Лабораторная работа №2 исследование вольт-амперных характеристик р-n перехода

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Движение носителя заряда под действием электрического поля в кристалле полупроводника называется …..

2. Направление движения носителей заряда в полупроводнике, обусловленное неравномерным их распределением, называется ……
3. Процесс одновременного образования свободных электронов проводимости и дырок называется …..
4. Исчезновение пары носителей зарядов – электрона проводимости и дырки, в результате их столкновения, называется …..
5. Межзонная рекомбинация электрона проводимости и дырки возможна при …..
6. При увеличении напряженности электрического поля при постоянной удельной электропроводности полупроводника увеличивается …..


Основная литература
1. М. Ромаш, Н. А. Феоктистов, В. В. Ефремов, Электронные устройства информационных систем и автоматики: учебник/ - М.: ИТК "Дашков и К°", 2009. -248с.
2. Базовые лекции по электронике. В2т.Т1-2. Твердотельная электроника: ред. В. М. Пролейко- М.: Техносфера, 2009

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

Цель работы: Изучение принципиальной схемы каскада, влияния отдельных его элементов на амплитудно-частотную характеристику, исследование режимов работы по постоянному и переменному токам в диапазоне звуковых частот.


КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Принцип усиления входного сигнала. Усилительный каскад, выполненный по схеме с общим эмиттером (ОЭ) широко применяется для усиления электрических сигналов по току, напряжению и мощности. В данной работе исследуется схема однокаскадного усилителя звуковой частоты (УЗЧ) на биполярном транзисторе, однако возможно применение схемы ОЭ в широкополосных и избирательных усилителях.
На рис.3.1 приведена принципиальная схема усилителя ОЭ, в котором эмиттерный вывод транзистора является общим в цепи переменного тока для входного и выходного сигналов.

Рис. 3.1. Принципиальная схема усилительного каскада ОЭ

Основным элементом каскада является биполярный транзистор. В его базовой цепи протекает ток от источника сигнала относительно малой величины, который управляет в раз большим током коллектора и в (1+) раз большим током эмиттера, где дифференциальный коэффициент усиления транзистора по току. Значение может изменяться для разных типов транзисторов от десятков до сотен. Другим свойством транзистора, обеспечивающим усиление напряжения входного сигнала, является высокое сопротивление его коллекторного перехода r_к(э). Поэтому в схеме замещения усилительного каскада (рис. 3.2) коллекторная цепь транзистора отображается управляемым источником заданного тока βI_б с внутренним r_к(э), равным для схемы с общим эмиттером нескольким десяткам сопротивлением кОм [1]

Рис. 3.2. Схема замещения усилительного каскада ОЭ

Если пренебречь влиянием конденсаторов С_к(э) , C_P2 и C_н в диапазоне редких частот, то с увеличением сопротивления R_н~R_к || R_н до определенного значения, при котором соблюдается неравенство r_{к (э)}  R_н~ , не произойдет существенного снижения коллекторного тока сигнала. Это приведет к увеличению падения напряжения сигнала на этом сопротивлении и соответственно к возрастанию коэффициента усиления каскада по напряжению K_U  U _вых/e_г.

В схеме замещения С_к(э) – емкость коллекторного перехода, r_б = 100 ÷ 400 Ом отображает объемное сопротивление базы биполярного транзистора, r_э ≈ 25 Ом – дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода, R_б = R₁||R₂ – сопротивление резистивного делителя по переменному току.
При анализе работы принципиальной схемы следует иметь в виду, что транзистор можно представить, как управляемое входным сигналом линейное эквивалентное сопротивление R_эт относительно выводов коллектор-эмиттер. Образованный делитель напряжения питания E_к из сопротивлений R_эт и R_н~ обеспечивает изменение напряжения на коллекторе по закону входного сигнала, т. е. энергия источника питания преобразуется в энергию выходного сигнала. Сопротивление резистора R_э здесь не учитывается, так как на средних и высоких частотах оно шунтируется конденсатором С_э.