Унч класса а на полевых транзисторах: АБ3 – усилитель класса А на полевых транзисторах

Содержание

Усилитель для наушников «Green JLH». Класс А на трёх транзисторах


Доброго воскресного утра, датагорцы! Предлагаю полезную конструкцию выходного дня: сделаем простой и качественный хэдамп.

О теме наушников я не задумывался, пока в доме не появились CANYON CNR-HP3W. Весьма хорошие наушники, кстати. Настолько хорошие, что я даже решил собрать для них отдельный усилитель.

Критерии: минимум деталей, максимум качества. Тут класс «А» вне конкуренции.

Содержание / Contents

Ламповая техника — это конечно моя мечта, а посему, чтобы не разрушать мечты, делаем на транзисторах!

Начал с изучения претензий к усилителям для наушников. Обычно собирателей таких усилителей добивают три вещи: фон переменки, невозможность регулировать коэффициент усиления (КУ) схемы и электролитический конденсатор на входе первого каскада.

Не хотите проблем с фоном озаботьтесь качественным питанием! Оно должно быть стабилизированным, с минимальным уровнем пульсаций. Иначе борьба с фоном перерастает в битву с потерями времени, а иногда и финансов. Вместо того чтобы обратиться к первопричине, паятели начинают перебирать все доступные и недоступные транзисторы, меняют конденсаторы (обязательно на Wima) и проделывают прочие необъяснимые телодвижения. «После того, как мы окончательно потеряли из виду цель, мы удвоили свои усилия».

Усилитель планировался стационарным, поэтому к питанию особых требований, кроме его стабилизации не было.

Что касается остальных двух «хотелок», то всё уже придумано до нас и с успехом применяется в усилителях Джона Л. Худа. В результате, с учетом всего, выкристаллизовалась вот такая схема:
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Это вариант с минимальной комплектацией, под который была разработана печатная плата и он был воплощен в железе.


Усилитель выдаёт 2 Вольта эффективных на нагрузке в 32 Ом, имеет Кг ок. 0,001%, практически бесшумен, АЧХ от 10 Гц и далеко за 20 кГц.
R8 состоит из четырех резисторов сопротивлением 330 Ом мощностью 2 Ватта, включенных параллельно. Можно взять два резистора по 160 Ом и др. Основной критерий, чтобы общая мощность резисторов не была меньше 3 Ватт (больше — лучше), а общее сопротивление около 80 Ом.

IRF840 в этой схеме показал себя очень достойно, но всё же IRF540, IRFZ44N, IRFZ46N предпочтительнее.

Трансформатор питания Т1 должен обеспечивать на вторичке ~22 Вольта под нагрузкой 0.7 А. Диоды в выпрямителе зашунтированы керамическими конденсаторами.

Усилитель выполнен на печатной плате, оба канала вместе с блоком питания.

Печатка нарисована со стороны деталей, поэтому при распечатке зеркалить не надо. Выходные транзисторы и LM317 в обязательном порядке установить на радиаторы.

Ток транзистора VT3 составляет 200-250 мА.
Ку регулируется подбором резистора R5. Уменьшаем R5 — повышаем Ку. По умолчанию Ку=10 дБ (или 3 раза).

Файл печатной платы в Спринте.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Спасибо за внимание!

 

Усилитель для наушников AKG K550. Класс А, MOSFET на выходе


Пару лет назад мой сын подарил мне головные телефоны AKG K520. У них был хороший звук, но абсолютно дебильное оголовье, которое сломалось через несколько сеансов пользования наушниками. Многочисленные попытки как-то укрепить конструкцию к положительному результату не привели.

Я имел неосторожность сообщить об этом сыну, на что он заявил, мол, папа, не проблема, и подарил мне наушники AKG K550 Mk III.
Мне такое направление его внимания зацепило душевные струны, и я решил сделать ответный ход: собрать и подарить ему усилитель для головных телефонов.

Проштудировал конструкции усилителей для наушников от разных гуру, и на лампах, и на микросхемах, и на транзисторах. Хотелось потратить минимум усилий и получить максимум результата, поэтому решил «замутить» на транзисторах. Прочитал на Датагорском сайте статью Андрея Зеленина «Усилитель для наушников «Green JLH». Класс А на трёх транзисторах», подумал и решил, что и двух транзисторов будет достаточно!

В итоге предлагаю вашему вниманию мою конструкцию.

Содержание / Contents

— номинальное входное напряжение: 1 В;
— коэффициент усиления: 2;
— сопротивление нагрузки: 32 Ом, не менее;
— входное сопротивление: 100 кОм;
— потребляемый ток: 350 мА, два канала;
— напряжение питания: 24 В, однополярное;
— работа в классе А.

Почему выбраны такие характеристики? В основном, исходя из информации, почерпнутой на просторах сайта reference-audio-analyzer.pro. Я многое узнал там про характеристики своих наушников, об источниках сигнала (ЦАПы) и о всяких других полезных штуках. Вот и подумалось, что так будет необходимо и достаточно!

Прежде чем начать работать руками, я все-таки провел некоторое время за моделированием, поигрался транзисторами, режимами работы для получения максимальной неискаженной амплитуды выходного сигнала и т. п. с целью минимизации нелинейных искажений и получением «красивого» спектра гармонических искажений с преобладанием 2-й гармоники.По-моему, проектирование электроники это как дипломатия — «искусство возможного» — сплошные компромиссы, и некоторые решения объяснить нелегко.
И всегда можно изобрести другое решение.

Сергей Дорохов (dsarotor)

Понимая, что бумага все стерпит, сильно не обольщался результатами, но, тем не менее, определил, что схема тонко реагирует на всякие отклонения от оптимальных значений номиналов в основном резисторов. Поэтому, для исключения неприятных последствий я использовал в схеме резисторы с 1% допуском.

Макетирование одного канала на «слепыше» показало, что в цепях питания желательно использовать электролитические конденсаторы большой емкости с низким значениям ESR, т. к. ток, потребляемый от источника питания, имеет значительную переменную составляющую, которая на проводниках, а значит и на дорожках будущей печатной платы будет создавать паразитную амплитудную модуляцию, отрицательно влияющую на сигнал.


Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.Я решил применить готовый импульсный блок питания. По идее электронный дроссель (VT1, VT2) вообще не нужен в такой схеме. Но я электронный дроссель оставил: это довольно эффективный фильтр пульсаций, плюс есть возможность в некоторых пределах менять напряжение питания схемы усилителя.
Применение полевого транзистора в фильтре питания обусловлено только тем, что «пусть все силовые транзисторы (VT1, VT2, VT5, VT6) будут одинаковыми»! По-моему, хорошее объяснение. Поскольку я использовал покупной корпус, это определило размеры печатной платы 135×100 мм. Разводку левого и правого каналов постарался сделать насколько возможно симметричной. Для домашнего производства развёл на одном слое.

Смотри чертёж в разделе файлов.

Пробовал все доступные мне способы изготовления: лазерно-утюжный способ с использованием фотобумаги «Lomond», способ с использованием термотрансферной бумаги и способ с использованием пленочного фоторезиста.
Сразу сообщаю, что ламинатора у меня нет.

Эксперименты начались с того, что кончилась фотобумага «Lomond», а на покупку новой пачки чего-то воли не хватило, тем более, что попались статейки про термотрансферную бумагу и пленочный фоторезист. Решил попробовать новое.

Тонер никак не хотел держаться на меди, часть (большая или меньшая) обязательно оставалась на бумаге при любых режимах переноса. Отличная технология для массового производства. Фотошаблон не меняется. Однако, если надо поправить ошибки, допущенные при проектировании, необходимо изготавливать новый фотошаблон. И опять камнем преткновения явилось отсутствие ламинатора: ну отслаивался местами фоторезист при травлении! Пришлось вернуться к классической ЛУТ, только на бумаге от женского журнала «Мери Кей», любезно предоставленного женой. Когда-то читал, что можно использовать бумагу от журнала «Лиза» и подумал, что американский журнал тоже подойдёт.

Итого, считаю фотобумагу «Lomond» лучшим вариантом, меловку от модных журналов согласен применять за неимением Ломонда.

Каков допустимый диапазон питающего напряжения? 12В, 15В, 18В потянет? Если да, то нужно ли менять номиналы каких-либо резисторов?
Вопрос вроде простой, а ответ на него не очень. Конечно, можно использовать источник питания с другим значением напряжения: 12В, 15В, 18В, и даже, например, 30В! Схема всё равно найдёт свою рабочую точку и будет там стоять.
Номиналы элементов при этом менять не надо.

Чем же руководствовался я при выборе напряжения питания? Это усилитель для головных телефонов. В моём случае наушники с номинальным сопротивлением 33 Ом, чувствительность средняя к напряжению: 117.85 дБ/В SPL, т. е. при подведении к ним действующего напряжения 1 Вольт создается звуковое давление 117.85 дБ.

Для большинства телефонов допустимая максимальная мощность составляет 200 мВт. Так как закон Ома никто не отменял, и исходя из этого ограничения, зная так же сопротивление телефонов можно определить подводимое к ним напряжение.
Для телефонов с R=33 Ом максимально допустимое напряжение (амплитудное значение) составит U=SQRT (P*R)=3.8 В.
При таком подводимом напряжении создаваемое звуковое давление будет принимать значение около 120 дБ.

Информация об уровнях звукового давления создаваемых различными источниками легко находится на просторах интернета.

0 дБ SPL — ничего не слышно — порог слышимости для синусоидальной волны с частотой 1 кГц;
25 дБ SPL — тихо — сельская местность вдали от дорог, мурлыканье кота на расстоянии 0,5 м;
40 дБ SPL — хорошо слышно — тихий разговор, учреждение (офис) без источников шума, уровень звукового фона днём в городском помещении с закрытыми окнами выходящими во двор;
50 дБ SPL — отчётливо слышно — разговор средней громкости, тихая улица, стиральная машина;
60 дБ SPL — шумно — обычный разговор, норма для контор;
65 дБ SPL — шумно — громкий разговор на расстоянии 1 м;
70 дБ SPL — шумно — громкие разговоры на расстоянии 1 м, шум пишущей машинки, шумная улица, пылесос на расстоянии 3 м;
75 дБ SPL — шумно — крик, смех с расстояния 1 м; шум в железнодорожном вагоне;
80 дБ SPL — очень шумно — громкий будильник на расстоянии 1 м; крик; мотоцикл с глушителем; шум работающего двигателя грузового автомобиля;
85 дБ SPL — очень шумно — громкий крик, мотоцикл с глушителем;
90 дБ SPL — очень шумно — громкие крики, пневматический отбойный молоток, тяжёлый дизельный грузовик на расстоянии 7 м, грузовой вагон на расстоянии 7 м;
95 дБ SPL — очень шумно — вагон метро на расстоянии 7 м;
100 дБ SPL — крайне шумно — громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5—7 м, кузнечный цех, очень шумный завод;
110 дБ SPL — крайне шумно — шум работающего трактора на расстоянии 1 м, громкая музыка, вертолёт;
115 дБ SPL — крайне шумно — пескоструйный аппарат на расстоянии 1 м;
🎧120 дБ SPL — почти невыносимо — болевой порог, гром, отбойный молоток, вувузела футбольного фаната на расстоянии 1 м;
130 дБ SPL — боль — сирена, шум клёпки котлов;
140 дБ SPL — травма внутреннего уха — взлёт реактивного самолёта на расстоянии 25 м, максимальная громкость на рок-концерте;
160 дБ SPL — шок, травмы, возможен разрыв барабанной перепонки — выстрел из ружья близко от уха, ударная волна от сверхзвукового самолёта;
180 дБ SPL — светошумовая граната;

Так что получается, что выбранные характеристики усилителя обеспечивают в пределе звуковое давление на уровне 120 дБ «почти невыносимо — болевой порог», обеспечивая при этом безопасную работу моих наушников.
При выбранном напряжении питания 24 Вольт и уровне искажений выходного сигнала не более 0,1% усилитель обеспечивает выходное напряжение (амплитудное) 3,5 Вольт.

При использовании наушников с номинальным сопротивлением 100 Ом будет гарантирована подводимая мощность к наушникам 75 мВт, что тоже немало.

Для наушников с сопротивлением 600 Ом этот усилитель, наверное, не подойдет, хотя, если бы у меня были такие наушники, я бы и в этой схеме заставил их работать по максимуму.

Опережая возможные вопросы о напряжениях, токах и мощностях в схеме привожу картинки из модели с соответствующими данными. Надо сказать, что они достаточно точно соответствуют реальным значениям — напряжения во всяком случае.

Трудился по двум направлениям: разработка схемы и разработка конструкции. Если по первому направлению я ещё что-то соображаю, то по второму мои способности более чем скромные. Поэтому я не стал ломать голову над конструкцией, а сразу заказал у китайских товарищей корпус, заточенный под усилитель для головных телефонов подходящего размера, регулятор громкости, гнездо подключения телефонов и пр.
Алюминиевый корпус для усилителя
головных телефонов
Очень симпатичный корпус! Внутренний размер 135×230×48 мм.
Передняя панель толщиной 8 мм.
В комплекте резиновые ножки, алюминиевая ручка,
выключатель питания, разъём питания, винты.
Импульсный блок питания 24 Вольт, 1 А
Вход: AC 100-265 V 50/60Hz
Выход: DC 24 В 1A
Защита от короткого замыкания, защита от перегрузки,
защита от перегрева.
Потенциометр Rh3702, клон ALPS RK27
Металлический вал 6 мм,
8 pin (отводы для тонкомпенсации),
зубчатая накатка под ручку.
Разъёмы RCA на панель
Есть попроще, есть подороже.
Все вполне применимы.
Розетка для наушников 1/4″ (6,35 мм)
Монтаж в плату и/или на панель
Свёрла для плат из карбида вольфрама
Наборы от 0.3 мм до 1.2 мм и более. Отлично берут
стеклотекстолит, долго не тупятся.
Диаметр хвостовика: 3,175 мм (1/8»).
Общая длина: 38 мм.
Экструдированные радиаторы
Размер: 25×35×12 мм.
Для корпусов TO-220.
Транзисторы BC807-40 (5C) SOT-23 PNP 45V 500mA
Фольгированный текстолит
Односторонний, разные размеры кусков.
Термотрансферная бумага для ЛУТ
Берите целыми листами А4, не свёрнутыми в рулон.
Трубчатый припой Mechanic с флюсом внутри
Хороший припой. Для тонких работ берите 0,5 мм.
Доступен в диаметрах от 0,3 мм до 1,5 мм.
Точка плавления 185°С. Хорошо смачивает.
Блестит.

Отдал определенную сумму денег, и понял, что поступил правильно! Самому такую красоту на родине за такие деньги не сделать. Осталась на мне печатная плата, но это мы более-менее делать умеем!

Мощности на полевых транзисторах модель не считает, но они просто считаются через падения напряжения на них и токи, и примерно составляют Р=0,9 Вт. Отсюда вывод, что для них необходимо использовать теплоотводы.
Я применил упомянутые выше. Каждый из этих радиаторов может рассеять тепловой мощности Р = 1.2 — 1.4 Вт, проверено моим тестером теплоотводов. Поскольку корпус закрытый, я принял коэффициент нагрузки К = 0.3 — 0.5. Это касается и мощностей силовых резисторов, поскольку при коэффициенте нагрузки 0.7, к резисторам притронуться нельзя — горячие сильно! И на плате я их расставил подальше друг от друга.
Даешь на каждый силовой компонент поменьше тепла!В качестве источника питания решил использовать покупной китайский импульсный источник питания 24В, 1А.

Ждал долго, посылка один раз уходила обратно в Китай, т. к. китайские товарищи в целях экономии выбрали способ пересылки отправлений без уведомления, а наша почта молчала, как рыба об лёд. Уведомление почта в итоге высылала, и примерно такого содержания: «срок хранения отправления истек, отправление отправлено обратно в Китай».

Конструктивно я поместил источник питания на планку из стеклотекстолита размерами 135×40 мм и толщиной 1,5 мм. Т.к. ответных частей разъемов китайцы в посылку не кладут, то я выпаял установленные в модуль питания разъемы и припаялся проводами прямо к дорожкам.

Всё-таки получить вожделенный заказ удалось, при этом хотелось убедиться, что модуль соответствует заявленным характеристикам и обеспечивает выходное напряжение 24 В при токе 1 А. Хотелось увидеть также уровень пульсации выходного напряжения.

Здесь меня выручил разработанный и изготовленный ранее приборчик под названием «Тестер теплоотводов». Я включил его в качестве нагрузки к купленному источнику питания, установив ток нагрузки 0,5 А. Частота преобразования оказалась около 40 кГц, что выходит за диапазон слышимых частот, а пульсации выходного напряжения на этой частоте и этом токе были в размахе около 10 мВ. В первом приближении это меня полностью устраивало.

Больше всего хлопот доставили работы, связанные с изготовлением печатной платы.
Собрал. Вот что в конце концов у меня получилось.

Не обошлось без накладок: неправильно разметил положение потенциометра ALPS.
Чертежа лицевой панели корпуса не было, размеры пришлось снимать самому. И я ошибся с потенциометром, сдвинул разметку для него на плате на 5 мм вправо, считая от осевой линии. Обнаружил сей факт уже после того, как протравил плату.

Переделывать не стал, с новой технологией намучился.
Спасло то, что заготовка платы была размером 150×100, а итоговая плата должна была иметь размеры 135×100, и по счастливой случайности я перенес рисунок на плату по центру заготовки. Решил установить потенциометр на плату как есть, а контур платы сдвинуть в нужную сторону (т.е. вправо) и плату обрезать по месту корпуса. Разъем телефонов пришлось припаять на проводах.
Вот так и получилось, что неправильно разведен ALPS, а «пострадал» JACK.
Трассировку платы, каюсь, не правил — двигайте под себя.

Включил, выставил подстроечным резистором R1 на фильтрах питания напряжение питания усилительной части U=18 В.

Имею жуткий 50-герцовый фон. Стал разбираться, оказалось, забыл соединить землю ALPSа с землей схемы, пришлось бросать перемычку. Фон снизился, но ненамного.
Кардинально помогло соединение корпуса ALPS и, соответственно, корпуса всего усилителя с общим проводом схемы.

Очень важным оказалось использовать хорошо экранированный провод от потенциометра до входных гнезд RCA «тюльпан». И межблочный кабель тоже должен быть хорошо экранирован.

Включил, слушаю, не утомляет, нравится. Позже, может быть, сниму характеристики. Послушаю с другими наушниками, дам другим послушать.

На усилителе понравится лежать коту: внутри около 8 Ватт тепла, снаружи корпуса градусов 35С.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Спасибо за внимание!

 

10 схем на (почти) все случаи жизни / Хабр

Всем привет!

В последнее время я по большей части ушел в цифровую и, отчасти, в силовую электронику и схемы на операционных усилителях использую нечасто. В связи с этим, повинуясь неуклонному закону полураспада памяти, мои знания об операционных усилителях стали постепенно тускнеть, и каждый раз, когда все-таки надо было использовать ту или иную схему с их участием, мне приходилось гуглить ее расчет или искать его в книгах. Это оказалось не очень удобно, поэтому я решил написать своего рода шпаргалку, в которой отразил наиболее часто используемые схемы на операционных усилителях, приведя их расчет, а также результаты моделирования в LTSpice.



Введение


В рамках данной статьи будет рассмотрено десять широко используемых схем на операционных усилителя. При написании данной статьи я исходил из того, что читатель знает, что такое операционный усилитель и хотя бы в общих чертах представляет, как он работает. Также предполагается, что ему известны базовые вещи теории электрических цепей, такие как закон Ома или расчет делителя напряжения.

Не следует воспринимать эту статью как законченное руководство по применению операционных усилителей в любых ситуациях. Для большого количества задач, действительно, этих схем может быть достаточно, однако в сложных проектах всегда может потребоваться что-то нестандартное.

1. Неинвертирующий усилитель


Неинвертирующий усилитель – наверное, наиболее часто встречающаяся схема включения операционного усилителя, она приведена на рисунке ниже.
В этой схеме усиливаемый сигнал подается на неинвертирующий вход операционного усилителя, а сигнал с выхода через делитель напряжения попадает на инвертирующий вход.
Расчет этой схемы прост, он строится исходя из того, что операционный усилитель, охваченный петлей обратной связи, отрабатывает входное воздействие таким образом, чтобы напряжение на инвертирующем входе было равно напряжению на неинвертирующем:


Из этой формулы легко получается коэффициент усиления неинвертирующего усилителя:


Рассчитаем и промоделируем неинвертирующий усилитель со следующими параметрами:
  • Операционный усилитель LT1803
  • Коэффициент усиления
  • Частота входного сигнала
  • Амплитуда входного сигнала
  • Постоянная составляющая входного сигнала

Выберем из ряда Е96 и . Тогда коэффициент усиления будет равен


Результат моделирования данной схемы приведен на рисунке (картинка кликабельна):


Давайте теперь рассмотрим граничные случаи этого усилителя. Допустим, величина сопротивления резистора . При этом мы получим, что коэффициент усиления будет стремиться к бесконечности. На самом деле, конечно, это хоть и очень большая, но все-таки конечная величина, она обычно приводится в документации на микросхему конкретного операционного усилителя. С другой стороны, величина выходного напряжения реального операционного усилителя даже при бесконечно большом коэффициенте усиления не может быть бесконечно большой: она ограничена напряжением питания микросхемы. На практике она зачастую даже несколько меньше, за исключением некоторых типов усилителей, которые отмечены как rail-to-rail. Но в любом случае не рекомендуется загонять операционные усилители в предельные состояния: это приводит к насыщению их внутренних выходных каскадов, нелинейным искажениям и перегрузкам микросхемы. Поэтому данный предельный случай не несет какой-то практической пользы.

Гораздо больший интерес представляет собой другой предельный случай, когда величина сопротивления . Его мы рассмотрим в следующем разделе.

2. Повторитель


Как уже говорилось ранее, включение операционного усилителя по схеме повторителя – это предельный случай неинвертирующего усилителя, когда один из резисторов имеет нулевое сопротивление. Схема повторителя приведена на рисунке ниже.
Как видно из формулы, приведенной в прошлом разделе, коэффициент передачи для повторителя равен единице, то есть выходной сигнал в точности повторяет входной. Зачем же вообще нужен операционный усилитель в таком случае? Он выступает в роли буфера, обладая высоким входным сопротивлением и маленьким выходным. Когда это бывает нужно? Допустим, мы имеем какой-то источник сигнала с большим выходным сопротивлением и хотим этот сигнал без искажения передать на относительно низкоомную разгрузку. Если мы это сделаем напрямую, без каких бы то ни было буферов, то неизбежно потеряем какую-то часть сигнала.

Убедимся в этом с помощью моделирования схемы со следующими основными параметрами:

  • Выходное сопротивление источника сигнала 10 кОм
  • Сопротивление нагрузки 1 кОм
  • Частота входного сигнала
  • Амплитуда входного сигнала
  • Постоянная составляющая входного сигнала

Моделирования будем проводить для двух случаев: в первом случае пусть источник сигнала работает на нагрузку через повторитель, а во втором случае — напрямую.
Результаты моделирования приведены на рисунке ниже (картинка кликабельна): на верхней осциллограмме выходной и входной сигналы в точности совпадают друг с другом, тогда как на нижней сигнал на выходе в несколько раз меньше по амплитуде относительно сигнала на входе.

Вместо повторителя на операционном усилителе можно также использовать и эмиттерный повторитель на транзисторе, не забывая, однако, про присущие ему ограничения.

3. Инвертирующий усилитель (классическая схема)


В схеме инвертирующего усилителя входной сигнал подается на инвертирующий вывод микросхемы, на него же заведена и обратная связь. Неинвертирующий вход при этом подключается к земле (иногда к источнику смещения). Типовая схема инвертирующего усилителя приведена на рисунке ниже.
Для входной цепи инвертирующего усилителя можно записать следующее выражение:


Где — напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя.
Поскольку операционный усилитель, охваченный петлей обратной связи, стремится выровнять напряжения на своих входах, то , и при заземленном неинвертирующем входе получаем


Отсюда коэффициент усиления инвертирующего усилителя равен


По инвертирующему усилителю можно сделать следующие выводы:
  1. Инвертирующий усилитель инвертирует сигнал. Это значит, что необходимо применение двухполярного питания.
  2. Величина модуля коэффициента усиления инвертирующего усилителя равна отношению резисторов цепи обратной связи. При равенстве номиналов двух резисторов коэффициент усиления равен -1, т.е. инвертирующий усилитель работает просто как инвертор сигнала.
  3. Величина входного сопротивления инвертирующего усилителя равна величине резистора R1. Это важно, потому что при маленьких значениях R1 может сильно нагружаться предыдущий каскад.

Для примера рассчитаем инвертирующий усилитель со следующими параметрами:
  • Операционный усилитель LT1803
  • Коэффициент усиления
  • Частота входного сигнала
  • Амплитуда входного сигнала
  • Постоянная составляющая входного сигнала

В качестве резисторов в цепи обратной связи выберем резисторы номиналами и : их отношение как раз равно десяти.
Результаты моделирования усилителя приведены на рисунке (картинка кликабельна).


Как видим, выходной сигнал в 10 раз больше по амплитуде, чем входной, и при этом проинвертирован.

Входное сопротивление данной схемы равно . А что будет, если источник сигнала будет иметь значительное выходное сопротивление, допустим, эти же 10 кОм? Результат моделирования этого случая представлен на рисунке ниже (картинка кликабельна).


Амплитуда выходного сигнала просела в два раза по сравнению с предыдущим случаем! Очевидно, что это все из-за того, что выходное сопротивление генератора в этом случае равно входному сопротивлению инвертирующего усилителя. Таким образом, стоит всегда помнить про эту особенность инвертирующего усилителя. Как же быть, если все-таки требуется обеспечить работу источника сигнала с высоким выходным сопротивлением на инвертирующий усилитель? В теории надо увеличивать сопротивление R1. Однако одновременно с эти будет расти и сопротивление R2. Если мы хотим обеспечить входное сопротивление схемы в 500 кОм при коэффициенте усиления 10, резистор R2 должен иметь сопротивление в 5 МОм! Такие большие номиналы сопротивлений применять не рекомендуется: схема будет очень чувствительной к наводкам, пыли и флюсу на печатной плате. Есть ли какие-то выходы из этой ситуации? На самом деле да. Можно, например, использовать буфер-повторитель, который мы рассмотрели в прошлом разделе. А можно еще применить схему с Т-образным мостом в обратной связи, про нее поговорим в следующем разделе.

4. Инвертирующий усилитель с Т-образным мостом в цепи ОС


Схема инвертирующего усилителя с Т-образным мостом в цепи обратной связи приведена на рисунке ниже.
Коэффициент усиления этой схемы равен


Рассчитаем усилитель со следующими параметрами:
Расчет показывает, что следящие номиналы резисторов должны сформировать усилитель с Т-образным мостом, отвечающий заявленным требованиям:


Результаты моделирования схемы усилителя приведены на рисунке ниже (картинка кликабельна).


Попробуем теперь подключить источник с выходным сопротивлением 10 кОм, как мы это сделали в предыдущем разделе. Получим такую картинку (кликабельно):


Выходной сигнал практически не изменился по амплитуде по сравнению с предыдущим моделированием, и это ни в какое сравнение не идет с тем, насколько он проседал в схеме простого инвертирующего усилителя без Т-моста. Кроме того, как мы видим, эта схема позволяет обойтись без мегаомных резисторов даже при больших коэффициентах усиления и значительном входном сопротивлении.

5. Инвертирующий усилитель в схемах с однополярным питанием


Схемы с однополярным питанием распространены гораздо больше, чем схемы с двухполярным. Вместе с тем, как мы выяснили в прошлых двух разделах, при использовании схемы инвертирующего усилителя у нас меняется знак выходного напряжения, что влечет за собой обязательное применение двухполярного источника питания. Можно ли как-то обойти это ограничение и использовать инвертирующий усилитель в схемах с однополярным питанием? На самом деле можно, для этого надо на неинвертирующий вход усилителя подать напряжение смещения как показано на рисунке ниже
Примечание

Позиционные обозначения R1 и R2 показаны условно. Они одни и те же для разных резисторов на схеме, что, конечно, невозможно для реальной схемы, однако допускается на рисунке для подчеркивания того, что эти резисторы имеют одинаковые номиналы.


Расчет этой схемы строится все на том же принципе равенства напряжений на инвертирующем и неинвертирующем входах усилителя. Ток через цепочку резисторов R1-R2 инвертирующего плеча равен.


Отсюда напряжения на инвертирующем входе равно


Напряжение на неинвертирующем входе равно


Исходя из принципа равенства напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах получаем

Мощный усилитель на полевых транзисторах

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

Всё многообразие схем усилителей, представленных в интернете, ограничиваются мощностями около 100Вт на канал, особенно это касается микросхемных — более мощные микросхемы-усилители встречаются в продаже очень редко, либо стоят неоправданно дорого. Казалось бы, это не проблема, ведь мощности 100Вт на каждый канал, а суммарно это целых 200Вт должно хватить для любых применений, тем более, что акустические системы также редко встречаются рассчитанными на такие больших мощности. Но запросы энтузиастов, как известно, никогда не останавливаются на имеющемся, поэтому проектируются и более экзотичные, более мощные схемы, способные развивать действительно впечатляющие мощности, например, в этой статье речь пойдёт об одном из таких усилителей — он носит название МОСФИТ 400, и цифра в его названии означает именно мощность. Таким образом, суммарная максимальная мощность с двух каналов может достигать 800Вт — а это чуть больше, чем одна лошадиная сила.


Использоваться усилители таких мощностей могут как для проведения каких-либо концертов, где необходимо обеспечить громким звуком целую площадку, либо, например, в автозвуке, для «раскачки» огромных сабвуферов. Конечно, повседневное использование таких усилителей весьма непрактично, тем более, что 800Вт звука — избыточно громко для квартиры, в первую очередь такие конструкции собирают радио определённого спортивного интереса — ведь очень приятно осознавать, что любимый усилитель, при необходимости, «раскачает» какие угодно динамики. Эта ситуация напоминает автомобильную — мощный двигатель в несколько сотен лошадиных сил вовсе не обязателен для обычной езды по городу, но осознавать, что есть значительный запас по мощности — очень приятно. Однако сборка и использование мощных усилителей подразумевают некоторые нюансы, о которых речь пойдёт ниже. Схема для сборки:



Как можно увидеть, высокая мощность достигается путём параллельного включения нескольких пар мощных полевых транзисторов, каждая пара даёт прибавку мощности в 100Вт. Таким образом, данный вариант схемы можно собрать в различных вариациях, устанавливая от одной до четырёх пар, в первом случае мощность будет составлять всего 100Вт, а в последнем максимальные для этой схемы 400Вт. Несмотря на высокую мощность, схема весьма проста и лаконичная, на её входе имеется каскад на операционном усилителе, усиливающий сигнал по напряжению, затем драйверный каскад на паре биполярных транзисторов и затем уже мощный выходной каскад. Схема не требует каких-либо дополнительных предусилителей, вход можно подключать напрямую к источнику сигнала, наприимер, компьютеру, плееру или телефону. Регулятор громкости не показан, ведь все устройства обладают возможность программной регулировки громкости, но при желании на входе можно поставить переменный резистор на 50 кОм в качестве регулятора громкости. Операционный усилитель желательно применять малошумящий — подойдут и TL071, TL081, они обладают неплохими характеристиками и в то же время небольшой ценой. В цепи питания микросхемы стоят стабилитроны VD1, VD2, которые понижают питающее напряжение всей схемы до 15 вот на каждое плечо для питания микросхемы — здесь можно применить практически любые стабилитроны на 12-15В.

Обратите внимание на резисторы R3, R4 — они стоят последовательно со стабилитронами для задания тока стабилизации, на них будет рассеиваться некоторое количество тепла, поэтому стоит применить резисторы мощностью 2Вт, маломощные могут перегреться. Конденсаторы С3 и С4 фильтруют питание микросхемы в каждом плече. Далее сигнал с выхода операционного усилителя через разделительные конденсаторы С6, С7 попадает на базы транзисторов VT1, VT2, они имеют разную структуру, PNP и NPN, таким образом, каждый транзистор будет усиливать свою полуволну переменного звукового сигнала. Применить здесь можно PNP и NPN транзисторы средней мощности, например, BD139 и BD140, либо их отечественные аналоги, обратите внимание, что транзисторы обязательно должны составлять комплементарную пару, то есть иметь одинаковые характеристики при противоположных структурах. В качестве С6, С7 желательно применить плёночный конденсаторы. Также в цепи баз транзисторов можно увидеть пару диодов — VD3, VD4, здесь применяются любые маломощные кремниевые, те же 1N4148 или 1N4007, а также подстроечный резистор — он служит для задания тока покоя усилителя. Ток покоя настраивается после сборки всего усилителя, в норме он должен составлять 35-45 мА, что достаточно мало для такого мощного усилителя, таким образом, выходные транзисторы не будут нагреваться при отсутствии сигнала на входе. Ток покоя измеряется в каждой паре выходных транзисторов отдельно на схеме показаны контрольные точки, в которых следует измерять ток. При первом включении подстроечный усилитель нужно установить в минимальное, то есть закороченное состояние. В цепи коллекторов и эмиттеров VT1, VT2 также установлены резисторы повышенной мощности — R12, R13, R10, R11 должны быть как минимум на 0,5Вт.

Можно поставить параллельно два по 0,25Вт, так, чтобы суммарное сопротивление соответствовало схеме. Возле всех транзисторов на схеме показаны значки радиаторов — установка на радиатор обязательно. Небольшой нагрев также будет и у биполярных транзисторов драйверного каскада, большие радиаторы для них не обязательны, но небольшие необходимы. Наконец, с коллекторов VT1, VT2 снимается сигнал, которым управляются непосредственно затворы полевых транзисторов выходного каскада. Для самого мощного варианта усилителя потребуются целых восемь мощных полевых транзисторов, по четыре в каждом плече, каждое плечо усиливает свою полуволну сигнала, на выходе они соединяются и на динамик приходит такой же сигнал, как был на входе, только усиленный как по напряжению, так и по току. В цепи стоков каждого плеча транзисторов устанавливаются мощные 5-ти ваттные проволочные резисторы, каждый из них имеет сопротивление 0,33 Ома, эти резисторы нужны для уменьшения влияния разброса параметров транзисторов, ведь двух идентичных полупроводниковых элементов в мире не существует. Все остальные детали на схеме — самые обычные, ничем не примечательные элементы — маломощные резисторы, а также электролитические полярные и керамические/плёночные неполярные конденсаторы. Обратите внимание, что использовать схему с абы-каким динамиком можно разве что для проверки и первоначального тестирования после сборки — ведь усилитель запросто сожжёт любой маломощные динамик. В идеальном случае мощность динамика должна быть не меньше мощности самого усилителя, встретить динамики мощностью в несколько сотен ватт можно в некоторых сабвуферах, либо концертных акустических системах. Однако, никто не мешает использовать усилитель и с обычными бытовых акустическими системы, например, S90 и им подобными — просто нужно быть аккуратнее с регулировкой громкости и не выкручивать на максимум, а также следить за перегрузкой акустической системы, например, в корпусах колонок S90b установлены специальные индикаторы перегрузки.



В процессе работы, особенно на большое громкости, полевые транзисторы будут неслабо нагреваться, их необходимо установить на массивные радиаторы с использованием термопасты и специальных слюдяных прокладок для изоляции транзистора и радиатора, ведь металлический фланец транзистора соединён с его стоком. Для уменьшения габаритов радиаторов можно применить кулеры, например, компьютерные — как на фотографиях автора. Также автор рекомендует использовать схему автоматического регулятора оборотов для кулера, в этом случае, если радиаторы не нагревают, например, при простое усилителя, вентиляторы будут вращаться на небольших оборотах, снижая уровень шума. Также в конструкции автора можно увидеть схему защиты акустических систем с реле — в случае выхода усилителя из строя, например, при перегреве и пробое выходных транзисторов, постоянное напряжение питания не пойдёт на динамики и не испортит их — сработает защита.

Напряжение питания схемы составляет 35 — 80В на каждое плечо, напряжение питания двухполярное. Чем больше напряжение питания, тем выше выходная мощность, максимум будет достигаться при максимальное напряжении в 80В. Обратите внимание, что источник питания также должен быть рассчитан на большую мощность — не меньше 500Вт, если используется самый мощный вариант усилителя. В качестве источника можно использовать, например, массивный трансформатор с самодельной вторичной обмоткой под нужную мощность. Удачной сборки!


Источник (Source)

УНЧ на полевых транзисторах — радиоэлектроника, схемы и статьи

Радиоэлектроника, схемы, статьи и программы для радиолюбителей.
  • Схемы
    • Аудио аппаратура
      • Схемы транзисторных УНЧ
      • Схемы интегральных УНЧ
      • Схемы ламповых УНЧ
      • Предусилители
      • Регуляторы тембра и эквалайзеры
      • Коммутация и индикация
      • Эффекты и приставки
      • Акустические системы
    • Спецтехника
      • Радиомикрофоны и жучки
      • Обработка голоса
      • Защита информации
    • Связь и телефония
      • Радиоприёмники
      • Радиопередатчики
      • Радиостанции и трансиверы
      • Аппаратура радиоуправления
      • Антенны
      • Телефония
    • Источники питания
      • Блоки питания и ЗУ
      • Стабилизаторы и преобразователи
      • Защита и бесперебойное питание
    • Автоматика и микроконтроллеры
      • На микроконтроллерах
      • Управление и контроль
      • Схемы роботов
    • Для начинающих
      • Эксперименты
      • Простые схемки
    • Фабричная техника
      • Усилители мощности
      • Предварительные усилители
      • Музыкальные центры
      • Акустические системы
      • Пусковые и зарядные устройства
      • Измерительные приборы
      • Компьютеры и периферия
      • Аппаратура для связи
    • Измерение и индикация
    • Бытовая электроника
    • Автомобилисту
    • Охранные устройства
    • Компьютерная техника
    • Медицинская техника
    • Металлоискатели
    • Оборудование для сварки
    • Узлы радиаппаратуры
    • Разные схемы
  • Статьи
    • Справочная информация
    • Аудиотехника
    • Для начинающих
    • Микроконтроллеры
    • Автоматика и управление
    • Радиолюбительские рассчеты
    • Ремонт и модернизация
    • Связь
    • Электроника в быту
    • Альтернативная энергия
    • Полезные советы и знания
    • История радио, факты и личности
    • Радиоюмор
  • Программы
  • Полезности
    • Сайты
    • Словарь
    • Вопросы и ответы по сайту
    • Карта сайта
  • Форум
  • Контакты

Простые высококачественные усилители мощности НЧ на МДП-транзисторах

Радиоэлектроника, схемы, статьи и программы для радиолюбителей.
  • Схемы
    • Аудио аппаратура
      • Схемы транзисторных УНЧ
      • Схемы интегральных УНЧ
      • Схемы ламповых УНЧ
      • Предусилители
      • Регуляторы тембра и эквалайзеры
      • Коммутация и индикация
      • Эффекты и приставки
      • Акустические системы
    • Спецтехника
      • Радиомикрофоны и жучки
      • Обработка голоса
      • Защита информации
    • Связь и телефония
      • Радиоприёмники
      • Радиопередатчики
      • Радиостанции и трансиверы
      • Аппаратура радиоуправления
      • Антенны
      • Телефония
    • Источники питания
      • Блоки питания и ЗУ
      • Стабилизаторы и преобразователи
      • Защита и бесперебойное питание
    • Автоматика и микроконтроллеры
      • На микроконтроллерах
      • Управление и контроль
      • Схемы роботов
    • Для начинающих
      • Эксперименты
      • Простые схемки
    • Фабричная техника
      • Усилители мощности
      • Предварительные усилители
      • Музыкальные центры
      • Акустические системы
      • Пусковые и зарядные устройства
      • Измерительные приборы
      • Компьютеры и периферия
      • Аппаратура для связи
    • Измерение и индикация
    • Бытовая электроника
    • Автомобилисту
    • Охранные устройства

LAB VIII. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕХОДНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

МОП-транзисторы как переключатели

МОП-транзисторы как переключатели G (затвор) НМО-транзистор: закрыт (проводящий), когда затвор = 1 (В DD) D (сток) S (исток) Оен (непроводящий), когда затвор = 0 (земля, 0 В) G МОП-транзистор: Закрытые (проводящие)

Дополнительная информация

УСИЛИТЕЛЬ НА JFET С ОБЩИМ ИСТОЧНИКОМ

ЭКСПЕРИМЕНТ 04 Цели: Теория: 1.Оценить усилитель с общим источником, используя эквивалентную модель слабого сигнала. 2. Узнать, что влияет на усиление напряжения. Самосмещенный n-канальный полевой транзистор JFET с AC

Дополнительная информация

ПОЛОВИННАЯ И ПОЛНОВолновая РЕКТИФИКАЦИЯ

ПОЛУПРОВОДНАЯ И ПОЛНОПРОВОДНАЯ РЕКТИФИКАЦИЯ Цели: ПОЛОВИННАЯ И ПОЛНАЯ РЕКТИФИКАЦИЯ Для распознавания полуволнового выпрямленного синусоидального напряжения. Чтобы понять термин «среднее значение» как связанный с выпрямленной формой волны.

Дополнительная информация

Полевые транзисторы

506 19 Принципы работы полевых транзисторов в электронике 191 Типы полевых транзисторов 193 Принципы и работа полевого транзистора с полевым транзистором 195 Важность полевого транзистора с полевым транзистором 197 в качестве усилителя 199 Существенные особенности

Дополнительная информация

Основы биполярных переходных транзисторов

Кеннет А.Kuhn 29 сентября 2001 г., ред. 1 Введение Транзистор с биполярным переходом (BJT) — это трехслойный полупроводниковый прибор с конструкцией NPN или PNP. Обе конструкции имеют одинаковые

Дополнительная информация

Скорости молекул газа.

Скорости газовых молекул Флик Коулэн Отделение химии Колледж Уэллсли Уэлсли, Массачусетс, МА 8 Авторские права Flick Colean 996 Все права защищены. Вы можете использовать этот документ в своих классах

Дополнительная информация

g fs R D A V D g os g os

Методы смещения полевого транзистора AN12 Введение Инженеры, не знакомые с надлежащими методами смещения, часто проектируют усилители на полевых транзисторах, которые излишне чувствительны к характеристикам устройства.Один из способов получить

Дополнительная информация

Полевые транзисторы (FET)

Полевые транзисторы (FET) Литература: Hayes & Horowitz (стр. 142-162 и 244-266), Rizzoni (главы 8 и 9) В полевом транзисторе (FET) ширина проводящего канала в полупроводнике и ,

Дополнительная информация

Особенности Преимущества Приложения

N9 N-Channel JFET Краткое описание продукта V GS (выкл.) (V) V (BR) GSS Min (V) g fs Min SS Min (ma) 5 Особенности Преимущества Приложения Отличное усиление на высоких частотах: Gps дБ @ МГц Очень низкий уровень шума: дБ @ МГц Очень низкие искажения

Дополнительная информация

BeoSound 9000.Справочник

Справочник BeoSound 9000 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Во избежание поражения электрическим током не снимайте крышку (или заднюю часть). Внутри нет произведений искусства, обслуживаемых пользователем. Обратитесь за обслуживанием в квалифицированный сервисный центр. ВНИМАНИЕ: отменить

Дополнительная информация

Особенности. Символ JEDEC TO-220AB

Технический паспорт Июнь 1999 г. Номер файла 2253.2 3A, 5 В, 0,4 Ом, N-канальный силовой МОП-транзистор Это силовой полевой транзистор с кремниевым затвором с N-канальным режимом расширения, разработанный для таких приложений, как коммутация

Дополнительная информация

Расчет напряжения C-Bus

D E S I G N E R N O T E S Расчет напряжения C-Bus Номер примечания разработчика: 3-12-1256 Дизайнер: Даррен Снодграсс Контактное лицо: Даррен Снодграсс Подтверждено: Дата: Краткое описание: Рекомендации, используемые установщиками

Дополнительная информация

Газовый закон и лаборатория абсолютного нуля 11

HB 04-06-05 Газовый закон и лаборатория абсолютного нуля 11 1 Газовый закон и лаборатория абсолютного нуля 11 Оборудованные защитные очки, SWS, газовый баллон с манометром, термометр от 10 ° C до +110 ° C, термометр от 100 ° C до +50 ° C .Осторожно

Дополнительная информация

Пиковый ограничитель звука на полевых транзисторах

1 Пиковый ограничитель звука на полевом транзисторе У. Маршалл Лич, младший, профессор Технологического института Джорджии, Школа электротехники и вычислительной техники Атланта, Джорджия 30332-0250 США, электронная почта: [email protected] Авторские права

Дополнительная информация

Электрический резонанс

Электрический резонанс (последовательная цепь R-L-C) УСТРОЙСТВО 1.R-L-C Печатная плата 2. Генератор сигналов 3. Осциллограф Tektronix TDS1002 с двумя наборами проводов (см. Введение в осциллограф) ВВЕДЕНИЕ

Дополнительная информация

Полевые транзисторы и шум

Physics 3330 Эксперимент № 8 Осень 2005 г. Полевые транзисторы и шум Цель В этом эксперименте мы вводим полевые транзисторы. Мы измерим выходные характеристики полевого транзистора, а затем построим

Дополнительная информация

Характеристики и усилители BJT

Характеристики и усилители БЮТ Мэтью Беклер beck0778 @ umn.edu EE2002 Lab Section 003 2 апреля 2006 г. Резюме Как основной компонент в конструкции усилителя, свойства биполярного переходного транзистора

Дополнительная информация

Работа, Энергия, Сохранение Энергии

Этот тест охватывает работу, механическую энергию, кинетическую энергию, потенциальную энергию (гравитационную и упругую), закон Гука, сохранение энергии, тепловую энергию, консервативные и неконсервативные силы, с soe

Дополнительная информация

N-канал 40-В (D-S) 175 C MOSFET

N-Channel 4-V (D-S) 75 C MOSFET SUP / SUB85N4-4 ОПИСАНИЕ ПРОДУКТА V (BR) DSS (V) r DS (on) () (A) 4.4 @ V GS = V 85 a TO-22AB D TO-263 G СЛИВ, подключенный к TAB G D S Информация для заказа, вид сверху SUP85N4-4

Дополнительная информация

TSM2N7002K 60 В N-канальный полевой МОП-транзистор

SOT-23 SOT-323 Назначение контактов: 1. Затвор 2. Источник 3. Слив СВОДКА ИЗДЕЛИЯ V DS (V) R DS (вкл.) (Ω) ID (мА) 5 @ V GS = 10V 100 60 5.5 @ V GS = Характеристики 5V 100 Защита от электростатического разряда с низким сопротивлением Высокоскоростное переключение

Дополнительная информация

BUZ11.30 А, 50 В, 0,040 Ом, N-канальный силовой полевой МОП-транзистор. Особенности. [/ Заголовок (BUZ1 1) / Тема. (30 А, 50 В, 0,040 Ом, канал N. Информация для заказа

Технические данные Июнь 1999 Номер файла 2253.2 [/ Название (BUZ1 1) / Тема (3A, 5V, 0,4 Ом, N-Channel Power MOS- FET) / Автор () / Ключевые слова (Intersil Corporation, N-Channel Power MOS- FET, TO- 22AB) / Создатель

Дополнительная информация

ГЛАВА 2 УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

ЧАТЕР 2 ВЛАДЕНИЕ АМЛФЕР 2.0 Введение Основными характеристиками усилителя являются линейность, КПД, выходная мощность и усиление сигнала. В целом, между этими характеристиками есть компромисс. Для

Дополнительная информация

Рекомендации по применению AN-940

Замечания по применению AN-940 Как МОП-транзисторы с P-каналом могут упростить схему Содержание Стр. 1. Основные характеристики силовых МОП-транзисторов с P-каналом HEXFET … 1 2. Заземленные нагрузки…1 3. Переключение тотемных полюсов

Дополнительная информация

Математика откачки воды

Математика водопроводной воды AECOM Design Build Гражданское строительство, машиностроение ВВЕДЕНИЕ Пожалуйста, обратите внимание на преобразование единиц в расчетах на протяжении всего этого примера. В любой системе обучения роль

Дополнительная информация

вопросов и ответов с множественным выбором на FET

Вопросы и ответы с множественным выбором по полевым транзисторам (полевым транзисторам)

В дополнение к чтению вопросов и ответов на моем сайте, я бы посоветовал вам также проверить следующее на Amazon:

1 кв.JFET имеет три клеммы, а именно …………

  1. катод, анод, сетка
  2. эмиттер, база, коллектор
  3. исток, затвор, сток
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

2 кв. JFET аналогичен по работе …………. клапан

  1. диод
  2. пентод
  3. триод
  4. тетрод

Ответ: 2

3 кв. JFET также называется …………… транзистор

  1. униполярный
  2. биполярный
  3. однопереходный
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

4 кв.JFET — это ………… управляемое устройство

  1. текущий
  2. напряжение
  3. как по току, так и по напряжению
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q5. Затвор JFET ………… смещен

  1. обратный
  2. вперед
  3. назад и вперед
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q6. Входное сопротивление полевого транзистора JFET составляет ………….что из обычного транзистора

  1. равно
  2. менее
  3. более
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q7. В p-канальном JFET носителями заряда являются ………… ..

  1. электронов
  2. отверстий
  3. и электроны, и дырки
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q8. Когда напряжение стока равно напряжению отсечки, ток стока ………….с увеличением напряжения стока

  1. убавки
  2. прибавок
  3. остается неизменным
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q9. Если обратное смещение на затворе JFET увеличивается, то ширина проводящего канала ………… ..

  1. уменьшено
  2. увеличен
  3. остается прежним
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q10.МОП-транзистор имеет …………… клеммы

  1. два
  2. пять
  3. четыре
  4. три

Ответ: 4

Q11. МОП-транзистор может работать с …………… ..

  1. только отрицательное напряжение затвора
  2. только положительное напряжение затвора
  3. положительное и отрицательное напряжение затвора
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q12. JFET имеет ……….. усиление мощности

  1. малый
  2. очень высокий
  3. очень маленький
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q13. Входной управляющий параметр JFET ……………

  1. напряжение затвора
  2. источник напряжения
  3. напряжение стока
  4. ток затвора

Ответ: 1

Q14. Общая базовая конфигурация pnp-транзистора аналогична ………… JFET

  1. конфигурация с общим источником
  2. конфигурация с общим стоком
  3. общая конфигурация ворот
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q15.JFET имеет высокое входное сопротивление, потому что …………

  1. изготовлен из полупроводникового материала
  2. вход с обратным смещением
  3. примесных атомов
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q16. В полевом транзисторе JFET, когда напряжение стока равно напряжению отсечки, обедненные слои ………

  1. почти касаются друг друга
  2. имеют большой зазор
  3. с умеренным зазором
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q17.В JFET I DSS известен как ………… ..

  1. сток в исток
  2. сток в исток при закороченном затворе
  3. сток в исток при открытом затворе
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q18. Двумя важными преимуществами JFET являются ………… ..

  1. высокое входное сопротивление и свойство квадратичности
  2. недорогой и высокий выходной импеданс
  3. низкий входной импеданс и высокий выходной импеданс
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q19.…………. имеет самый низкий уровень шума

  1. триод
  2. рядовой транзистор
  3. тетрод
  4. JFET

Ответ: 4

Q20. MOSFET иногда называют ………. JFET

  1. много ворот
  2. открыть ворота
  3. ворота утепленные
  4. закороченный затвор

Ответ: 3

Q21. Какое из следующих устройств имеет самый высокий входной импеданс?

  1. JFET
  2. МОП-транзистор
  3. Кристаллический диод
  4. транзистор обыкновенный

Ответ: 2

Q22.MOSFET использует электрическое поле ………. для управления током канала

  1. конденсатор
  2. аккумулятор
  3. генератор
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q23. Напряжение отсечки в полевом транзисторе JFET аналогично ………. напряжение в вакуумной лампе

  1. анод
  2. катод
  3. сетка обрезная
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q24.Этот вопрос скоро будет доступен

Q25. При работе класса A входная цепь JFET ………. смещенный

  1. вперед
  2. реверс
  3. не
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q26. Если затвор полевого транзистора сделать менее отрицательным, ширина проводящего канала ……….

  1. остается прежним
  2. уменьшено
  3. увеличен
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q27.Напряжение отсечки JFET составляет около ……….

  1. 5 В
  2. 0,6 В
  3. 15 В
  4. 25 В

Ответ: 1

Q28. Входное сопротивление полевого МОП-транзистора порядка ……… ..

  1. Ом
  2. несколько сотен Ом
  3. кОм
  4. несколько МОм

Ответ: 4

Q29. Напряжение затвора в JFET, при котором ток стока становится равным нулю, называется ……….. напряжение

  1. насыщенность
  2. отсечка
  3. активный
  4. отрезной

Ответ: 2

Q30. Этот вопрос скоро будет доступен

Q31. В полевом транзисторе имеется ……… .. pn переходов по бокам

  1. три
  2. четыре
  3. пять
  4. два

Ответ: 4

Q32. Крутизна JFET находится в диапазоне ……………..

  1. от 100 до 500 мА / В
  2. от 500 до 1000 мА / В
  3. от 0,5 до 30 мА / В
  4. более 1000 мА / В

Ответ: 3

Q33. Клемма источника JEFT соответствует ………… .. вакуумной лампы

  1. тарелка
  2. катод
  3. сетка
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 2

Q34. Выходные характеристики JFET очень похожи на выходные характеристики ……….клапан

  1. пентод
  2. тетрод
  3. триод
  4. диод

Ответ: 1

Q35. Если площадь поперечного сечения канала в n-канальном JEFT увеличивается, ток стока ……….

  1. увеличено
  2. уменьшено
  3. остается прежним
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 1

Q36. Канал JFET находится между …………….

  1. вентиль и слив
  2. сток и исток
  3. затвор и исток
  4. вход и выход

Ответ: 2

Q37. Для V GS = 0 В ток стока становится постоянным, когда V DS превышает ………

  1. отрезанные
  2. В DD
  3. В П
  4. o V

Ответ: 3

Q38. В некоторых технических данных JFET указано V GS (выкл.) = -4 В.Напряжение отсечки V p составляет …… ..

  1. +4 В
  2. -4 В
  3. в зависимости от V GS
  4. недостаточно данных

Ответ: 1

Q39. Область постоянного тока JFET находится между

  1. обрезка и насыщенность
  2. отрезной и отсеченный
  3. o и I DSS
  4. отщипывание и поломка

Ответ: 4

Q40.В момент отсечки канал JFET равен ……….

  1. в самом широком месте
  2. полностью закрыта областью истощения
  3. очень узкий
  4. с обратной стороной

Ответ: 2

Q41. MOSFET отличается от JFET главным образом тем, что ………………

  1. номинальной мощности
  2. MOSFET имеет два затвора
  3. JFET имеет pn переход
  4. ничего из вышеперечисленного

Ответ: 3

Q42.Определенный D-MOSFET смещен на V GS = 0 В. В его технических данных указано, что I DSS = 20 мА и V GS (выключено) = -5 В. Значение тока стока составляет …………

  1. 20 мА
  2. 0 мА
  3. 40 мА
  4. 10 мА

Ответ: 1

Q43. N-канальный D-MOSFET с положительным V GS работает в …………

  1. режим истощения
  2. режим улучшения
  3. отрезной
  4. насыщенность

Ответ: 2

Q44.Определенный p-канальный E-MOSFET имеет V GS (th) = -2 В. Если V GS = 0 В, ток стока составляет ……….

  1. 0 мА
  2. I D (на)
  3. максимум
  4. I DSS

Ответ: 1

Q45. В усилителе на полевом транзисторе с общим истоком выходное напряжение составляет …………………

  1. 180 o не совпадают по фазе с входом
  2. в фазе с входом
  3. 90 o не совпадает по фазе с входом
  4. взято у истоков

Ответ: 1

Q46.В некотором усилителе D-MOSFET с общим истоком V ds = 3,2 В среднеквадратичное значение. и V gs = 280 мВ среднеквадратичное значение. Коэффициент усиления по напряжению …………

  1. 1
  2. 11,4
  3. 8,75
  4. 3,2

Ответ: 2

Q47. В определенном усилителе CS JFET R D = 1 кОм, R S = 560 Ом, V DD = 10 В и g м = 4500 мкс. Если резистор истока полностью отключен, коэффициент усиления по напряжению составляет …………

  1. 450
  2. 45
  3. 2.52
  4. 4,5

Ответ: 4

Q48. У определенного полевого транзистора с общим истоком коэффициент усиления по напряжению равен 10. Если убрать шунтирующий конденсатор источника, ……………….

  1. усиление напряжения увеличится
  2. крутизна увеличится
  3. усиление напряжения уменьшится
  4. точка Q сместится

Ответ: 3

Q49. Усилитель CS JFET имеет сопротивление нагрузки 10 кОм, R D = 820 Ом.Если g m = 5 мс и V в = 500 мВ, напряжение выходного сигнала будет ……… ..

  1. 2,05 В
  2. 25 В
  3. 0,5 В
  4. 1,89 В

Ответ: 4

Q50. Если сопротивление нагрузки в приведенном выше вопросе (Q.49) убрать, выходное напряжение будет …………

  1. прибавка
  2. уменьшение
  3. остаться прежним
  4. быть нулевым

Ответ: 1

Q.51. Когда штыри MOSFET не используются, имеют одинаковый потенциал благодаря использованию …………

  1. фольга транспортировочная
  2. непроводящая пена
  3. проводящая пена
  4. ремешок на руку

Ответ: 3

Q.52. D-MOSFET иногда используются последовательно для создания каскодного высокочастотного усилителя, чтобы преодолеть потери ………… ..

  1. низкий выходной импеданс
  2. емкостное реактивное сопротивление
  3. высокий входной импеданс
  4. индуктивное сопротивление

Ответ: 3

Q.53. U-образный материал противоположной полярности, построенный около центра JFET-канала, называется ……….

  1. ворота
  2. блок
  3. сток
  4. радиатор

Ответ: 1

Вопрос 54. При тестировании n-канального D-MOSFET сопротивление G к D =, сопротивление G к S =, сопротивление D к SS = и 500, в зависимости от полярности омметра, и сопротивление D к S = 500. Что случилось?

  1. короткие от D до S
  2. открыть G до D
  3. открытый D по SS
  4. ничего

Ответ: 4

Q.55. В области постоянного тока, как I DS изменится в n-канальном JFET?

  1. По мере уменьшения V GS I D уменьшается.
  2. По мере увеличения V GS I D увеличения
  3. При уменьшении V GS I D остается постоянным.
  4. По мере увеличения V GS I D остается постоянным.

Ответ: 1

Вопрос 56. I DSS можно определить как ………

  1. минимально возможный ток стока
  2. максимально возможный ток при V GS , удерживаемом при –4 В
  3. максимально возможный ток при V GS , удерживаемом при 0 В
  4. максимальный ток стока при закороченном истоке

Ответ: 3

Q.57. Входное сопротивление полевого транзистора с общим затвором составляет …………

  1. очень низкий
  2. низкий
  3. высокая
  4. очень высокий

Ответ: 1

Q.58. Очень простое смещение для D-MOSFET называется …… ..

  1. самосмещение
  2. смещение затвора
  3. смещение нуля
  4. делитель напряжения смещения

Ответ: 3

Вопрос 59. С E-MOSFET, когда входное напряжение затвора равно нулю, ток стока равен…..

  1. при насыщении
  2. ноль
  3. I DSS
  4. расширение русла

Ответ: 2

Q.60. Каково напряжение точки Q E-MOSFET с 30-вольтовым V DD и резистором стока 8 кОм, если I D = 3 мА?

  1. 6 В
  2. 10 В
  3. 24 В
  4. 30 В

Ответ: 1

Q.61. Когда входной сигнал уменьшает размер канала, процесс называется …….

  1. улучшение
  2. Подложка соединительная
  3. заряд ворот
  4. истощение

Ответ: 4

Q.62. Какая конфигурация JFET будет подключать источник сигнала с высоким сопротивлением к нагрузке с низким сопротивлением?

  1. последователь источника
  2. общий источник
  3. общий слив
  4. общие ворота

Ответ: 1

Q.63. Когда V GS = 0 В, JFET ……….

  1. насыщенный
  2. аналоговое устройство
  3. выключатель разомкнутый
  4. выключатель разомкнутый

Ответ: 1

Q.64. Электроны проходят через полевой транзистор с p-каналом от ……… .. к ………… ..

  1. от истока до стока
  2. от истока до ворот
  3. от слива до затвора
  4. от стока к истоку

Ответ: 4

Q.65. Когда приложенное входное напряжение изменяет сопротивление канала, результат называется …………..

  1. насыщение
  2. поляризация
  3. отрезной
  4. полевой эффект

Ответ: 4

Q.66. Когда используется E-MOSFET с вертикальным каналом?

  1. для высоких частот
  2. для высокого напряжения
  3. для больших токов
  4. для высоких сопротивлений

Ответ: 3

Q.67. Когда JFET больше не может управлять током, эта точка называется …………

  1. область развала
  2. область истощения
  3. точка насыщения
  4. область отсечки

Ответ: 1

Q.68. С JFET отношение изменения выходного тока к изменению входного напряжения называется ……… ..

  1. крутизна
  2. siemens
  3. удельное сопротивление
  4. усиление

Ответ: 1

Q.69. Какой тип смещения JFET требует отрицательного напряжения питания?

  1. обратная связь
  2. источник
  3. ворота
  4. делитель напряжения

Ответ: 3

Q.70. Как будет изменяться входной импеданс D-MOSFET в зависимости от частоты сигнала?

  1. С увеличением частоты увеличивается входное сопротивление.
  2. При увеличении частоты входное сопротивление остается постоянным. ‘
  3. По мере уменьшения частоты входное сопротивление увеличивается.
  4. При уменьшении частоты входное сопротивление остается постоянным.

Ответ: 3

Вопрос.71. Тип смещения, наиболее часто используемый в схемах E-MOSFET, — это ………….

  1. постоянный ток
  2. сток-обратная связь
  3. делитель напряжения
  4. смещение нуля

Ответ: 2

Q.72. Кривая крутизны JFET представляет собой график …………… против ……….

  1. I S по сравнению с V DS
  2. I C по сравнению с V CE
  3. I D по сравнению с V GS
  4. I D × R DS

Ответ: 3

Q.73. Усилитель на полевом транзисторе с общим истоком имеет ……… ..

  1. очень высокий входной импеданс и относительно низкий коэффициент усиления по напряжению
  2. высокий входной импеданс и очень высокий коэффициент усиления по напряжению
  3. с высоким входным сопротивлением и коэффициентом усиления менее 1
  4. без усиления напряжения

Ответ: 1

Q.74. Общая входная емкость D-MOSFET с двумя затворами ниже, поскольку устройства обычно подключаются ……… ..

  1. параллельно
  2. с раздельной изоляцией
  3. с отдельными входами
  4. последовательно

Ответ: 4

Вопрос 75. Какой компонент считается отключенным.

  1. транзистор
  2. JFET
  3. D-МОП-транзистор
  4. E-MOSFET

Ответ: 4

Q.76. Что произойдет в n-канальном JFET при напряжении отсечки?

  1. значение V DS , при котором дальнейшее увеличение V DS не вызовет дальнейшего увеличения I D
  2. значение V GS , при котором дальнейшее уменьшение V GS не вызовет дальнейшего увеличения I D
  3. значение V DG , при котором дальнейшее уменьшение V DG не вызовет дальнейшего увеличения I D
  4. значение V DS , при котором дальнейшее увеличение V GS не вызовет дальнейшего увеличения I D

Ответ: 1

Ознакомьтесь с полным ресурсом по , вопросы и ответы по базовой электронике. С сотнями вопросов и ответов по разделам «Базовая электроника» это самый полный банк вопросов во всем Интернете.

В дополнение к чтению вопросов и ответов на моем сайте, я бы посоветовал вам также проверить следующее на Amazon:

PPT — Глава 4 Полевые транзисторы Презентация PowerPoint, скачать бесплатно

  • Глава 4 Полевые транзисторы Проектирование микроэлектронных схем Ричард К.Джагер Трэвис Н. Блэлок Проектирование микроэлектронных схем Макгроу-Хилл Глава 4-1

  • Цели главы • Описать работу полевых МОП-транзисторов и полевых транзисторов JFET. • Определить характеристики полевого транзистора в рабочих областях отсечки, триода и насыщения. • Разработайте математические модели для i-v характеристик полевых МОП-транзисторов и полевых транзисторов. • Ввести графические представления для описания выходных и передаточных характеристик электронных устройств. • Определение и сопоставление характеристик полевых транзисторов в режиме улучшения и режима истощения.• Определите символы для представления полевых транзисторов в принципиальных схемах. • Изучите схемы, которые смещают транзисторы в разные рабочие области. • Изучите базовую структуру и схему маски для МОП-транзисторов и схем. • Изучите масштабирование устройства MOS. Проектирование микроэлектронных схем. McGraw-Hill Глава 1-2

  • Глава Цели (продолжение) • Контрастность 3 и 4 терминальных устройств. • Описать источники емкости в полевых МОП и полевых транзисторах. • Изучите моделирование полевых транзисторов в SPICE. Конструкция микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-3

  • Типы полевых транзисторов • MOSFET (Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор) • Первичный компонент в микросхемах СБИС высокой плотности, таких как модули памяти и микропроцессоры • JFET ( Соединительный полевой транзистор) • Находит применение, особенно в аналоговых и радиочастотных схемах. Проектирование микроэлектронных схем. McGraw-Hill Chap1-4

  • Конструкция МОП-конденсатора • Первый электрод — затвор: состоит из материала с низким удельным сопротивлением, такого как поликристаллический кремний • Второй электрод — подложка или корпус: полупроводник n- или p-типа • Диэлектрик — диоксид кремния: стабильный высококачественный электрический изолятор между затвором и подложкой.Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-5

  • Условия подложки для различных смещений • Накопление • VG << VTN • Истощение • VG VTN Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-6

  • Низкочастотные характеристики CV для МОП-конденсатора на подложке P-типа • Емкость МОП нелинейно зависит от напряжения. • Общая емкость в любой области определяется расстоянием между пластинами конденсатора.• Общая емкость моделируется как последовательная комбинация емкости фиксированного оксида и емкости обедненного слоя, зависящей от напряжения. Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Глава 1-7

  • NMOS-транзистор: структура • 4 клеммы устройства: затвор (G), сток (D), источник (S) и корпус (B). • Области истока и стока образуют pn переходы с подложкой. • vSB, vDS и vGS всегда положительный при нормальной работе. • vSB всегда

  • NMOS-транзистор: качественное поведение I-V • VGS << VTN: протекает только небольшой ток утечки.• VGS VTN: канал между истоком и стоком. Если vDS> 0, конечный iD течет от стока к истоку. • iB = 0 и iG = 0. Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-9

  • NMOS-транзистор: характеристики области триода для где Kn = Kn’W / L Kn ‘= μnCox’ ‘(A / V2) Cox’ ‘= εox / Tox εox = диэлектрическая проницаемость оксида (Ф / см) Tox = толщина оксида (см) Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-10

  • NMOS-транзистор: Характеристики области триода (продолж.) • Выходные характеристики кажутся линейными. • Полевой транзистор ведет себя как резистор с управляемым напряжением затвор-исток между истоком и стоком с помощью Microelectronic Circuit Design McGraw-Hill Chap1-11

  • MOSFET как резистор с управляемым напряжением Пример 1: Аттенюатор с управляемым напряжением Если Kn = 500 мкА / V2, VTN = 1 В, R = 2 кОм и VGG = 1,5 В, тогда, если Kn = 500 мкА / В2, VTN = 1 В, R = 2 кОм и VGG = 1,5 В, то для поддержания работы области триода или или Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-12

  • МОП-транзистор в качестве резистора с регулируемым напряжением (продолж.) Пример 2: Управляемый напряжением фильтр верхних частот Передаточная функция напряжения, где, частота среза Если Kn = 500 мкА / В2, VTN = 1 В, C = 0,02 мкФ и VGG = 1,5 В, то для поддержания работы в области триода , Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-13

  • NMOS-транзистор: область насыщения • Если vDS превышает предел области триода, область канала исчезает, что также считается отсеченным. • Ток насыщается при постоянном значении, независимо от vDS. • Работа с областью насыщения в основном используется для аналогового усиления.Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-14

  • NMOS-транзистор: область насыщения (продолжение) для также называется напряжением насыщения или отсечки напряжения Микроэлектронные схемы McGraw-Hill Chap1-15

  • Transconductance МОП-устройство • Крутизна связывает изменение тока стока с изменением напряжения затвор-исток • Получение производной от выражения для тока стока в области насыщения, Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-16

  • Channel- Модуляция длины • По мере увеличения vDS выше vDSAT длина истощенного канала за пределами точки отсечки DL увеличивается, а фактическое L уменьшается.• iD немного увеличивается с vDS вместо постоянного. l = параметр модуляции длины канала Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-17

  • МОП-транзисторы в режиме истощения • NMOS-транзисторы с • процессом ионной имплантации, используемым для формирования встроенного канала n-типа в устройстве для подключения источника и сток через резистивный канал • Ненулевой ток стока для vGS = 0, отрицательный vGS требуется для выключения устройства. Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-18

  • Передаточные характеристики полевых МОП-транзисторов • Графики зависимости тока стока от напряжения затвор-исток для фиксированного напряжения сток-исток Микроэлектронная схема Дизайн McGraw-Hill Chap1-19

  • Body Эффект или чувствительность подложки • Ненулевое значение vSB Изменяет пороговое напряжение, вызывая чувствительность подложки, моделируемую где VTO = нулевое смещение подложки для VTN (V) g = параметр телесного эффекта () 2FF = параметр поверхностного потенциала (V) Конструкция микроэлектронной схемы McGraw- Hill Chap1-20

  • PMOS-транзисторы в режиме расширения: структура • Области истока и стока P-типа в подложке n-типа.• vGS <0 требуется для создания слоя инверсии p-типа в области канала • Для протекания тока, vGS

  • PMOS-транзисторы в режиме расширения: выходные характеристики • Для, транзистор выключен. • Для более отрицательного vGS ток стока увеличивается по величине.• PMOS находится в триодной области для малых значений VDS и в насыщении для больших значений. Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-22

  • Обозначения схем MOSFET • (g) и (i) — наиболее часто используемые символы в логических схемах СБИС. • MOS-устройства симметричны. • В NMOS область n + при более высоком напряжении является стоком. • В области PMOS p + при более низком напряжении находится сток. Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-23

  • Факторы, определяющие процесс • Минимальный размер элемента, F: ширина наименьшей линии или пространства, которое может быть надежно перенесено на пластину поверхность с использованием данного поколения инструментов для литографического производства • Допуск выравнивания, T: Максимальное рассогласование, которое может возникнуть между двумя уровнями маски во время изготовления Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-24

  • Последовательность маски для поликремний-затворного транзистора • Маска 1: определяет активную область или область тонкого оксида транзистора • Маска 2: определяет поликремний затвор транзистора, выравнивается по маске 1 • Маска 3: очерчивает контактное окно, аналогично маске 2.• Маска 4: очерчивает металлический узор, выравнивается по маске 3. • Область канала транзистора, образованная пересечением первых двух слоев маски. Области истока и стока образуются там, где маска 1 не покрывается маской 2 Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-25

  • Основные правила компоновки • F = 2Λ • T = F / 2 = L, L может быть 1 , 0,5, 0,25 мм и т. Д. Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-26

  • Внутренние емкости электронных устройств • Ограничьте высокочастотные характеристики электронного устройства, с которым они связаны.• Предельная скорость переключения схем в логических приложениях. • Предельная частота, при которой может быть получено полезное усиление в усилителях. • Емкость полевого МОП-транзистора зависит от рабочего региона и является нелинейной функцией напряжений на клеммах устройства. Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-27

  • Емкости транзисторов NMOS: область триода Cox ”= емкость затворного канала на единицу площади (Ф / м2). CGC = Общая емкость канала затвора. CGS = емкость затвор-исток.CGD = емкость затвор-сток. CGSO и ​​CGDO = перекрывающиеся емкости (Ф / м). Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-28

  • Емкости транзисторов NMOS: область триода (продолжение) CSB = емкость источника-большой емкости. CDB = емкость сток-основная емкость. AS и AD = емкость нижней области перехода областей истока и стока. PS и PD = периметр областей перехода истока и стока. Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-29

  • Емкости NMOS-транзисторов: область насыщения • Дренажный канал больше не подключен к каналу Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-30

  • Область отсечки NMOS-транзистора Проводящий канал полностью ушел.CGB = объемная емкость затвора CGBO = объемная емкость затвора на единицу ширины. Разработка микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-31

  • Модель SPICE для транзистора NMOS Типичные значения по умолчанию, используемые SPICE: Kn или Kp = 20 мА / В2 g = 0 l = 0 VTO = 1 В mn или mp = 600 см2 / Вс 2FF = 0,6 В CGDO = CGSO = CGBO = CJSW = 0 Tox = 100 нм Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-32

  • Подход к анализу смещения • Предположите рабочую область (обычно область насыщения) • Используйте анализ цепей для поиска VGS • Используйте VGS для вычисления ID и ID для поиска VDS • Проверьте допущения области действия • Измените предположения и повторите анализ, если требуется.ПРИМЕЧАНИЕ. Устройство расширенного режима с VDS = VGS всегда находится в режиме насыщения. Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-33

  • Смещение с четырьмя и двумя резисторами • Обеспечивает отличное смещение для транзисторов в дискретных схемах. • Стабилизируйте точку смещения относительно параметров устройства и изменений температуры с помощью отрицательной обратной связи. • Используйте один источник напряжения для подачи как напряжения смещения затвора, так и тока стока. • Обычно используется для смещения транзисторов в области насыщения.• При смещении с двумя резисторами используются меньшие компоненты, чем при смещении с четырьмя резисторами, а также изолируются выводы стока и затвора. Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-34

  • Анализ смещения: пример 1 (смещение четырех резисторов) Предположение: транзистор является насыщенный, IG = IB = 0 Анализ: Во-первых, упростите схему, разделите VDD на два равных источника и примените преобразование Тевенина, чтобы найти VEQ и REQ для напряжения смещения затвора. Проблема: найти Q-pt (ID, VDS). Подход: предположить. рабочая область, найдите точку Q, проверьте, согласуется ли результат с рабочей областью Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-35

  • Анализ смещения: Пример 1 (смещение четырех резисторов) (продолж.) Так как VGS VGS-VTN. Следовательно, предположение об области насыщения верно. Q-pt: (34,4 мА, 6,08 В) с VGS = 2,66 В Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-36

  • Анализ смещения: Пример 2 (смещение четырех резисторов) Анализ с эффектом тела с использованием тех же предположений, что и в примере 1: • Оцените значение ID и используйте его для поиска VGS и VSB • Используйте VSB для вычисления VTN • Найдите ID ‘с помощью двух вышеуказанных шагов • Если ID’ не совпадает с исходной оценкой ID, начните заново.Итерационное решение можно найти, выполнив следующие шаги: Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-37

  • Анализ смещения: Пример 2 (смещение четырех резисторов) (продолжение) Итерационная последовательность приводит к ID = 88,0 мА VDS> ВГС-ВТН. Следовательно, предположение об области насыщения верно. Q-pt: (88,0 мА, 6,48 В) Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-38

  • и ID = 130 мА Анализ смещения: Пример 3 (смещение двух резисторов) Поскольку VGS VGS-VTN. Следовательно, предположение об области насыщения верно. Q-pt: (130 мА, 2,00 В) Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-39

  • Анализ смещения: пример 4 (смещение в области триода) Также, но VDS

  • Анализ смещения: Пример 5 (Смещение двух резисторов для PMOS транзистор) Также, поскольку VGS = -0,369 В меньше, чем VTP = -2 В, VGS = -3,45 В, ID = 52,5 мА и VGS = -3,45 В Предположение: IG = IB = 0, транзистор насыщен (поскольку VDS = VGS ) Анализ: Следовательно, предположение о насыщении верно. Q-pt: (52,5 мА, -3,45 В) Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-41

  • МОП-транзистор в качестве источника тока • Идеальный источник тока дает фиксированный выходной ток независимо от напряжения на нем.• МОП-транзистор ведет себя как идеальный источник тока при смещении в области отсечки (выходной ток зависит от напряжения на клеммах). Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-42

  • NMOS Current Mirror Но VGS2 = VGS1 Предположение: M1 и M2 имеют идентичные VTN, Kn ’, l и W / L и находятся в насыщении. Таким образом, выходной ток отражает эталонный ток, если VDS1 = VDS2. Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-43

  • NMOS Current Mirror: Пример Данные: IREF = 50 мА, VO = 12 В, VTN = 1 В, Kn = 150 мА / В2, l = 0.0133 V-1 Определите: VGS, VDS1, анализ ввода-вывода: методом проб и ошибок, следовательно, VDS1 = 1,81 В. Кроме того, VDS2 = 12 В Проектирование микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-44

  • MOS Current Mirror Соотношение Таким образом, соотношение между IO и IREF может быть изменено путем изменения отношения W / L транзисторов токового зеркала (игнорируя различия из-за несоответствия VDS). Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-45

  • Выходное сопротивление токового зеркала MOS • Выходной ток изменяется с vDS из-за модуляции длины канала.• Выходное сопротивление определяется по формуле • В текущем зеркале vO = vDS2 Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-46

  • Схема расположения токового зеркала Два возможных варианта расположения токового зеркала Разработка микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-47

  • Конструкция многотоковых зеркал: пример Выберите R, чтобы установить IREF = 25 мА Проектирование микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-48

  • Конструкция многотоковых зеркал (продолжение). и R можно заменить транзистором M6 для лучшей интеграции. Мы знаем, что VGS6 = -6,84 В и ID = 25 мА, а M6 находится в состоянии насыщения. Конструкция микроэлектронной схемы McGraw-Hill Chap1-49

  • Масштабирование МОП-транзистора • Ток стока: • Емкость затвора: где это задержка в цепи. логическая схема. Конструкция микроэлектронных схем McGraw-Hill Chap1-50

  • Загрузить Подробнее …

    Синонимы полевых транзисторов, антонимы полевых транзисторов

    В полевых транзисторах с управляющим p-n переходом эти параметры равны ([10.sup.7] — [10.sup.9]) [OMEGA] [20]. Мацумото, «Графеновые полевые транзисторы с электролитным управлением для определения pH и адсорбции белка», Nano Letters, vol.Dai et al., » Наносенсоры полевых транзисторов на основе кремния-нанопроволоки, совместимые с КМОП для сверхчувствительного электрического обнаружения нуклеиновых кислот, Nano Letters, vol. Используя конфигурацию полевого транзистора, был представлен NIR-фотодетектор с обработкой раствора на основе коллоидных квантовых точек PbSe. Ли и др., «Компактная модель полевых транзисторов из углеродных нанотрубок, включая неидеальности и откалиброванная экспериментальными данными до длины затвора 9 нм», IEEE Transactions on Electron Devices, vol.[16.] Чанг-Су Ли, Сан Гю Ким и Мунил Ким, «Ионно-чувствительный полевой транзистор для биологического зондирования», журнал «Сенсоры», том 9, сентябрь 2009 г. Органические полевые транзисторы (OFET) были разработаны для производства недорогая электроника большой площади, такая как печатные и / или гибкие электронные устройства. Среди тем — разделение фаз в нанометрах и разработка устройств в полимерных солнечных элементах, повышение контрастности и яркости проектора за счет перенаправления света, ограничения плотности мощности и сравнительный анализ резонансных пьезоэлектрические устройства сбора энергии вибрации, платформа для тестирования на месте с полевыми транзисторами, встроенными в нанозазор, и методы сверхмалого энергопотребления в небольших автономных имплантатах и ​​узлах датчиков.Транзисторы, в частности полевые транзисторы, называемые металлооксидными полупроводниковыми полевыми транзисторами, или МОП-транзисторы, являются строительными блоками электронной эры. В другой технологии обнаружения без маркировки используются полевые транзисторы с одностенными углеродными нанотрубками (SWCNTFET) для обнаружения мельчайших изменений Заряд связывающих событий. Симин, «Моделирование задержки затвора и коллапса тока в полевых транзисторах из нитрида галлия», Applied Physics Letters, vol. Полупроводящие сопряженные полимерные полевые транзисторы имеют потенциальное применение в интегральных логических схемах и оптоэлектронных устройствах.Изготовление монокристаллических органических полевых транзисторов с использованием ультратонкой полимерной мембраны в качестве изолятора затвора. На основе магнитореактивного эффекта разработаны теоретические основы и методы построения магнитных преобразователей, учитывающие влияние магнитного поля на распределение плотность инжектированных носителей заряда в основе биполярных и канальных полевых транзисторов, схематизирующих преобразователи.

    Author:

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *