Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь

Полевые транзисторы МДП (МОП)




У этих ПТ затвор изолирован от токопроводящего канала слоем диэлектрика. Из-за наличия диэлектрика у этих ПТ очень высокое входное сопротивление RВХ » 1000 ГОм. Принцип действия основан на изменении проводимости приповерхностного слоя полупроводника (канала) на границе с диэлектриком под воздействием поперечного электрического поля. В общем случае эти ПТ – четырёхэлектродный прибор: электроды исток, сток, затвор и подложка.

Подложка – полупроводниковая основа ПТ и её вывод иногда выполняет вспомогательную управляющую функцию.

ПТ вида МДП делятся на два типа. Со встроенным каналом, рисунок 3.29.

Рисунок 3.29 – ПТ со встроенным каналом

Запитывают такой ПТ по схеме, приведённой на рисунке 3.30.

Рисунок 3.30 – Запитка ПТ со встроенным каналом

Рассмотрим входные и выходные ВАХ таких полевых транзисторов. При UЗИ = 0 имеется конкретное значение IC, рисунок 3.31.

Рисунок 3.31 – Стоко-затворная и выходные характеристики ПТ

со встроенным каналом

При UЗИ < 0 отрицательный потенциал на затворе создает поле, отталкивающее электроны в канале n-типа, концентрация их уменьшается, сопротивление канала увеличивается и IC уменьшается. Это режим обеднения. При UЗИ > 0, электроны полем потенциала затвора втягиваются в канал из p-подложки. Концентрация электронов в канале увеличивается, его сопротивление уменьшается и IC увеличивается. Это режим обогащения.

С индуцированным каналом, рисунок 3.32.

Канал проводимости в этом ПТ заранее не создается, а образуется (индуцируется) благодаря притоку электронов из p-подложки при приложении к затвору положительного потенциала.

Рисунок 3.32 – ПТ с индуцированным каналом

Транзистор с индуцированным каналом работает только в режиме обогащения. Его входные и выходные ВАХ отражены на рисунке 3.33.

Рисунок 3.33 – ВАХ ПТ с индуцированным каналом

Для таких МДП ПТ входное сопротивление RВХ > 1000 ГОм и CЗИ, СЗС и ССИ примерно на порядок меньше, чем у ПТ с p-n-переходом.

Включение ПТ

Включение ПТ схоже со схемами включения БПТ. Это схемы с общим стоком (ОС) – аналогична схеме с ОК, общим истоком (ОИ) – аналогична схеме с ОЭ, общим затвором (ОЗ ) – аналогична схеме с ОБ. Включение ПТ по схеме с ОЗ из-за малого входного сопротивления практически не используется.



Схема с ОИ. Её можно представить по рисунку 3.34 [5].

Рисунок 3.34 – Включение ПТ по схеме с ОИ

Добавление источника входного сигнала uC и RН позволяет снять выходной сигнал (при воздействии входного). Коэффициент усиления каскада по напряжению определяется: Кu » SRH. Выходное сопротивление определяется: RВЫХ » RH. Входной сигнал в каскаде по схеме с ОИ инвертируется.

Схема с ОС. Её часто называют истоковым повторителем, рисунок 3.35. Используется для получения: малой входной емкости; для преобразования сопротивления вход-выход в сторону уменьшения; для работы с большим входным сигналом.

Рисунок 3.35 – Включение ПТ по схеме с ОС

Для этой схемы Кu £ 1. Входное сопротивление каскада примерно равно сопротивлению входной цепи. При больших RH величина Rвых » 1/S. Входной сигнал не инвертируется.

Схема с ОЗ. Используется для преобразования низкого RВХ в высокое RВЫХ, рисунок 3.36.

Рисунок 3.36 – Включение ПТ по схеме с ОЗ

Входное сопротивление схемы мало и определяется выражением:

. (3.13)

Коэффициент усиления по напряжению можно найти по формуле:

, (3.14)

а выходное сопротивление велико и определяется выражением:

. (3.15)

Вопросы для самотестирования

1 В каком направлении проводит ток симистор?

2 Что называется временем восстановления обратного сопротивления диода?

3 Когда у p-n–перехода появляется барьерная ёмкость?

4 Поясните выражение «вентильные свойства p-n–перехода».

5 Как в полупроводнике образуются положительно заряженные частицы (дырки)?

Источники питания

Первый функциональный узел источника питания – это выпрямитель: устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток. Необходимость в подобном преобразовании возникает, когда питание потребителя осуществляется постоянным током, а источником электрической энергии является источник переменного тока, например промышленная сеть [4].

Выпрямители с потребляемой нагрузкой мощностью до нескольких сотен ватт относят к классу маломощных выпрямителей. Такие выпрямители предназначены для питания постоянным током различных систем и устройств промышленной электроники, решающих задачи управления, регулирования, переработки, отображения информации и т. д. При указанной мощности нагрузки задачу преобразования электрической энергии переменного тока в постоянный ток решают с помощью однофазных выпрямителей, питающихся от однофазной сети переменного тока. Структурная схема однофазного выпрямителя показана на рисунке 3.37. Трансформатор на входе диодной схемы выполняет вспомогательную роль. Его функция сводится к повышению или понижению вторичного напряжения u2 при заданном первичном напряжении u1.

Рисунок 3.37 – Структура маломощного источника питания

Имеются схемы выпрямителей, в которых трансформатор является их неотъемлемой частью, например схема однофазного двухполупериодного выпрямителя с выводом нулевой точки трансформатора. Мостовая схема выпрямления нашла наибольшее применение в маломощных выпрямителях однофазного тока. Принцип выпрямления основывается на получении с помощью диодной схемы из двуполярной синусоидальной кривой напряжения u2(wt) однополярных полуволн напряжения на ud(wt) (рисунок 3.38). Напряжение ud(wt) характеризует кривую выпрямленного напряжения выпрямителя. Ее постоянная составляющая Ud определяет среднее значение выпрямленного напряжения.

Рисунок 3.38 – Временные диаграммы выпрямления

Кривая выпрямленного напряжения помимо постоянной составляющей содержит переменную (пульсирующую) составляющую, которая определяется разностью напряжений ud(wt) – Ud. Наличие переменной составляющей в подавляющем большинстве случаев является нежелательным. Поэтому осуществляют фильтрацию выпрямленного напряжения путем подключения к выходу выпрямителя сглаживающих фильтров (рисунок 3.37).

Сглаживающие фильтры выполняют на основе реактивных элементов – дросселей и конденсаторов, которые оказывают соответственно большое и малое сопротивления переменному току и, наоборот – постоянному току. Сглаживающий дроссель включают последовательно с нагрузкой, а конденсатор – параллельно ей.

Наличие сглаживающего фильтра оказывает значительное влияние на режим работы выпрямителя и его элементов. Существенным при этом является характер входной цепи сглаживающего фильтра, определяющий совместно с внешней нагрузкой вид нагрузки выпрямителя. Нагрузка выпрямителя носит активно-индуктивный характер, а для фильтра в виде ёмкости – активно-ёмкостный характер.

Путем выбора параметров фильтра получают постоянное напряжение, удовлетворяющее нагрузку в отношении пульсаций. Наличие сглаживающего фильтра оказывает значительное влияние на режим работы выпрямителя и его элементов. Существенным при этом является характер входной цепи сглаживающего фильтра, определяющий совместно с внешней нагрузкой вид нагрузки выпрямителя. Так для сглаживающих фильтров, выполненных по схемам на пассивных компонентах, кроме одиночной ёмкости, нагрузка выпрямителя носит активно-индуктивный характер, а для сглаживающего фильтра в виде ёмкости – активно-ёмкостный характер.

Между сглаживающим фильтром и нагрузкой может быть стабилизатор напряжения (рисунок 3.37), обеспечивающий поддержание с необходимой точностью требуемой величины постоянного напряжения на нагрузке в условиях изменения напряжения питающей сети и тока нагрузки.





Читайте также:





Читайте также:
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...

©2015 megaobuchalka.ru Все права защищены авторами материалов.

Почему 3458 студентов выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.005 сек.)