1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

Transkrypt

1 Spis treści Przedmowa 13 Wykaz ważniejszych oznaczeń Zarys właściwości półprzewodników Półprzewodniki stosowane w elektronice Struktura energetyczna półprzewodników Nośniki ładunku w półprzewodnikach Statystyka nośników ładunku w półprzewodnikach Przewodnictwo elektryczne Dyfuzja nośników ładunku Zjawiska kontaktowe Kontakt metal-półprzewodnik (m-p) Złącze p-n Stan równowagi złącza Przepływ prądu przez złącze p-n Diody Model diody złączowej p + -n Równanie rzeczywistej diody złączowej p-n Parametry diody prostowniczej Pojemności złącza p + -n Małosygnałowe modele diody Diody stabilizacyjne Diody tunelowe Tranzystory bipolarne Budowa i działanie tranzystorów bipolarnych Struktury złączowe tranzystorów Konfiguracje i stany pracy tranzystora Charakterystyki stałoprądowe Model Ebersa-Molla Charakterystyki tranzystora w konfiguracji OE Transportowy model tranzystora Parametry i modele małosygnałowe tranzystorów bipolarnych 80 5

2 Definicje podstawowe Określenie punktu pracy tranzystora Tranzystor jako czwórnik aktywny Model typu hybryd n dla konfiguracji OE Model hybryd Ti dla konfiguracji OB Hybrydowe parametry typu h Częstotliwości graniczne tranzystora Narażenia napięciowe tranzystorów Tranzystory polowe Zasada działania i podział tranzystorów polowych Złączowy tranzystor polowy JFET i jego modele Parametry małosygnałowe tranzystora JFET Ograniczenia częstotliwościowe i częstotliwość odcięcia Tranzystor polowy z izolowaną bramką (MOSFET) i jego modele Wielkosygnałowy model zastępczy tranzystora MOSFET Małosygnałowy model tranzystora MOSFET Małosygnałowy admitancyjny schemat zastępczy tranzystorów polowych Przyrządy optoelektroniczne Fotoogniwo Fotodioda Fototranzystor Dioda elektroluminescencyjna (LED - Light Emitting Diodę) Laser półprzewodnikowy Tyrystory i triaki Budowa i działanie tyrystora Triaki Struktury tyrystorowe V-MOS i D-MOS Wybrane przyrządy elektroniczne Termoelement Peltiera (chłodziarka termoelektryczna) Warystor Hallotron Magnetorezystor Układy zasilania tranzystorów Wybór punktu pracy tranzystora Statyczne i dynamiczne proste robocze układów wzmacniających Zasilanie i stabilizacja punktów pracy tranzystorów w układach dyskretnych Układy zasilania tranzystorów bipolarnych Układy zasilania tranzystorów unipolarnych Zasilanie i stabilizacja punktów pracy tranzystorów w układach scalonych 171

3 Ogólna charakterystyka obwodów zasilania w układach scalonych Podstawowe bloki w układach zasilania i stabilizacji punktów pracy tranzystorów bipolarnych Źródła stałoprądowe - lustra prądowe Stałoprądowe źródła odniesienia Źródła napięcia odniesienia Podstawowe bloki w układach zasilania i stabilizacji punktów pracy tranzystorów unipolarnych Źródła stałoprądowe - lustra prądowe Źródła napięciowe Wzmacniacze tranzystorowe w różnych konfiguracjach Wprowadzenie Klasyfikacja wzmacniaczy Tworzenie schematów zastępczych wzmacniaczy Właściwości wzmacniaczy w zakresie średnich częstotliwości Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego emitera Wzmacniacz w konfiguracji wspólnej bazy Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego kolektora - wtórnik emiterowy Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego źródła Wzmacniacz w konfiguracji wspólnej bramki Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego drenu - wtórnik źródłowy Właściwości wzmacniaczy w zakresie dużych częstotliwości Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego emitera i wspólnego źródła Wzmacniacz w konfiguracji wspólnej bazy i wspólnej bramki Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego kolektora i wspólnego drenu Charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy RC w zakresie małych częstotliwości Sprzężenie zwrotne Uwagi ogólne Elementarna teoria sprzężenia zwrotnego Wpływ sprzężenia zwrotnego na właściwości wzmacniaczy Wpływ sprzężenia zwrotnego na wrażliwość wzmocnienia Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na zniekształcenia nieliniowe, zakłócenia i szumy Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na impedancję wejściową wzmacniacza 236

4 Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na impedancję wyjściową wzmacniacza Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy Stabilność układów ze sprzężeniem zwrotnym Przykłady wzmacniaczy z ujemnym sprzężeniem zwrotnym Wzmacniacze prądu stałego Wprowadzenie Wzmacniacz różnicowy z tranzystorami bipolarnymi Zasada działania wzmacniacza różnicowego Charakterystyka przejściowa wzmacniacza Analiza małosygnałowa Wzmacniacz różnicowy w zakresie dużych częstotliwości Wzmacniacze z obciążeniem aktywnym Wzmacniacz różnicowy z tranzystorami MOS Charakterystyka przejściowa wzmacniacza Wzmacniacze różnicowe MOS z obciążeniem aktywnym. Analiza małosygnałowa Wzmacniacze operacyjne Podstawowe właściwości wzmacniaczy operacyjnych Budowa wzmacniaczy operacyjnych Kompensacja charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza operacyjnego Szybkość narastania napięcia wyjściowego Inne wzmacniacze operacyjne Liniowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych Wprowadzenie Podstawowe konfiguracje wzmacniacza operacyjnego w układach wzmacniających Wzmacniacz odwracający Wzmacniacz sumujący Wzmacniacz nieodwracający Wtórnik napięciowy Wzmacniacz różnicowy Układy całkujące i różniczkujące Układ całkujący Układ różniczkujący Filtry aktywne Klasyfikacja filtrów aktywnych i metody ich realizacji Filtry bikwadratowe Filtry aktywne realizowane metodą zmiennych stanu Filtry aktywne z analogami indukcyjności 313

5 Filtry C-przełączane Uwagi wstępne Przykłady realizacji integratorów i filtrów SC Filtry aktywne C pracujące w czasie ciągłym Wzmacniacze szerokopasmowe i impulsowe Wprowadzenie Aproksymacja charakterystyk częstotliwościowych oraz związki między charakterystykami częstotliwościowymi i czasowymi układów liniowych Zagadnienie aproksymacji charakterystyk idealnych Maksymalnie płaska charakterystyka wzmocnienia Charakterystyka równomiernie falista Charakterystyka maksymalnie liniowej fazy Związki pomiędzy parametrami częstotliwościowymi i impulsowymi wzmacniacza Sposoby rozszerzania pasma wzmacniaczy Właściwości szerokopasmowe jednostopniowego wzmacniacza oporowego w konfiguracji OE Wzmacniacze z korekcją obwodów sprzęgających Wzmacniacze z korekcją w obwodzie sprzężenia zwrotnego Wzmacniacze kaskodowe Niesymetryczny wzmacniacz różnicowy - układ OC-OB Scalone wzmacniacze szerokopasmowe Wzmacniacze selektywne wielkiej częstotliwości Wprowadzenie Obwody rezonansowe LC Pojedynczy obwód rezonansowy LC Obwody rezonansowe sprzężone Filtry piezoelektryczne Rodzaje filtrów piezoelektrycznych Filtry kwarcowe Filtry ceramiczne Przykłady analizy jednostopniowych wzmacniaczy rezonansowych LC Stabilność wzmacniaczy rezonansowych Wzmacniacze selektywne o ulepszonych właściwościach wielkoczęstotliwościowych Techniki realizacji wzmacniaczy selektywnych w.cz Wzmacniacze mocy Specyficzne problemy wzmacniaczy mocy Odprowadzenie ciepła z tranzystora mocy 380

6 Klasy pracy wzmacniaczy Układy sprzęgające obciążenie ze wzmacniaczem Zniekształcenia nieliniowe we wzmacniaczach mocy Wzmacniacze mocy klasy A Wzmacniacz z obciążeniem rezystancyjnym bezpośrednio włączonym w obwód kolektora Wzmacniacz ze sprzężeniem transformatorowym Przeciwsobne wzmacniacze klasy B i AB Zależności energetyczne wzmacniacza klasy B Charakterystyka przejściowa i zniekształcenia nieliniowe Rozwiązania układowe wzmacniaczy klasy AB Wzmacniacze mocy z tranzystorami MOSFET Szumy w układach elektronicznych Źródła i rodzaje szumów Uwagi wstępne Szumy cieplne Szumy śrutowe Szumy strukturalne (szumy l/f lub szumy migotania) Szumy wybuchowe Szumy lawinowe Szumowe modele przyrządów półprzewodnikowych Dioda półprzewodnikowa Tranzystor bipolarny Tranzystor unipolarny JFET Tranzystor unipolarny MOSFET Sumowanie źródeł szumowych Całkowity szum zastępczy odniesiony do wejścia wzmacniacza Zastępcze źródła szumów odniesione do wejścia wzmacniacza Zastępcze źródła szumów tranzystora bipolarnego Zastępcze źródła szumów tranzystorów polowych Wpływ sprzężenia zwrotnego na parametry szumowe wzmacniacza Parametry szumowe układów elektronicznych Stabilizatory o pracy ciągłej Definicje, parametry i klasyfikacja stabilizatorów Stabilizatory parametryczne Parametryczny stabilizator napięcia z diodą stabilizacyjną (Zenera) Parametryczny stabilizator prądu Podsumowanie właściwości stabilizatorów parametrycznych Stabilizatory kompensacyjne 429

7 Zasada działania stabilizatorów kompensacyjnych Szeregowe stabilizatory napięcia Równolegle stabilizatory napięcia Układy zabezpieczeń stabilizatorów Układ z ograniczeniem prądu obciążenia Układ z redukcjąprądu zwarcia Ogranicznik prądu ze sprzężeniem zwrotnym Zabezpieczenia nadnapięciowe Zabezpieczenie termiczne Kompensacyjny stabilizator prądu Monolityczne stabilizatory napięcia 445 Literatura uzupełniająca 449