Генерации электрических сигналов различной формы

	синусоидальной
	однополярный и
	двухполярный импульсный,
	пилообразный и т.п.

 

2. Преобразования величины, формы и временного положения сигнала.

 

Усиление или ослабление без искажения формы.

 

Интегрирование (сложение) сигналов.

 

Дифференцирование (нахождение скорости) процесса.

 

Задержка во времени.

. Знак равенства может быть в любом одном случае в зависимости от условий.

 

Селекция (выбор) сигналов по заданному признаку.

 

По амплитуде:

 

По частоте (здесь – условие ):

 

Выполнение логических функций.

 

		НЕ
		ИЛИ и ИЛИ-НЕ
		И и И-НЕ

 

Компоненты электронных схем.

 

Компоненты ЭС делятся на пассивные (не изменяют мощность)) и активные (могут изменять мощность).

 

Пассивные компоненты.

	Сопротивление.
	Конденсатор.
	Индуктивность.
	Трансформатор. Трансформатор – это устройство, состоящие из двух индуктивно связанных катушек индуктивности, называемой первичной и вторичной обмоткой. При  - повышающий  - коэффициент усиления (трансформации)
Диоды.
	-переход.                                    (1) - коэффициент неидеальности -перехода (обычно  а при  диод считается бракованным)
	Металл-полупроводник (диод Шоттки).
	Светодиод. Всегда
	Фотодиод.
	Оптрон.  (обычно ) – коэффициент передачи по току.

 

Активные компоненты (только различные виды транзисторов).

 

Биполярный транзистор.

 

 

БТ имеют токовое управление.

 

Металл-диэлектрик-полупроводник (МДП).

Если на сток подать положительное напряжение, а на исток – отрицательное напряжение, то возникнет разность потенциалов, но токов не будет ( -переход смещён в обратную сторону).

Если на сток подать положительное напряжение, на исток – отрицательное напряжение, а к затвору приложить положительный потенциал, то возникнет канал – подтянувшийся к диэлектрику слой электронов – и ток потечёт по каналу от стока к истоку.

 

-канальный МДПТ с индуцированным каналом.

 

Как частный случай МДПТ можно выделить практически значимые МОПТы (металл-оксид-полупроводник).

 

 

 

-канальный МДПТ со встроенным каналом.

 

 

Так же существуют -канальные приборы.

              

 

МДП и МОП транзисторы – это полевые приборы, т.е. ток в канале управляется полем (потенциалом, приложенным к затвору), а ток затвора .

 

Полевые транзисторы с затвором Шоттки.

 

Для арсенида галлия .

 

БТ как элемент интегральной схемы.

 

Физическая структура.

 

Рассмотрим простейший фрагмент ИС, состоящий из БТ и нагрузочного транзистора.

 

 

Модель БТ для расчёта схем.

 

Рассмотрим БТ как систему взаимодействующих между собой -переходов. Взаимодействие осуществляется через базу транзистора.

 

 

                                                                                                      (2)

 

С электрический точки зрения, любой -переход моделируется диодом. Это означает, что каждый -переход может быть представлен обычным полупроводниковым диодом.

Чтобы задать транзистор, достаточно двух токов, третий задаётся уравнением (2).

Токи, протекающие через -переходы (диоды):

                                                                                            (3)

                                                                                            (4)

 - температурный коэффициент.

,  - коэффициенты неидеальности переходов (,  больше единицы и обычно равны ).

 

Процесс передачи токов в транзисторе следующий. Инжектируется ток . При прохождении этого тока через базу толщиной  часть этого тока рекомбинирует (теряется). В результате в коллекторе собирается ток , где  - коэффициент передачи. Аналогично, в эмиттере собирается ток , где  - коэффициент передачи в обратном направлении.

 

Режимы работы БТ.

 

1. Нормальный активный.

                             

                                                                                                       (5)

                                                                                                             (6)

 

 - прямое смещение;

 - обратное смещение.

Для обычных транзисторов .

 

2. Инверсный активный.

 

                                                                                                        (7)

                                                                                                              (8)

 

 - прямое смещение;

 - обратное смещение.

Для обычных транзисторов .

 

3. Насыщение.

 

                                                                                        (9)

 

;

.

 

4. Отсечка.

 

-переходы не инжектируют, транзистор полностью закрыт и все токи тождественны нулю:

.                                                                                                  (10)

 

;

.

 

Инверсный активный режим на практике используется крайне редко.