Электропроводность полу проводников.

Электропроводность полу проводников.

Полупроводники – это в-ва, кот при комнатной температуре имеют удельное электрич сопротивление r = 10^-3 ¸ 10⁹ Ом∙см (элементы 4ой группы таб Менделеева), у проводников r < 10^-3 ¸ 10^-6 Ом∙см, у диэлектриков r > 10⁹¸10¹⁸ Ом∙см. ТКС = − (5¸6) % / ºС, у металлов ТКС = (0,4 ¸ 0,6) % / ºС; При добавлении примеси в полупроводник удельное сопротивление его уменьшается. *Собственная проводимость i складывается из электронной (n) и дырочной (p) i = n + p, причем n = p. * Примесная электропров- при добавлении примеси в п\проводник число носителей заряда увеличивается. *Электронная проводимость-в кристалле одного из элементов IV- группы таб Мендел заменили атомом V-группы As-мышьяка. Четыре электрона мышьяка образуют ковалентную связь с четырьмя атомами исходного в-ва, пятый – движется вокруг своего атома по круговой орбите.Атом мышьяка становится положительным ионом. *Дырочная проводимость- Добавление в кристалл кремния атома одного из элементов Ш-группы таб Мендел приводит к замещению им атома основного в-ва. В кристаллической решётке остаётся одна незаполненная свободная связь, которая может быть заполнена электроном, пришедшим извне.

Р-п переход в равновесном состоянии.

Электронно-дырочным p-n -переход- граница между полупроводниками p - и n -типа. Если линейные размеры площади перехода намного больше толщины, переход называется плоскостным, если размеры соизмеримы – точечным. Равновесное состояние перехода – это состояние, при котором отсутствует внешнее напряжение (U_внеш = 0). Соединяем два полупроводника p - и n - типа (а). Начальная концентрация примесей неодинакова (б): p_p0 >> p_n0 и n_n0 >> n_p0. переход несимметричен (p_p0 > n_n0). Вблизи перехода дырки рекомбинируют с электронами и образуется в p -области отрицательный объемный заряд ионизированных акцепторов, а в n -области положительный объемный заряд ионизированных доноров (в). Образуется запирающий слой l₀, лишенный подвижных носителей заряда, и поэтому обладающих высоким электрическим сопротивлением. Толщина не превышает нескольких микрометров. Объемные плотности доноров и акцепторов равны q×N_д = – q×N_а. За счет объемного заряда на p-n переходе образуется поле Е (г), напряжённость его максимальна на границе перехода. Это поле препятствует диффузии основных носителей (уменьшается диффузионный ток), но способствует перемещению неосновных носителей заряда, т.е. дырок из n -обл в p -обл, а электронов из p-обл в n -обл. В изолированном п\проводнике сумма токов равна нулю. Устанавливается равновесие. Возникает потенциальный барьер (д),или контактная разность потенциалов j_к = D 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 ], где кТ/q=j_T – температурный потенциал,при Т =300 К j _T = 0,026 В.

Пробой р-п перехода.

Под пробоем понимают резкое уменьш обратного сопротивления и резкое возраст обратного тока при незначительном увелич напряжения. Различают два вида пробоя:а) тепловой – в результате недостаточного теплоотвода, когда рассеиваемая мощность на переходе больше мощности отводимой. Пробой необратим, прибор выходит из строя;б) электрический пробой связан с увелич напряженности в запирающем слое.Электрич:а) лавинный пробой заключается в размножении носителей в сильном электрическом поле за счёт ударной ионизации. Имеет место в широких переходах.Ток I=I₀∙M, M – коэффициент ударной ионизации или размножения; М=1/[1-(U_обр/U_м)ⁿ], где U_м – напряжение лавинного пробоя; n = 3 – 5 в зависимости от материала;б) туннельный пробой развивается в узких переходах. В полупроводниках с высокой концентрацией примеси под действием напряженности поля возникает туннельный эффект, т.е. просачивание электронов сквозь потенциальный барьер без затраты дополнительной энергии.

Выпрямительный диод.

Выпрямительный диод предназначен для преобразования переменного тока в постоянный. Используется свойство односторонней проводимости р-n -перехода. Основной характеристикой выпрямительного диода является его вах. ВАХ р-n -перехода (1) или теоретическая и диода (2) или реальная.*Отличия:а) в области малых прямых токов характеристики совпадают, в области больших прямых токов становится значительным падение напряжения на сопротивлении полупроводников и электродов. Характеристика идет ниже и почти линейно;б) при повышении обратного напряжения ток медленно растет в результате:1) термической генерации носителей в переходе. С увеличением ширины перехода увеличивается его объем и увеличивается число генерируемых носителей, т.е. увеличивается тепловой

ток. 2) поверхностной проводимости р-n перехода за счет ионных и молекулярных пленок на поверхности перехода.

9. Стабилитрон − это кремниевый плоскостной диод с нормированным напряжением пробоя и резким возрастанием обратного тока в точке пробоя. Напряжение на нем сохраняется при изменении проходящего через него тока в заданном диапазоне. Принцип действия диода основан на использовании лавинного пробоя низких обратных напряжениях.Так как рассеиваемая мощность мала, лавинный пробой не переходит в тепловой.Бывают:а) стабилитроны общего назначения для стабилизации источников питания, ограничителях напряжения;

б) прецизионные – с высокой точностью стабилизации и термокомпенсации уровня напряжения;в) импульсные – для стабилизации постоянного и импульсного напряжения;г) двуханодные д) стабисторы – для стабилизации малых значений напряжений.

4.6,б -параметрический стабилизатор напряжения при изменении напряжения Е изменяется ток, протекающий через стабилитрон, а напряжение на стабилитроне и подключенной параллельно ему нагрузке практически не меняется.

линия нагрузки E = I_СТ R_б + U_СТ на вах. При I_СТ = 0 U_СТ = Е, при U_СТ = 0 I_СТ = E/R_б.

Основные параметры:а) напряжение стабилизации U_СТ;б) минимальный I_{СТ min} и максимальный I_{СТ mах} токи стабилизации;в) максимально допустимая рассеиваемая мощность Р _mах;г) дифференциальное сопротивление r_дф = dU_CТ / dI_CТ;д)температурный коэффициент напряжения - отношение относительного изменения U_CT к изменению темпер при пост токе стабилиз

Варикап.

Принцип действия основан на зависимости барьерной емкости р-n перехода от приложенного обратного напряжения. Варикап представляет собой управляемую емкость. На рис 4.7 зависимость емкости варикапа от приложенного обратного напряжения.

Емкость варикапа обратно пропорциональна приложенному обратному напряжению.

Варикапы изготавливаются из кремния. Используются в качестве элементов с электрически управляемой емкостью. Чаще всего применяют в системах дистанционного управления и автоматической подстройки частоты.

На рис 4.8 схема включения варикапа в колебательный контур в качестве переменной емкости. R₁ включен, чтобы добротность контура не понижалась от влияния R. C_р – разделительная емкость, чтобы постоянное напряжение не проходило на катушку. Изменяя с помощью R обратное напряжение U_обр, можно менять резонансную частоту f_рез контура.

 

Классификация транзисторов.

Транзисторы-п\проводниковые приборы, способные усиливать электрическую мощность, имеющие три или более выводов, один или более p-n переходов. Они предназначены для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Классификация: а) по устройству и принципу действия:1)Биполярные (с инжекцией)А.Триод(дрейфовый и без)Б.Однопереходные структуры ВФототранзистор

г.Тиристор 2)Униполярные(без инжекции)-С управляющим p-n переходом -С изолированным затвором б) по максимально допустимой мощности, рассеиваемой на коллекторе: малой средней большой мощности;в) по граничной частоте в каждой из указанных групп по мощности: низко– средне– высоко– сверхвысокочастотные;г) по конструкции и технологии изготовления:– сплавные плоскостные транзисторы;– плоскостные с диффузионной базой;– мезатранзисторы;– планарные;– эпитаксиально-планарные и т.д.; д) по материалу изготовления:– кремниевые, германиевые, арсенид галлиевые; е) по взаимному расположению областей проводимости: n-p-n и p-n-p

 

Токи в транзисторе.

По 1 закону Кирхгофа для транзистора 5.4 ток Э равен сумме тока Б и тока К: Iэ=Iб+Iк, где Iэ=Iэр+Iэнек+Iкn-ток Э; Iб=Iэр+Iэрек-Iко-ток Б Этот ток составляет не более 1% от тока эмиттера; Iко- тепловой ток коллекторного перехода. Ток коллектора равен Iк=Iко+Iкn, где Iкn=аIэ.Отсюда Iк=аIэ+Iко.*Таким образом, в схемах с транзистором имеются две цепи: входная, в кот включается источник усиливаемых колебаний, и выходная, в кот включается нагрузочное сопротивление. Iэ является управляющим током, Iк– управляемым, а ток базы Iб– их разностью.

 

17.Модуляция толщины базы представляет собой зависимость толщины базы w от напряжения на коллекторе Uk w=f(Uk).

Так как ширина эмиттерного перехода мала, изменения Uэб не влияют на ее значение. Коллекторный же переход из-за обратного смещения большой и сосредоточен в базе. При изменении Ukб изменяется ширина коллекторного перехода и толщина базы w тоже. Это приводит: а) к зависимости коэффициента передачи тока а от коллекторного напряжения а= f(Uk). б) к барьерной емкости коллекторного перехода добавляется диффузионная емкость, так как происходит изменение заряда вблизи перехода;в) к изменению частотных свойств транзистора: если увел Uk, умен толщина базы w, уменьш время пролета электронов в базе и увелич граничная частота транзистора;

г) к тому, что при увеличении Uk, если Uэн постоянно, увеличивается Iэ, так как уменьшение толщины базы ведет к увеличению градиента концентраций носителей, от которого пропорционально зависит ток эмиттера;д) к тому, что при увеличении Uk и постоянном Iэ при уменьш толщины базы и неизменном градиенте концентраций носителей умен Uэн.

Тиристор, динистор.

динистор- сочетание двух транзисторов: p-n-p и n-p-n типов (7.2)Почти всё внешнее напряжение U падает на переходе П2. Через прибор течет ток I = I_ко запертого коллекторного перехода. суммарный ток , где М – коэффициент умножения; α₁, α₃ – коэффициенты передачи тока от П1 и П3 к П2.ВАХ можно разбить на 4 участка:а) 1 – малые токи и больш напряжениями – прибор выключен; б) П – переходный участок с отрицательным сопротивлением, процесс идет лавинообразно;в) Ш – динистор включен, напряжения малы, токи велики г) 1У – прибор выключен, обратная ветвь ВАХ, как у обычного диода.* Тиринстор- Прибор имеет дополнительный вывод от управляющего электрода, от n1 или р2 (7.4) возможно управление моментом включения прибора. ВАХ тиристора. Здесь I_у ‑ ток управления, при I_y0 характеристика совпада ет с характеристикой динистора. Изменяя I_у, можно менять U_вкл независимо от внешнего напряжения.С увеличением I_у увеличивается α, М_α = 1 наступает раньше при меньшем U_вкл. При некотором I_у участок отрицательного сопротивления исчезает. Применяются в импульсных схемах, усилителях, генераторах, выпрямителях

25.Однопереходный транзистор. ‑ это полупроводниковый прибор с одним р-n переходом и тремя выводами. Представляет собой кристалл n -типа (база), в котором создается эмиттерная область р -типа. Вах I_Э = f(Uэ)| _=const В точке 0 при U_Б > 0 и Uэ = 0 через Б1 и Б2 течет небольшой ток смещения и создает падение напряжения U_Б1 на участке базы Б1. На участке 01 напряжение U_Б> 0, 0 ≤ U_Э ≤ U_Б1, переход (ЭБ1) смещен в обратном направлении и течет ток I_Э0, причем при увеличении U_Э ток I_Э0 уменьшается.В точке 1 ток I_Э0 = 0 при U_Э0 = U_Б1. В точке А при протекании прямого тока I_Э в базе Б1 идет накопление носителей, сопротивление R_Б1 и напряжение U_Б1 уменьшаются, а уменьшение U_Б1 равносильно увеличению U_Э относительно Б1. При U_Э = U_ВКЛ этот процесс идет лавинообразно: допустим I_Э увеличивается, тогда R_Б1 уменьшается, уменьшается U_Б1, Uэ увеличивается, уменьшается потенциальный барьер φ_к, увеличивается инжекция и ток I_э, уменьшается R_Б1 и т. д.На участке АВ резко увеличивается I_Э, уменьшается U_Э, это участок отрицательного сопротивления.В точке Д, когда слой Б1 насыщается зарядами, его сопротивление перестает уменьшаться.На участке СВ ток Iэ увеличивается из-за увеличения Uэ. При увеличении I_Э ВАХ смещается параллельно вправо, при умен U_Б ‑ влево, при U_Б = 0 ‑ совпадает с харкой диода.

26.Светодиод. В основе работы светодиода лежит излучательная рекомбинация в p-n - переходе. При прямом смещении инжектированные неосновные носители вблизи перехода рекомбинируют в базе с основными. При этом излучаются кванты света. Излучение может быть в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой частях спектра.

Плоская конструкция (8.7,а) Рабочая поверхность большая, но мала эффективность. Используется в матричных устройствах с большой плотностью упаковки.Полусферическая (8.7,б) по технологии сложней, но выигрывает в эффективности.Светодиод с перестраиваемым цветом свечения (8.7,в) представляет двухдиодную структуру, каждый из p-n переходов управляется независимо. Недостатками являются:а) низкая эффективность;б) старение.

Достоинства: а) механическая прочность;б) высокая надёжность;в) малые габариты;г) низкие рабочие температуры;д) малое потребление энергии;е) безынерционность.

 

 

Фотодиод, ВАХ.

Фотодиод – фотоэлектронный прибор, в основе раб кот лежит фотоэффект в запирающем слое, возникает ЭДС в p-n переходе под действием светового потока.вентильный режим фотодиода – Е_вн = 0:1) при Ф = 0равновесное состояние, p-n переход заперт, следовательно, суммарный ток через переход равен нулю;2) при Ф > 0. Если энергия падающего фотона больше ширины запрещенной зоны, то валентный электрон перейдёт в зону проводимости и образуется пара подвижных носителей - электрон и дырка. дырки переходят в р -зону, а электроны – в n -зону на выводах образуется фотоэдс j_Ф=j_Т∙_∙ln[(I_Ф/I₀+1)].* фотодиодный режим. а) при Ф = 0 через переход течёт обратный тепловой ток – I₀;б) под действием Ф > 0 увеличивается обратный ток – фототок. Общий ток через диод I_общ=I₀+I _Ф. ВАХ I=f(U)|Ф= const (8.8).в IV квадранте отражен генераторный режим:1) при I = 0 х.х. U = j_ф – фотоэдс;2) при U = 0 к.з. течет ток I_кз;3) при R_H ¹ 0 ток I = j_ф / R_H. В III квадранте фотодиодный режим. В I квадранте – при Ф = 0 ВАХ как у выпрямительного диода. При Ф > 0 I_{п р} >> I_Ф и I_Ф не отличить на фоне I_пр.

28.Оптрон- это активный элемент, сочетающий источник света и согласованный с ним фотоприемник, в котором внешний электрический сигнал преобразуется в оптический, усиливается, затем снова преобразуется в электрический, коэффициент усиления должен быть больше единицы. достоинство – возможность разделения входной и выходной цепей.а) оптрон с внешней фотонной связью 8.14 яркость В _ВЫХ изменяется пропорционально В_ВХ. Оптический сигнал преобразуется в электрич, затем усиливается электронным усилителем и снова преобразуется в оптический.

Если В_ВЫХ > В_ВХ, то имеет место гомохроматическое усиление излучения, при В_ВЫХ > В_ВХ и разных спектрах – гетерохроматическое усиление или преобразование излучения. Можно преобразовывать одну длину волны в другую. При оптических ФП и ИС происходит усиление света. б) оптрон с внутренней фотонной связью (8.16). Электрический сигнал преобразуется в оптический, усиливается и вновь преобразуется в электрический.Оптроны используются для преобразования, усиления, генерирования, формирования электрического сигнала и т.д.

 

Дифференциальный усилитель.

Однокаскадный усилитель.

Анализ и синтез КЛС.

Переключатель тока.

Особенность ЭСЛ - схема логического элемента строится на основе интегрального дифференциального усилителя (ДУ) в ключевом режиме, выполненный на двух транзисторах (2.24), кот могут переключать ток и никогда не входят в режим насыщения. Функционально схема ЭСЛ состоит из трех узлов: а) токового переключателя б) источника опорного напряжения в) выходных эмиттерных повторителей,ускоряющие процесс заряда емкости нагрузки,Rвых мало, Iвых большой. Парафазный выход позволяет снимать прямые и инверстные значения, умен число микросхем. Можно объединить выходы элементов для расширения возможностей.

Условное обозначение ЭСЛ имеет вид

Схема НЕ на КМДП.

Основа- каскад на двух соединенных стоками МДП- транзисторах VT₁ и VT₂ (2.34) с различными типами проводимости. Для КМДП принято, чтобы единица отображалась высоким уровнем, а ноль – низким. При подаче на вход 1 транзистор VT₁ открывается, а транзистор VT₂ закрывается. На выходе 0. При подаче на вход 0 транзистор VT₁ закрыт, а транзистор VT₂ открыт. на выходе каскада —1.

 

 

Схема И - НЕ на МДП и КМДП.

В схеме И-НЕ на МДП (2.33) Если хотя бы на один из входов подан 0, соответствующий транзистор запирается, и на выходе схемы будет 1. И только при подаче на все входы схемы 1 транзисторы VT₁ и VT₂ откроются, и на выходе будет 0. * В схеме И-НЕ на КМДП (2.33) параллельно соединены транзисторы с каналами р -типа, а последовательно — с каналами п- типа. 0 на выходе устанавливается только при одновременной подаче на оба входа элемента 1, а во всех остальных случаях на выходе будет присутствовать 1. При одновременной подаче на входы x ₁ и x ₂ 1 транзисторы VT ₁ и VT ₂ открываются, а транзисторы VT ₃ и VT ₄ закр. На выходе 0. При подаче хотя бы на один из входов 0. На выходе 1.

 

Мультиплексор

М-многовходовая КЛС с одним выходом, подключает единственную общую выходную шину к одному из входов в зависимости от управляющего сигнала, заданного двоичным кодом.Применяется для преобразования параллельного кода в последовательный, сравнения кодов и т.д. Бывают 4в1,8в1,16в1.

Демультиплексор.

Д- это КЛС, имеющая один информационный вход Ғ, к управляющих входов Vk ..V1 и п информацонных выходов (х₁...х_n). Коэффициент усиления используется для распределения данных одного канала между несколькими приемниками. Бывают

4в1,8в1,16в1.

 

 

Дешифратор.

Д- мног о в ь гх о д н а я к о м б и н а ционная л о ги ч еская схема (КЛС), в кот каждой ком бинации переменных на входе с о о т в е т с тву е т единйчный сигнал только на одном из выходов.Д в ои чные д е ш и ф р а т о р ы преобразуют двоичный код в код «1 из к».В дешифраторе иногда выполняется операция стробирования, разрешающая выработку выходных сигналов с определенным интервалом времени. Дешифратор называется полным, если к = 2^п, т.е. реализует все минтермы.

 

Шифратор.

Шифратор (СД) вьшолняет функцию, обратную функции дешифратора.Двоичный шифратор - КЛС, преобразует код "1 из N" в двоичный. При наличии «1» на одном из входов, появляется n-элементная комбинация на выходе, соответствующая номеру возбужденного входа.Шифратор применяется для ввода данных с клавиатуры, для преобразования в двоичный код номера нажатой кнопки и т.д. Полный двоичный шифратор имеет Nвх =2^ n - входов, где и- число выходов, неполный

Триггеры, классификация.

триггер имеет два устойчивых состояния равновесия - «1» и «0»это запоминающий элемент для временного хранения информации. Имеет два выхода: прямой и инверсный.Классификация:1) RS-триггер с раздельной установкой 0 и 1;2) D-триггер с приемом информации по 1 входу. повторяет входной сигнал с задержкой;3) Т-триггер со счетным входом, переброс триггера происходит с каждым очередным сигналом; 4) DV-, TV- имеют дополнительный вход;5)JK-триггтер - универсальный триггер с раздельной установкой «0» и «1». Наборы 11 не запрещены. 6) комбинированный триггер совмещает несколько режимов; 7)триггер со сложной логикой
61. Синхронный RS-триггер.

3.42схема тактируемого RS-триггера на логических элементах И-НЕ. На каждом входе запоминающей ячейки есть дополнительная схема совпадения (И-НЕ). Первые входы их объединены, на них подаются синхроимпульсы, на вторые входы -информационные сигналы. При С=0 – состояние тригтера не меняется.

D-триггер.

Асинхронный D-тригтер имеет 1 вход и 2 выхода, осуществляет задержку сигнала. информация на выходе равна информации на входе на предыдущем такте.В тактируемых триг момент принятия информации определяется тактовым сигналом С. Для правильной работы D-триггера должен быть интервал времени после прихода информации на вход D перед приходом синхросигнала С. 2 входа: D - информационный, С- тактируемый 3.45. При С=1 записывается в триггер то, что было подано на вход В до подачи синхросигнала С.В DV-триггере при V =1 работает как Д, при V=0- сохраняется информация.

Т-триггер

Имеет 1 информационный вход Т и переключается, когда на вход триггера поступает сигнал. Из характеристического уравнения Q_n+1= с чертой ТQ+Tс чертQ видно, что триггер производит сложение по модулю 2. Частота на выходе в 2 раза меньше, чем на входе. Поэтому можно использовать триггер как делитель на два и для построения счетчиков.

 

64.JK-триггер имеет 3 входа:JKC.Но одноступенчатый триггер работает не надежно, т.к. запоминающая ячейка – служит одвременно источником информ(с него поступает сигнал старого состояния) и приемником(переключ в новое сост и стирает старое). Одновременное выполнение 2 операций невозможно.Поэтому исп 2-ступенчатые триггеры.

Регистр хранения.

3.51 схема регистра с параллельным приемом и выдачей информации. На вход регистра хранения подается слово Здесь обозначены шины: П - приема, С - синхронизации, В -выдачи, Пр - преобразования информации, Уст. «0» - установка нуля на входах RS-триггеров. Регистр хранения построен на RS-тригтерах с логическими элементами «И».Входы Rвсех тригтеров объединены и соединены с шиной сброса (Уст. «0») Для установки регистра в «0» необходимо одновременно подать «1» по шине Уст «0» и «С».Приём информации или запись. В следующем такте код параллельно поступает на входы логических элементов «И», одновременно сигнал «1» - по шинам П и С. Выходы «И» соединены со входами «S» триггеров.

 

66.Регистр сдвига.

С приходом каждого тактового импульса происходит перезапись содержимого триггеера каждого разряда в соседний без изменения порядка следования «1» и «0».Сдвиговые регистры делятся на:- со сдвигом информации вправо - в сторону младших разрядов;- со сдвигом в сторону старших разрядов; - реверсивные — со сдвигом влево или вправо.Регистры сдвига строятся на RS, JK, D, DV - триггерах, на одно- и двухступенчатых, одно- и многотактные. В 2ступенчатых триггерах 1ая ступень управляется сигналом С, а 2-ая инверсным сигналом (с черт) С. Выходы одних триггеров соединяются со входами других, сдвиг осущ синхроимпульсом.

Счетчики суммирующие.

Счетчик-послед схема для подсчета числа входных сигналов и хранения 2ичного кода этого числа. Р а сс м о трим последовательность двоичных чисел - таблицу прямого счёта. Видно, что соседний старший разряд изменяет свое состояние при переходе младшего с 1 на 0. Т.е. счётчик состоит из цепочки триггеров с инверсным динамическим управлением (3.56) или двухступенчатых MS -триггеров. В суммирующих счетчиках вначале подачей «1» на вход R триггеры устанавливаются в нулевое состояние. Этот счётчик может быть делителем частоты. Каждый триггер старшего разряда переключается в 2 раза реже младшего.

Счетчики вычитающие.

Счетчик-послед схема для подсчета числа входных сигналов и хранения 2ичного кода этого числа.

Если рассмотреть таблицу обратного счёта, видно что старший разряд меняет свое состояние при изменении младшего разряда с «0»на«1». В вычитающих счётчиках (3.58) содержание его понижается на 1 с приходом каждого импульса. Счетчик построен на синхронных МS-Т-триггерах. Предварителъно все триттеры устанавливаются в «1» подачей нулевого сигнала на вход S.

Десятичный счетчик.

Счетчик-послед схема для подсчета числа входных сигналов и хранения 2ичного кода этого числа.

10ичный Счетчик имеет коэффициент пересчета 10. Он считает от 0 до 9. При поступлении на его вход десятого импульса все его выходы устанавливаются в нулевое состояние. В схеме использованы синхронные JK-триггеры. Первый триггер изменяет свое состояние с приходом каждого перепада входного сигнала, так как его J и Kвходы подключены к 1. J-вход второго триггера подключен к инверсному выходу четвертого триггера, а там до прихода восьмого импульса также стоит 1. Этот триггер будет переключаться от 2,4,6,8 импульсов. Третий триггер переключится 4 и 8-ым импульсами. и т.д.

Инвертирующий усилитель.

Примем допущения: Кдф->∞, Rвх->∞, Uвхдф=Uвых/Kдф->0. По 1ому зак Кирхгофа I1=Iвх+Iос,тк Rвх->∞ Iвх=0 I1=Iос

Определим коэффициент усиления инвертирующего усилителя

Если Roc =R₁ =>К_и =-1, то усилитель- инвертор.

Неинвертирующий усилитель.

Цепь Roc-R₁ создает последовательную отрицательную обратную связьпо напряжению. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход. пусть Кдф->∞, Rвх->∞,тогда U_вх.дф-->0и 1_вх = 0. Uвх =I₁R₁ Uвх =I₁(R₁+Roc), тогда коэффициент усиления неинвертирующего усилителя равен

74.Сумматор инвертирующий.

Интегратор.

Из условия Кдф->∞, следует, что и_еых = -U_c. Ток через конденсатор

Условие 2 Rвх->∞

получим

Uвых л инейно зависит от Uвхт.е. схема интегратора является простейшей схемой генератора линейно изменяющегося напряжения.

Дифференциатор.

 

 

Компаратор.

Компаратор аналоговый (2.17,а) применяется для сравнения аналогового сигнала с опорным напряжением. На неинвертирующий вход подано опорное напряжение U_on на инвертирующий вход - аналоговый сигнал U_вх. При этом выполняются условия: е с л и: U_{в х} < U _on, то и_вых=и+_выхmax и: U_{e x}> U_on, то и_вых = и-_выхmax При равенстве Uвх=U_on,Uвых=0. Так как коэффициент усиления ОУ сотни тысяч, то выход компаратора переключается на противоположное значение.

Тригтер Шмита

Триггер Шмидта имеет два состояния устойчивого равновесия и преобразует аналоговый сигнал в импульсный. Передаточная характеристика.

 

 

Мультивибратор.

Рассмотрим работу автоколебательного мультивибратора на ОУ, в котором ПОС обеспечивается делителем напряжения R₁, R₂ (2.23,а) от выхода к неинвертирующему входу. Переключение мультивибратора из одного квазиустойчивого равновесия в другое происходит за счет релаксационного изменения U^- _вх. Если в момент f=0 включить источник питания ОУ, начинает расти выходное напряжение Uвых, за счет делителя R₁,R₂ напряжение на неинвертирующем входе U⁺вх тоже возрастает, а это приводит к еще большему увеличению и_вых. В результате лавинообразного процесса и_вых скачкообразно увеличивается до Е⁺, а и^-_вх до yE⁺, где у= R₂(R₁ +R₂), и ^-_вх при этом измениться не успевает и равно нулю. Начинается заряд С через R. Это приводит к увеличению и^-_вх . В момент t₁, когда и ^-_вх = и⁺_вх = yE⁺, скачкообразно изменяется режим и и_вых изменяется до Е^-, a и⁺_вх =yE^-. Процесс происходит лавинообразно..

Электропроводность полу проводников.

Полупроводники – это в-ва, кот при комнатной температуре имеют удельное электрич сопротивление r = 10^-3 ¸ 10⁹ Ом∙см (элементы 4ой группы таб Менделеева), у проводников r < 10^-3 ¸ 10^-6 Ом∙см, у диэлектриков r > 10⁹¸10¹⁸ Ом∙см. ТКС = − (5¸6) % / ºС, у металлов ТКС = (0,4 ¸ 0,6) % / ºС; При добавлении примеси в полупроводник удельное сопротивление его уменьшается. *Собственная проводимость i складывается из электронной (n) и дырочной (p) i = n + p, причем n = p. * Примесная электропров- при добавлении примеси в п\проводник число носителей заряда увеличивается. *Электронная проводимость-в кристалле одного из элементов IV- группы таб Мендел заменили атомом V-группы As-мышьяка. Четыре электрона мышьяка образуют ковалентную связь с четырьмя атомами исходного в-ва, пятый – движется вокруг своего атома по круговой орбите.Атом мышьяка становится положительным ионом. *Дырочная проводимость- Добавление в кристалл кремния атома одного из элементов Ш-группы таб Мендел приводит к замещению им атома основного в-ва. В кристаллической решётке остаётся одна незаполненная свободная связь, которая может быть заполнена электроном, пришедшим извне.