Преобразователи сопротивлений - выполняются на основе усилителей с обратными связями. Они могут преобразовывать величину, тип, характер сопротивления. Используют их в некоторых устройствах обработки сигналов. Особый класс составляют всевозможные генераторы и связанные с ними устройства.

 

Билет №9

1. p-n өткелiнiң кернеуге керi қосылысы. Жүретiн токтар. Сыйымдылығы, өткiзгiштiгi. Потенциалдық тосқауыл.

p-n өткелдің кері ығысуы

p-n өткелге кері ығыстыру кернеуін түсірейік (2.2,б-сурет). p -облысқа минус, ал n -облысқа – плюс береміз. Потенциалдық тосқауыл шамасы өседі. Жабушы қабат кеңейеді, U_ауыс = _к+U_кері. Заряд тасушылар өткелден алыстайды да, өткел кедергісі жоғарылайды.Диффузиялық ток кемиді де, кері ток шамасы өседі. Кері ығысуда экстракция орын алды – кері ығысу салдарынан қосалқы заряд тасушыларды, негізгі тасушыға айналатын облысқа енгізу. |U_кері |  _Т болғанда, кері ток I_кері, p-n өткелдің ығу тогыныңқанығу шамасына I₀ ұмтылады. I₀ тек қосалқы тасушылардан туындағандықтан U_кері кернеуінен тәуелсіз.

U_кері шамасы ондаған және жүздеген вольтқа жетуі мүмкін (жылу әсерінен тесілумен шектеледі), I_кері – бірлеген және жүздеген микроампер болады.

 

 

Оқшауланған шала өткізгіште токтардың қосындысы нөлге тең, сондықтан динамикалық тепе-теңдік орнайды. Өткел облысында энергетикалық диаграммалардың қисаюы болады және қабаттар шекарасында беттесу потенциалдарының айырмасы деп аталатын потенциалдық тосқауыл пайда болады _к =  Е / q (2.1, д -сурет).

Потенциалдық тосқауыл _к =  Е / q = (Е _cp – E_cn)/q = (кТ / q) ln (p _p/ p _n) = (кТ / q) ln(n_n/n_p) == (кТ/q) ln[(N_aN_д)/n_i² ],мұндағы кТ/q=_T – температуралық потенциал. Т =300 К болғанда _T = 0,026 В. p-n өткелдегі сыйымдылықтар тосқауылдық және диффузиялық болып ажыратылады:а) тосқауылдық (зарядтық) сыйымдылық C _тосқ p-n өткелдің тепе-теңдік шарты және кері ығысуы кезінде жабушы қабатта зарядтардың (оң және теріс иондардың) болуынан туындайды, яғни өткелдегі зарядтардың қайта таралуын бейнелейді ,мұндағы  - шала өткізгіштің диэлектрлік өтімділігі; ₀ – вакуумдағы диэлектрлік өтімділік; S – өткел ауданы; l – өткел ені; _к – потенциалдық тосқауыл биіктігі. U_кері -нің артуымен тосқауылдық сыйымдылық -ге пропорционалды кемиді. Тосқауылдық сыйымдылықтың шамасы ондаған, жүздеген пикофарадаға тең;б) диффузиялық сыйымдылық С_диф p-n өткелдегі тура ығысу кезінде негізгі тасушылардың инжекциясы есебінен зарядтардың өзгеруінен пайда болады (өткел маңындағы зарядтардың қайта таралуын бейнелейді) С_диф = (q/kT)I_тура = I_тура /_Т,мұндағы I_тура – тура ток;

2. p-n өткелi бар өрiстiк транзистор. Вольтамперлiк сипаттамалары, көрсеткiштерi.Өрістік транзистор дегеніміз жұмыс істеу принципі шала өткізгіштің кедергісін көлденең электр өрісімен модуляциялауға негізделген шала өткізгішті аспап. Оның күшейткіштік қасиеттері, өткізуші арнасы арқылы өтетін бір таңбалы негізгі заряд тасушылардың (униполюсті) ағынымен анықталады. Басқарушы р - п өткелді транзистордың жұмыс істеу принципі, кері кернеудің әсерінен р - п өткелдің заряд тасушылар үлесі азайған облысының енінің өзгеруі себебінен, арна кедергісінің өзгеруіне негізделген. U_ТБ артқан кезде р - п өткел арнаға қарай өседі, арнаның көлденең қимасы және құйма тогы азаяды. Тиекте кернеу U_тб үлкен болған кезде арна жабылады (қабысады) да, ток нөлге ұмтылады. Тиек пен бастау арасындағы бұл кернеу U_ТБ ток токтату кернеуі U_ТТ деп аталады.

Басқарушы р - п өткелі бар транзисторлардың негізгі артықшылық­тары: жоғары кіріс кедергі, аз шулар, жасалу жеңілдігі, транзистор ашық кезде құйма мен бастау арасында қалдық кернеудің болмауы.

3. Кері байланыс қызметі мен түпкі бастамасы. Оны қамтамасыз етудің негізгі тәсілдері.

 

 

Билет №10

1. Шоттки диоды. Құрылысы, көрсеткіштері, таңбалануы.

Түзетуші жартылай өткізгішті металл контактіні Шоттки бөгеуілі деп атайды, ең алғашқы осындай контактінің құрамын зерттеген неміс ғалымы В. Шоттки атымен. Шоттки диодының жұмысы негізінде жоғары сапалы кремний, молибден, нихром, алтын, платина немесе алюминийден жасалатын металл-шала өткізгіш түзеткіш беттесу пайдаланылады.

 

Шоттки диодының ерекшеліктері:

а) негізгі тасушыларда жұмыс істейді, қосалқы тасушылардың инжекциясы болмайды, диффузиялық сыйымдылық нөлдің шамасында,

 

 

жылдамдығы жоғары, өйткені ол тек тосқауылдық сыйымдылықпен анықталады;

б) тура кернеуі түзеткіш диодтардағыға қарағанда аз, шамамен 0,4 B;

в) вольт-амперлік сипаттамасының тура тармағы қатаң экспонентамен сипатталады;

г) параметрлік ауытқуы аз;

д) сенімділігі мен соққыға төзімділігі жоғары;

е) жылу тарату қасиеттері жоғары.

Осы ерекшеліктері арқасында Шоттки диодтарын жоғары жиілікті аналогтық және цифрлық сұлбаларда қолдану тиімді.

 

2.Транзисторларды схемаға ортақ базамен (ОБ) қосу. Көрсеткіштері, сипаттамалары.

ОБ сұлба ток тұрақтандырғыштарында және жұмыстық жиілігі аса жоғары сұлбаларда қолданылады. Транзистордың негізгі вольт-амперлік сипаттамалары кіріс және шығыс сипаттамалары болып табылады. ВАС тогы тұрақты режимде алынады және ол тұрақты токтар мен кернеулердің тәуелділігін көрсетеді. ОБ сұлба бойынша транзистордың шығыс сипаттамалары коллектордың I_к шығыс тогының шығыс U_кб кернеуінен кіріс I_э тогы тұрақты болған кездегі тәуелділігі болып табылады: I_к =f(U _кб)|I_э =const I_э =0 болғанда, сипаттама диодтың кері тармағымен сәйкес келеді, коллекторлық өткелдің жылулық тогы I_к0 ағады. U_кб=0 және I_э > 0 болған кезде коллектор тогы I_к ≠ 0, өйткені эмиттер облысының базаға инжекцияланған негізгі тасушылары коллекторлық p-n -өткел арқылы коллектор облысына ығады. Коллектор тогы I_к (қосалқы тасушылар тогы), электрондардың базадан коллекторға қарай ығу ағыны электрондардың коллектордан базаға қарай диффузиялық ағынымен (қос инжекция режимі) толықтырылған кездегі, кері полюсті кернеудің белгілі бір мәнінде (коллекторлық өткел тура ығысқанда) ғана нөлге айналады.

3.Термокомпенцация жасаушы схемалар.Схемы термокомпенсации

В основу схем термокомпенсации положен принцип изменения сопротивления нелинейных элементов (терморезисторов, p-n-переходов, транзисторов и т.д.) от изменения температуры. Простейшей схемой является замена элемента R2 делителя R1–R2 на терморезистор с отрицательным ТКС, рис. 1.5. Недостатком этой схемы является, изменение входного сопротивления каскада по сравнению с фиксированным смещением, поэтому применяют схему рис. 1.5, б.

 

 

Работа таких схем довольно проста – при повышении температуры уменьшается сопротивление терморезистора RТ, в результате чего база становиться более положительной относительно более отрицательного коллектора, следовательно, транзистор призакрывается.

При применении терморезистора нет полной компенсации изменению токов транзистора, так как закон изменения сопротивления RТ от температуры (RТ = f(TC)) и закон изменения токов транзистора не одинаков, поэтому вместо RТ применяют p-n-переходы (плоскостные диоды) или схемы стабилизаторов базового или эмиттерного тока. Замену элементов делителей производят последовательно-параллельными цепочками величины сопротивления которых (с учетом r прямого и r обратного диода) подбирается равным сопротивлению резистора Rд2 при 20 °С.

 

Билет

1. Транзистордың эквивалентті схемасы жоғары жиілікті схема анализы үшін қолданылады. Тәуелсіз айнымалы кернеулер U₁ , U₂ , ал I₁ , I₂ токтары тәуелді болады.Транзисторды активті төртұштық жұмысын сипаттайтын теңдеулер жүйесі

ϪI₁=y₁₁ϪU₁+y₁₂ϪU₂

ϪI₂=y₂₁ϪU₂+y₂₂ϪU₂

Теңдеулер жүйесінің коэффиценті төртұштық тура және кері қысқа тұйықталу кезінде анықталады.

Тура қысқа тұйықталу үшін

Y_11Э=(ϪI_Б/ ϪU_БЭ)U_КЭ=0 –қысқа тұйықталу кезіндегі кіріс өткізгіштігі

Қысқа тұйықталу кезіндегі кірісі

У_21Э=(ϪI_К/ ϪU_БЭ) U_КЭ=0 – тура берілістің өткізгіштігі

Қысқа тұйықталу кезіндегі кіріс пен шығыс кернеуі сипатталады.

Кері қысқа тұйықталу үшін

У_12Э=(ϪI_Б/ ϪU_КЭ) U_БЭ=0

-Кері берілістің өткізгіштігі.

У_22Э=(ϪI_К/ ϪU_КЭ) U_БЭ=0 – қысқа тұйықталу кезіндегі шығыс өткізгіштігі.

Эквивалентті схемадағы У_12Э U_КЭ бастауы- тәуелді токтың бастауы.

2. Басқарушы p-n өткелі транзистордың жұмыс істеу принципі, кері кернеудің әсерінен p-n өткелдің заряд тасушылар үлесі азайған облысының енінің өзгеруі себебінен, арна кедергісінің өзгеруіне негізделген. U_ТБ артқан кезде p-n өткел арнаға қарай өседі, арнаның көлденең қимасы және құйма оғы азаяды. Тиекте кернеу U_ТБ үлкен болған кезде арна жабылады да, ток нольге ұмтылады. Транзистордың негізгі сипатамалары U_ҚБ=const болғандағы құйма тиектік І_қ=f(U_ТБ) және U_ҚБ=const болғандағы құймалық немесе шығыс сипаттамалары І_қ=f(U_ТБ).

3. Кернеу бойынша күшейткіші жоқ болса да, орта коллекторлық каскад ток бойынша күшейткішті қамтамасыз етеді, осыдан қуат бойынша күшейткіші болады.Кірісінде өте үлкен кедергісі бар, бірақ шығысында өте аз.Шығысында кедергінің аз болуы орта коллектор каскад идеал болып табылады. Орта коллектор каскадының жиілік қасиеті транзистор жиілігінін қасиеті арқылы анықталады. Орта коллектор орта эммиторға қарағанда үлкен жиілікті болады.

Билет

1. Түзеткіш шалаөткізгіш диод -айнымалы токты бір таңбалы бұлкілдеген токқа түрлендіруге арналған шалаөткізгіш диод. Түзеткіш шалаөткізгіш диодтың жұмыс істеу әрекеті электронды-кемтіктік өткелдің (р-n өткелінің) немесе металл-шалаөткізгіш түйіспесі өткізгіштігінің сыртқа берілген кернеудің шамасы мен таңбасына тәуелділігін пайдалануға негізделген. Түзеткіш шалаөткізгіш диод тура кернеу бергеңде ШО еткелдің потенциалдық тосқауылы темендеп, диод арқылы ететін үлкен тура ток жүреді. Егер диодты кері бағыттағы кернеуге қоссақ, онда потенциалдық тосқауыл есіп, диод арқылы ететін ток нелге жақындайды. Сөйтіп, түзеткіш шалаөткізгіш диод қосылған электр тізбегі арқылы ток тек қана бір бағытта жүреді. Түзеткіш шалаөткізгіш диодты, көбіне шалаөткізгіш кристалдан жасайды (Ge, Si, Se жене т.б.). Түзеткіш шалаөткізгіш диод өнеркәсіптік радиоэлектрондық аспаптар мен жүйелерді қоректендіретін ток түзеткіштерінде, тұрмыстық электрондық аппараттарда, зарядтайтын құрылғыларда, электр сигналдарын түрлендіргіштерде және т.б. кеңінен қолданылады.

2. Басқарушы p-n өткелі транзистордың жұмыс істеу принципі, кері кернеудің әсерінен p-n өткелдің заряд тасушылар үлесі азайған облысының енінің өзгеруі себебінен, арна кедергісінің өзгеруіне негізделген. U_ТБ артқан кезде p-n өткел арнаға қарай өседі, арнаның көлденең қимасы және құйма оғы азаяды. Тиекте кернеу U_ТБ үлкен болған кезде арна жабылады да, ток нольге ұмтылады. Транзистордың негізгі сипатамалары U_ҚБ=const болғандағы құйма тиектік І_қ=f(U_ТБ) және U_ҚБ=const болғандағы құймалық немесе шығыс сипаттамалары І_қ=f(U_ТБ).

3. Дифференциальді күшейткіш-құрылысы бойынша параллель типтегі балансты күшейткіш каскады. Бұл каскад структурасы бойынша 2 каскадтан тұрады, және орта эмитрлі резистор қолданады. Схеманың элементтері көпір құрады. Біреуіне қорек көзі кернеумен қосылған U_п , екіншісіне қарсылық жүктемесі R_н.Осы арқылы балансты аламыз, шығыс кернеуі нольге тең болады. Дифферен. күшейткіште 2 кіріс, 2 шығысы бар. U_шығ= U_шығ1- U_шығ2=-К₁ U_шығ1-(-К₂ U_шығ2)

К-транзистордағы каскад күшейткішінің коэффиценті

U_шығ=- U_шығ(К₁+К₂)/2=- U_шығК_ду

К_ду=(К₁+К₂)/2 – дифферен күшейт күшейту коэф

Пайдалы сигналдарға қарағанда кернеу, әр түрлі факторлармен шақырылған, мысалы температура өзгерісі, кернеудің қорек көзі және т.б. 2 кіріс дифферен күшейткіш фазасында әрәкет етеді.Оны синфаза

Кернеуі дейді.

Билет

1. Туннелдік диодтар. Диод құлдыраған шала өткізгіш негізінде жасалған. Ферми деңгейі р- облыста валенттік аймаққа, n- облыста өткізгіштік аймаққа ығысады. Энергиялық аймақтар өзара араласып заряд тасушылар басқа энергиялық аймаққа өтеді де, онда қосымша энергия шығындамай негізгіге айналады, сондықтан диодтардың температуралық тұрақтылығы және радияцияға орнықтылығы жоғары болып келеді. Туннелдік диодтар германийден, кремнийден, галий арсенидінен жасалады. Сигналды күшейтуге, туындатуға, түрлендіруге қолданылады.

2. Транзистордың әрбір p-n өткелі үшін күшін сақтайды. Тепе-теңдік күйде әрбір p-n өткелі арқылы ағатын, электрондар мен кемтік арасындағы динамикалық тепе-теңдік байқалады және қорытынды токтар нольге тең болады.Қалыпты активті режимдетранзистор электродтарына Е_ЭБ және Е_КБ кернеулерін бергенде, эммитрлік өткел тура, ал коллекторлық өткел кері бағытта ығысады.Потенциалдық тосқауылдың төмендеуі нәтижесінде электрондар эмиттер облысынан эммитрлік өткел арқылы база облысына, ал кемтіктер-базадан эмиттер облысына сіңеді. Бірақ, базаның меншікті кедергісі жоғары болғандықтан, заряд тасымалдаушылардың электрондық ағыны кемтігінен басым болады да, базада элекрондар үлесі көбейеді. Коллекторлық өткел кері бағытта ығысады, сондықтан электрондардың базадан коллекторға шығуы күшейеді де, баазада коллектормен шекарада электрондардың үлесі азаяды.Осылай, эммитерлік өткел тоғы коллекторлық өткел тоғынан біршама үлкен болады.

3. Шығыс сигналының кіріс сигналына уақыт бойынша пропорционал болуын, интегратор электронды құрылғы дейміз.Шығыс сигналының туындысы кіріс сигналына пропорционал болуын, дифференциатр құрылғысы дейміз.

Билет

1. Оптрон- жарық көзін және онымен сәйкестендірілген фотоқабылдағышты біріктіретін актиті элемент, онда сыртқы электр сигналы оптикалық сигналға түрленіп күшейтіледі, сонан кейін қайтадан электрлік сигналға айналдырылады, немесе осы процестер кері бағытта жүргізіледі, бірақ күшейту еселігі міндетті түрде бірден үлкен болуы қажет.Оптрон-оптоэлектрондық күшейткіштер мен бейнені түрлендіргіштердің негізі.Оптрондар электр сигналын түрлендіру, күшейту, қалыптастыру мақсатында пайдаланады.

2. интегралдық микросхема -электрондық схема қызметiн атқаруға арналған, тїпкiлiктi немесе аралық нысандағы микроэлектронды бұйым, оның элементтерi мен байланыстары бұйым дайындалғанда негiзге алынған материалдың көлемiнде және бетiнде бөлiнбейтiн етiп қалыптасатын түпнұсқалық топология болып саналады. Дио́д — екі электродты, электр тогының бағытына байланысты әр-түрлі өтімділігі бар электронды аспап.

3. Кірісі симметриялы, бірақ шығысы симметриялы емес каскад дифференциалдық каскад деп аталады. Ток айнасы- электронды құрылғы, бір кірістен және бір немесе бірнеше шығыстан тұрады, шығыс кірісті үлкендігі және бағыты бойынша қайталайды.

Билет

1. Сәуле шығаратын диод — электронды-кемтіктік өткел немесе металл-шалаөткізгіш түйіспесі арқылы электр тогі жүргенде спектрдің Иқ көрінетін немесе УФ диапозонында оптикалық жарық шығаратын шалаөткізгіш диод. Сәуле шығарудың жиілік диапазонына сәйкес инфрақызыл Сәуле шығаратын диод және жарықтанатын сәулелік диодтар немесе сәуле диодтары деп ажыратылады.Сәуле шығаратын диодтың әрекеті инжекциялық электролюминесценция құбылысына негізделген: сәуле шығару ШӨ өткелге іргелес жатқан шалаөткізгіштің аумағына (Сәуле шығаратын диодтың активті аумағына) берілген кернеудің әсерінен инжекция жасаған негізгі емес теңгерілмеген заряд тасымалдаушылардың тосын рекомбинациясы нәтижесінде пайда болады. Сәуле шығаратын диодты жасау үшін көбіне GaAs, GaP, SiC және қатты ертінділер пайдаланылады.Сәуле шығаратын диод байланыс, есептеу, өлшеу және т.б. тұрмыстық техникада кеңінен қолданылады.

2. Ортақ коллектормен қосылу сұлбасы:

Ортақ коллектор сұлбасында кіріс тогы база тогы болып есептелінеді, ал шығыс – эмиттер тогы болады.Бұл сұлба ток және қуат бойынша күшейтеді, бірақ кернеу бойынша күшейтпейді,сондықтан көп қолданбайды. ОК сұлбасында шығыс кедергісі аз және транзистордың барық қосылу сұлбасында кірісі көп. Бұл сұлба үшін тікелей токты беру коэффициетті:

ΔΙ_э / ΔΙ_б= β + 1

Кіріс кернеуі база-эмиттер және шығыс кернеуінің қосындысынан тұрады:

Ток бойынша күшейту коэффициенті:

Бұл схема ОЭ сұлбасының сипаттамаларына ұқсас.

Кернеу бойынша күшейту коэффициенті 1-ге жақын, бірақ әрқашан одан аз:

Қуат бойынша күшейту коэффициенті

Бұл сұлба эмиттерлік қайталағыш деп аталады. Өткені жүктеме кедергі эмиттерге қосылған және шығыс кернеуі эмиттерден бөлініп алынады.

Нөльдік дрейф – шығыс кернеуінің немесе күшейткіш токтың өзгерісі, кіріс сигналының өзгерісіне байланысты емес. Ортақ эммитор схемасы бойынша негізгі каскад параметрлері сыртқы өзгерістерге тәуелді. Қоршаған ортаның температурасы 1-ден, коллекторлық ауысудың кері токтың өзгерісіне, 2-ден, эмитторлық ауысудың кернеу өзгерісіне, 3-ден, берілу ток коэффицентінің өзгерісіне, қорек көзі кернеу өзгерісіне, қарсылық жүктемесінің өзгерісіне тәуелді. Осының бәрі транзистордағы коллекторлық токтың өзгеруіне әкеледі, кейін күшейткіш каскадтың шығыс кернеуі өзгереді.Осының бәрі нольдік күшейткіш дрейфі деп аталады.№16 билет