Режим работы класса D.

1) Понятие о проходной динамической характеристике.Режимы работы усилительных элементов определяются положением рабочей точки на проходной динамической характеристике. Проходной динамической характеристикой называется зависимость выходного

тока от входного напряжения. Для транзистора, включённого по схеме с ОЭ, зависимость будет Iк = f (Uбэ). Проходная динамическая характеристика может быть построена по входной и

выходной характеристикам транзистора. Iк = f (Uб).

2) Режим работы класса А.В режиме работы класса А рабочая точка устанавливается на

линейном участке проходной динамической характеристики. Для этого между базой и эмиттером транзистора при помощи одной из схем питания цепи базы необходимо создать постоянную составляющую напряжения, которая называется величиной напряжения смещения.

При отсутствии переменной составляющей усиливаемого сигнала рабочая точка называется

рабочей точкой покоя.

Рассмотрим рисунок 236. До момента времени t1 переменная составляющая входного сигнала

отсутствует, и под действием величины Eсм в коллекторной цепи транзистора будет протекать

постоянная составляющая коллекторного тока, которая называется током покоя.

Режим работы класса А характеризуется минимальными нелинейными искажениями, т. к.

усилительный элемент работает на линейном участке характеристики.

Недостатком режима класса А является низкий КПД. η = (25 – 30 %).

Это объясняется тем, что энергия от источника питания затрачивается не только на усиление

переменной составляющей, но и на создание постоянной составляющей Iо, которая является

бесполезной и в дальнейшем отсеивается разделительным конденсатором.

Режим класса А применяется, в основном, в предварительных каскадах усиления.

3) Режим работы класса В. В режиме класса В рабочая точка выбирается таким образом,

чтобы ток покоя был равен нулю (смотрите рисунок 237).

Режим работы класса В характеризуется углом отсечки Θ.

Углом отсечки называется половина той части периода, за которую в выходной цепи будет

протекать ток.

Для режима класса В угол отсечки Θ = 90°. Характеризуется режим класса В высоким КПД η = 60 . 70 %. Недостатком режима класса В являются большие нелинейные искажения. Применяется режим класса В выходных двухтактных усилителях мощности.

4) Режим работы класса АВ.Иногда положение точки покоя в режиме класса АВ выбирается на нижнем изгибе проходной динамической характеристики

В этом случае будет иметь место ток покоя, но величина его будет значительно меньше, чем в

режиме класса А. Угол отсечки Θ в режиме класса АВ будет меньше 90°. Режим класса АВ

имеет несколько меньший КПД, чем режим класса В (η = 50 . 60 %) и несколько меньшие не-

линейные искажения. Применяется так же, как и режим класса В, в двухтактных усилителях

мощности.

5) Режим работы класса С.Это режим, при котором величина Eсм имеет отрицательное

значение

Режим класса С характеризуется максимальным КПД η = 80 %, но и наибольшими нелинейными искажениями. Режим С в усилителях применяется в выходных каскадах мощных передатчиков.

6) Режим работы класса D.Режим работы класса D – это ключевой режим работы транзистора

48) Дифференциа́льный усили́тель — электронный усилитель с двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных напряжений, умноженной на константу. Применяется в случаях, когда необходимо выделить небольшую разность напряжений на фоне значительной синфазной составляющей.

Выходной сигнал дифференциального усилителя может быть как однофазным, так и дифференциальным. Это определяется схемотехникой выходного каскада.

49) Операционный усилитель (ОУ, OpAmp) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

В настоящее время ОУ получили широкое применение как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов.

50) Триггер Шмитта (не Шмидта) — электронная модель двухпозиционного релейного элемента, статическая характеристика которого имеет зону неоднозначности (петлю гистерезиса). Структурно, триггер Шмитта представляет собой усилитель с достаточно большим коэффициентом усиления, охваченный глубокой положительной обратной связью. Триггер Шмитта используется для восстановления цифрового сигнала, искаженного в линиях связи, фильтрах дребезга, в качестве двухпозиционного регулятора в системах автоматического регулирования. Этот триггер стоит особняком в семействе триггеров: он имеет один аналоговый вход и один выход.

Фазовая траектория (статическая характеристика) триггера Шмитта представляет собой прямоугольную петлю гистерезиса. (Он и позволяет использовать триггер в качестве формирователя прямоугольных импульсов из входного напряжения, в частности, из синусоидального). Неоднозначность статической характеристики позволяет утверждать, что триггер Шмитта, как и другие триггеры обладает свойством памяти — его состояние в зоне неоднозначности определяется предысторией — ранее действовавшим входным сигналом.

Простейшая реализация триггера Шмитта на логических элементах — это два последовательно включенных инвертора, охваченные резистивной обратной связью. Скорость нарастания выходного сигнала не зависит от скорости нарастания входного сигнала, для данной технической реализации является величиной постоянной (зависит от быстродействия логических вентилей). В аналоговой схемотехнике триггер Шмитта обычно реализуется на базе операционного усилителя или компаратора, охваченного резистивной положительной обратной связью.

51)

52) Положи́тельная обра́тная связь (ПОС) — тип обратной связи, при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое способствует дальнейшему отклонению выходного сигнала от первоначального значения.

Положительная обратная связь ускоряет реакцию системы на изменение входного сигнала, поэтому её используют в определённых ситуациях, когда требуется быстрая реакция в ответ на изменение внешних параметров. В то же время положительная обратная связь приводит к неустойчивости и возникновению качественно новых (автоколебательных) систем, называемых генераторы (производители).

Автогенератор на основе усилителя с мостом Вина в цепи положительной обратной связи является примером частотно-зависимой ПОС.

Если цифровой логический элемент охватить небольшой ПОС, получится схема с гистерезисом (или триггер Шмитта), которая с успехом применяется для устранения дребезга контактов, устранения ложных срабатываний датчиков (или кабельных приёмников) от влияния помех, и др.

Нелинейная положительная обратная связь ведёт к тому, что система начинает развиваться в режиме с обострением.

53) В зависимости от технологии изготовления интегральные микро­схемы могут быть полупроводниковыми, пленочными или гибридными. В ГОСТ 17021—88 даются следующие определения этим трем разновидностям микросхем.
Полупроводниковая микросхема— микросхема, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в объеме и на поверхности полупроводника.
Пленочная микросхема— микросхема, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены только в виде пленок проводящих и диэлектрических материалов. Вариантами пленочных являются тонкопленочные и толстопленочные микросхемы.
Различие между тонкопленочными и толстопленочными микросхемами может быть количественным и качественным. К тонкопленочным условно относят микросхемы с толщиной пленок менее 1 мкм, а к толстопленочным — микросхемы с толщиной пленок свыше 1 мкм. Гибридная микросхема— микросхема, содержащая кроме элементов простые и сложные компоненты (например, кристаллы микросхемы полупроводниковых микросхем). Одним из видов гибридной микросхемы является многокристальная микросхема.
В зависимости от функционального назначения интегральные микросхемы делятся на аналоговые и цифровые.
Одновременно с понятием БИС в ГОСТ 17021—88 присутствуют два термина: БИС и базовый комплект БИС. Это обстоятельство вызвано необходимостью совместной комплексной разработки и применения БИС, представляющих собой узлы и блоки РЭА. Большие интегральные схемы, составляющие комплект, хотя и выполняют различные функции, но совместимы по конструктивному исполнению и электрическим параметрам. Они позволяют использовать при по­строении микроэлектронной аппаратуры общие «архитектурные» приемы. Минимальный состав комплекта БИС, необходимый для решения определенного круга аппаратурных задач, называется базовым.
Как отклик на появление микропроцессорной техники в 1981 г. в ГОСТ 17021—88 были введены четыре термина.
Микропроцессор - программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управления им. Это устройство изготовлено на основе одной или нескольких БИС.
Микропроцессорная микросхема – микросхема, выполняющая функцию МПили его части. Совокупность этих и других микросхем, совместимых по архитектуре, конструктивному исполнению и электрическим параметрам, названа микропроцессорным комплектом (МПК). По аналогии с базовым комплектом БИС базовым МПК называется минимальный состав такого комплекта, необходимый для построения основных узлов МП или контроллера.
В последнее время наряду с разработкой микросхем общего назначения широкое распространение получило создание сложных микросхем, в разработке и организации производства которых принимает участие как предприятие-заказчик, так и предприятие-исполнитель. Распределение работ между этими предприятиями регламентирует ГОСТ 27394—87.
Заказная интегральная микросхема — микросхема, разработанная на основе стандартных и (или) специально созданных элементов и узлов по функциональной схеме заказчика и предназначенная для определенной РЭА.

Полузаказная интегральная микросхема — микросхема, разработанная на основе базовых (в том числе матричных) кристаллов и предназначенная для определения РЭА.

ИМС – микроэлектронное устройство, выполняющее функции целой электрической схемы и

выполненное как единое целое.

Классифицируют ИМС по следующим признакам:

1.По технологии изготовления:

 Плёночные – это ИМС, у которых все элементы выполнены в виде тонких плёнок,

нанесённых на диэлектрическое основание, т. е. подложку.

 Гибридные (ГИС) – это ИМС, у которых пассивные элементы выполнены по тонко-

плёночной технологии, а активные элементы выполнены как отдельные, навесные,

бескорпусные.

 Полупроводниковые ИМС – это микросхемы, у которых все элементы «выращены»

в кристалле полупроводника.

2.По способу преобразования и обработки информации имеется два вида ИМС:

 Аналоговые ИМС – с непрерывной обработкой информации (смотрите процесс, за-

печатлённый, на рисунке 145);

 Цифровые ИМС – с дискретной обработкой информации

54)

55) Существует много разновидностей логики:

 ТЛНС – транзисторная логика с непосредственными связями.

 РТЛ – резисторно-транзисторная логика.

 РЕТЛ – резисторно-ёмкостная транзисторная логика.

 ДТЛ – диодно-транзисторная логика.

К основному типу логики относят ТТЛ. Разновидности:

 ТТЛШ – транзисторно-транзисторная логика с переходами Шоттки.

 ЭСЛ – эмиттерно-связная логика.

 КМОП – логика на полевых МОП - транзисторах, состоящая из комплементарных пар.

В ТТЛ операцию «И» выполняет многоэмиттерный транзистор, в котором функции диодов

VD1 и VD2 выполняют эмиттерные переходы транзистора, а функции диодов VD3, VD4 вы-

полняет коллекторный переход транзистора (смотрите рисунок 179).

Структура многоэмиттерного транзистора показана на рисунке 180, а УГО – на 181.

57) К характеристикам цифровых ИМС относятся:

 Входные характеристики (смотрите рисунок 176) – это зависимость входного тока Iвх

ИМС от величины входного напряжения. Iвх = f (Uвх).

Кривая 1 – для ИМС, у которых входной ток максимален при логическом нуле на входе.

Кривая 2 – это характеристика ИМС, у которых входной ток максимален при логической еди-

нице на входе.

 Передаточные характеристики. Это зависимость выходного напряжения ИМС от вход-

ного (смотрите рисунок 177).