|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Chế độ hoạt động bất thường của bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đài thiết kế nghiệp dư Thiết kế mạch truyền thống của bộ khuếch đại tuyến tính dựa trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường có cổng ở dạng tiếp giáp pn (sau đây gọi là cổng pn cho ngắn gọn) chủ yếu cung cấp chế độ khi điểm vận hành nằm trong vùng độ lệch (đóng) ngược lại, tức là tại Uots Nghiên cứu do tác giả thực hiện đã chỉ ra rằng việc sử dụng chế độ trong đó điểm vận hành có thể nằm trong vùng thiên vị mở giúp đơn giản hóa đáng kể các mạch của các đơn vị bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Việc sử dụng các sơ đồ như vậy là hợp lý trong trường hợp yêu cầu về số lượng phần tử tối thiểu chứng minh sự cần thiết phải chọn một số trong số chúng, tức là trong thực hành vô tuyến nghiệp dư và trong việc phát triển các cấu trúc đặc biệt thu nhỏ.
Trong bộ lễ phục. Hình 1 cho thấy các đặc tính cổng thoát và đầu vào tổng quát của bóng bán dẫn hiệu ứng trường có cổng pn. Trên các đặc tính điện áp hiện tại này - Ic = f (Uin) và Iz = f (Uin) - có thể phân biệt ba vùng đặc điểm: 1 - độ lệch đóng Uzi, 2 - độ lệch mở, tại đó thực tế không có dòng điện cổng và 3 - thiên hướng mở, gây ra dòng điện cổng đáng kể. Không có ranh giới rõ ràng giữa vùng 2 và 3, do đó, để xác định, chúng ta sẽ lấy ranh giới có điều kiện giữa chúng là tọa độ tương ứng với dòng điện cổng là 1 μA - ở dòng điện này, điện trở cổng vẫn rất cao và giá trị này có thể được đo lường tương đối đơn giản. Chúng ta cũng biểu thị bằng ký hiệu Im dòng điện tiêu hao tại ranh giới này và điện áp thuận tại cổng Um. Khi điện áp Uzi lớn hơn giá trị giới hạn, dòng điện cổng bắt đầu tăng mạnh và bóng bán dẫn hiệu ứng trường mất đi ưu điểm chính - điện trở đầu vào cao. Vì vậy, chúng tôi không xem xét công việc ở khu vực 3. Từ những điều trên, rõ ràng là không cần phải loại trừ hoàn toàn hoạt động của bóng bán dẫn hiệu ứng trường trong vùng phân cực thuận, điểm vận hành không đi vào vùng 3 là khá đủ, tức là điều kiện Uzi được thỏa mãn Mặc dù thực tế là việc mở rộng dải điện áp hoạt động Uzi do bổ sung vùng phân cực thuận có giá trị tuyệt đối nhỏ, nhưng điều này rất quan trọng, vì nó cho phép một cách tiếp cận hơi khác đối với thiết kế mạch của bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Như có thể thấy từ hình. 1, đặc tính cửa thoát nước chuyển sang vùng 2 một cách suôn sẻ, không bị gián đoạn. Bản chất của các quá trình vật lý trong bóng bán dẫn là khi đặt một điện áp phân cực thuận vào cổng, kênh sẽ mở rộng và độ dẫn của nó tăng lên, bóng bán dẫn bắt đầu hoạt động ở chế độ làm giàu. Dễ dàng nhận thấy rằng khi tính đến vùng phân cực thuận, một bóng bán dẫn có cổng pn sẽ có đặc điểm tương tự như một bóng bán dẫn có cổng cách điện và kênh tích hợp, có khả năng hoạt động với độ phân cực thuận và ngược trên cổng. Sự khác biệt chỉ mang tính định lượng - trong phần đầu tiên, vùng làm việc của vùng dịch chuyển trực tiếp ngắn hơn vì nó bị giới hạn bởi giá trị của Um. Do đó, bóng bán dẫn hiệu ứng trường cổng pn có thể được sử dụng trong các chế độ được coi là chỉ có thể áp dụng cho các bóng bán dẫn có cổng cách điện và kênh tích hợp. Sự hiện diện của những thiếu sót nghiêm trọng trong bóng bán dẫn có cổng cách điện - sự thay đổi đáng kể về đặc tính, khả năng chống tĩnh điện thấp và một số loại khác - hạn chế đáng kể phạm vi ứng dụng thực tế của các thiết bị này, ngay cả khi lựa chọn riêng lẻ của chúng có thể chấp nhận được. Phạm vi của các bóng bán dẫn hiện được sản xuất với cổng pn rộng hơn nhiều so với loại bóng bán dẫn cách ly, chúng có giá cả phải chăng hơn và có phạm vi đặc tính nhỏ hơn. Vì những lý do này, bóng bán dẫn cổng pn nên được coi là thích hợp hơn.
Chúng ta hãy xem xét một số ứng dụng của các bóng bán dẫn này bằng chế độ phân cực thuận trên cổng. Trong bộ lễ phục. 2, a thể hiện mạch của bộ khuếch đại tuyến tính. Việc sử dụng chế độ vận hành không có độ lệch ban đầu giúp loại bỏ điện trở phân cực tự động và tụ điện chặn trong mạch nguồn của bóng bán dẫn VT1. Việc tính toán giai đoạn DC được đơn giản hóa và đi đến việc xác định điện trở của điện trở tải R2 bằng công thức: R2=(Upit-Uout về)/Io trong đó Uout o là điện áp đầu ra khi không có tín hiệu đầu vào và I® là dòng điện ban đầu của bóng bán dẫn. Khi chọn Uout o= 0,5 Upit, công thức (1) được đơn giản hóa và có dạng: R2=Upit/2Io. Khi phát triển các bộ khuếch đại sử dụng mạch này, cần lưu ý rằng đối với các bóng bán dẫn có dòng thoát ban đầu vài chục milliamp, công suất cho phép của chúng có thể vượt quá. Nếu cần giảm mức tăng, điện trở R3 được đưa vào mạch nguồn. Cần nhấn mạnh rằng trong trường hợp này tụ điện chặn không thể đóng được. Chế độ dòng điện xoay chiều được tính toán bằng các công thức đã biết; mức tăng được tìm thấy từ biểu thức Ku= S • R2, trong đó S là độ dốc của đặc tính bóng bán dẫn. Rõ ràng là khi Ku>10 trong hầu hết các trường hợp, tín hiệu đầu ra được khuếch đại với biên độ lên tới Upit xảy ra tại Uin. Nếu cần tăng biên độ cho phép của các giá trị điện áp dương ở đầu vào trên Um trong mạch nguồn thì phải bật diode thay cho điện trở R3 (có cực âm vào dây chung). Điện áp phân cực thuận cho điốt silicon có thể nằm trong khoảng 0,4...0,8 V (trong hầu hết các trường hợp là 0,5...0,7 V) tùy thuộc vào loại diode và dòng nguồn của bóng bán dẫn. Đối với điốt germanium, các giá trị tương tự là 0,2...0,6 V (0,3...0,5 V). Khi bật diode, dòng xả giảm do phân cực đóng, do đó, để đảm bảo chế độ dòng không đổi như nhau cần tăng điện trở của điện trở R2. Ngược lại, điều này dẫn đến sự gia tăng K“, do độ dốc giảm nhẹ. Vì điện trở động của diode nhỏ nên việc tắt nó bằng tụ điện là không hiệu quả. Sự ra đời của một diode gây ra sự giảm nhẹ - không quá 10% - về mức tăng. Chế độ DC của giai đoạn như vậy được tính theo công thức (1), trong đó Iod được thay thế cho Io - dòng thoát khi diode được nối với mạch nguồn. Nếu cần, có thể giảm Ku bằng cách nối nối tiếp điện trở phản hồi với diode. Mặc dù có sự hiện diện của một diode bổ sung, việc triển khai mạch như vậy trong một số trường hợp là hợp lý vì nó dẫn đến giảm mức tiêu thụ dòng điện và tăng mức tăng. Những đặc tính này đặc biệt có giá trị đối với các thiết bị tự cấp nguồn. Như có thể thấy ở trên, hoạt động của một tầng với một diode gần giống với hoạt động cổ điển với một điện trở phân cực. Ưu điểm chính là không có tụ điện chặn, điều này cũng dẫn đến việc mở rộng dải tần hoạt động lên DC thấp hơn. Ngoài ra, việc tính toán và thiết lập các thiết bị được đơn giản hóa. Khi giai đoạn này hoạt động với một máy biến áp, cuộn dây ghép nối, đầu phát lại máy ghi âm và các nguồn tín hiệu tương tự khác, không cần có điện trở rò R1 và mạch có dạng cực kỳ đơn giản như trong Hình 2. XNUMX, b.
Khả năng vận hành một bóng bán dẫn hiệu ứng trường với cổng pn theo độ lệch thuận, đã thảo luận ở trên, có thể được sử dụng một cách hiệu quả để xây dựng một loại thiết bị quan trọng khác - bộ theo dõi nguồn. Trong bộ lễ phục. 3, và trình bày mạch theo dõi nguồn truyền thống dựa trên bóng bán dẫn VT2. Nhược điểm chính của thiết bị này là giới hạn điện áp đầu ra tương đối hẹp. Bộ theo dõi bộ phát truyền thống (VT2, Hình 3, b) không gặp phải nhược điểm này; Ngoài ra, nó có ít bộ phận hơn. Nhưng tín hiệu phát có điện trở đầu vào tương đối thấp: Rin = h21eRe (h21e là hệ số truyền dòng tĩnh của Transistor; Re là điện trở của điện trở trong mạch phát). Tất cả những mâu thuẫn được lưu ý đều được loại bỏ hoàn toàn khi bộ theo dõi nguồn được kết nối trực tiếp, như trong Hình 3. 3, c. Những lợi thế của người theo dõi nguồn và bộ phát được kết hợp thành công ở đây. Mạch này chưa tìm thấy ứng dụng thực tế, rõ ràng là do không thể tránh được điện áp phân cực trực tiếp tại cổng. Nhưng điều này là không bắt buộc, chỉ cần loại trừ hoạt động của bóng bán dẫn trong vùng dòng điện cổng thuận (ở vùng 1 trong Hình XNUMX) là đủ. Vấn đề này được giải quyết khá đơn giản, điều này cho phép sử dụng sơ đồ như vậy trong thực tế. Đặc tính truyền của tín hiệu nguồn được xác định bằng biểu thức tổng quát: Uout=Uo+UinxKp, (2) trong đó Uo là điện áp đầu ra ban đầu tại Uin=0; Kp là hệ số truyền của tín hiệu nguồn. Để bộ lặp hoạt động trong vùng có độ lệch đóng trên cổng, cần phải có điều kiện Uз Trên thực tế, các yêu cầu thực tế ít nghiêm ngặt hơn vì nó đủ để đáp ứng một điều kiện đơn giản hơn: Uсi Upit (Ri là điện trở của điện trở trong mạch nguồn). Xem xét tính chất gần đúng của phép tính bằng công thức này, cần kiểm tra sự vắng mặt của dòng điện cổng tại Uz=Upit khi tạo nguyên mẫu nút bằng microampe có tổng dòng điện lệch kim không quá 100 μA. Điện áp đầu ra của bộ theo dõi nguồn như vậy nằm trong giới hạn của Uo...(Upit-Usi).
Sự phụ thuộc Uout=f(Uin) lấy thực nghiệm ở Upit=12V đối với các tranzito KPZOSA và KPZOSE ở các giá trị điện trở khác nhau Ri được thể hiện trên hình 4. 0. Như có thể thấy từ đồ thị, có thể đảm bảo tính tuyến tính của đặc tính truyền trong phạm vi từ Uout (tại Uin=1) đến (Upit- -2) V. Để mở rộng phần này, trước hết bạn nên giảm Uo, để sử dụng bóng bán dẫn có giá trị Uotc tối thiểu, sau đó chọn điện trở tối ưu của điện trở Ri (R3 trong sơ đồ Hình 1, c). Dấu hoa thị trên biểu đồ đánh dấu các điểm mà Iz hiện tại đạt giá trị XNUMX μA. Như một ví dụ về ứng dụng thực tế của chế độ khuếch đại tuyến tính được mô tả trong Hình. 5 thể hiện sơ đồ bộ trộn tín hiệu 3H hai kênh; Nói chung, số lượng kênh không bị giới hạn bởi bất cứ thứ gì và có thể là bất cứ thứ gì. Điện trở của điện trở R3 được xác định theo công thức (1), trong đó Iod n được thay thế cho Io, trong đó n là số kênh.
Trong thiết bị, nên sử dụng các bóng bán dẫn có giá trị gần bằng Uots và Io (hoặc Iod), tuy nhiên, mức chênh lệch của các tham số này lên tới 50...100% là khá chấp nhận được, vì sự khác biệt về mức tăng giữa các kênh có thể dễ dàng bù đắp bằng bộ điều chỉnh đầu vào R1, R5. Bắt buộc phải kiểm tra xem không có kênh nào chuyển sang chế độ giới hạn biên độ trong phạm vi hoạt động của điện áp đầu vào. Khi sử dụng diode silicon, biên độ cho phép của nửa sóng dương tại cổng của mỗi bóng bán dẫn hiệu ứng trường ít nhất là 1 V. Khi một kênh hoạt động ở điện áp nguồn Upit = 9 V, điện áp đầu ra Uout = 0,1 V (giá trị rms), tần số tín hiệu fс = 0,1 kHz thì độ lợi của bộ trộn xấp xỉ bằng 3 và xét về độ méo phi tuyến thì không thua kém gì được xây dựng theo mạch cổ điển. Tác giả: A. Mezhlumyan, Mátxcơva; Xuất bản: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
▪ Rết cơ học để chẩn đoán đường ruột ▪ Mô-đun vô tuyến BLE 5.0 RN4870
▪ phần của trang web Bộ hạn chế tín hiệu, máy nén. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Sắc nét phẳng. biểu hiện phổ biến ▪ Bài viết Người lắp đặt thiết bị nâng và vận chuyển hành động không liên tục. Mô tả công việc ▪ bài viết Thiết bị an ninh cho ô tô. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này