Работа 4.4

Импеданс нагрузки и источника сигнала.

Строго говоря, сопротивление может быть активным и реактивным (комплексным), но все-таки, сегодня разговор не об этом, поэтому углубляться не будем, просто запомним, что импеданс – это полное сопротивление. А тонкости мы обязательно рассмотрим как-нибудь в отдельной статье.

Итак, нагрузка, источник сигнала и их импеданс!

Пусть у нас есть источник напряжения и к нему подключена нагрузка. Источник не идеальный (а вполне реальный), поэтому его внутреннее сопротивление не равно 0. И в итоге мы получаем делитель напряжения (его составляют резистор нагрузки и внутренне сопротивление источника), что приводит к тому, что на полезной нагрузке будет напряжение меньшее, чем выдает источник. Естественно, это плохо и с этим надо бороться. А как? Ну, тут только один вариант – внутреннее сопротивление источника должно быть намного меньше,чем сопротивление нагрузки – R_{вн} << R_{н}. В случае источника тока, картинка прямо противоположная, то есть R_{вн} >> R_{н}.

В электрических схемах в качестве источника сигнала может выступать, например, выход усилительного каскада (его сопротивление R_{вых}), а в качестве нагрузки, например, другой каскад, ну или непосредственно нагрузка (с сопротивлением R_{вх}). Вспоминаем выводы, которые мы получили для примера с источником питания и нагрузкой, и получаем, что R_{вх} должно быть намного больше, чем R_{вых}. А если обобщить, то получаем Z_{вых} << Z_{вх} (символом Z обозначается величина импеданса).

А теперь вспоминаем, что мы вообще то обсуждаем тут и возвращаемся к схеме эмиттерного повторителя

Так вот важнейшее свойство эмиттерного повторителя заключается в том, что его входной импеданс намного больше, чем выходной. И это его свойство невероятно полезно. Смотрите сами – пусть у нас есть источник напряжения и нагрузка. Сопротивление нагрузки должно быть значительно больше выходного сопротивления источника. А если источник подключить к нагрузке через эмиттерный повторитель, то источник сможет работать на нагрузку с меньшим значением импеданса. То есть, если у нас R_{нагрузки}(R_{вх}) примерно равно выходному сопротивлению источника (R_{вых}), например, то потеря амплитуды сигнала будет довольно-таки велика (из-за делителя напряжения, состоящего из R_{вых} и R_{вх}). А если мы включим в цепь эмиттерный повторитель, то эти потери будут значительно уменьшены!

А, если говорить совсем просто, то эмиттерный повторитель обеспечивает увеличение тока, и, соответственно, мощности, хоть напряжение и не меняется. Теперь-то, надеюсь, ни у кого не останется сомнений в полезности этого устройства

Вот мы и разобрались с принципом работы эмиттерного повторителя. Но на этомне заканчиваем, давайте-ка посмотрим практические схемы его использования. И в качестве примера хочу показать вам, как использовать повторитель для стабилизации напряжения.

Тут придется второй раз отвлечься от основной темы и немного уделить внимания еще одному полезнейшему элементу – а именно стабилитрону.

Режим А

В этом режиме эмиттерный переход смещен так, что схема всегда функционирует на линейном участке передаточной характеристики, а
транзистор никогда не переходит в режим насыщения. В схеме на рис. 4.4.1 напряжения
 и
 равны, и рабочая точка находится на линейном участке
передаточной характеристики (рис. 4.4.2).

Рис. 4.4.1

Рис. 4.4.2

Полный размах напряжения выходного сигнала не превышает напряжения питания
. Например, если
, то и амплитуда выходного напряжения не может превышать 10 В.
Если к тому же необходимо обеспечить минимальные искажения выходного сигнала, его размах ограничивают значениями, меньшими
.

Мощность, отдаваемая в нагрузку усилителем, работающим в режиме А

.

Здесь   – амплитуда выходного напряжения. Мощность, отдаваемая
источником питания,

.

В последнем выражении учтено, что в схеме на рис. 4.4.1 используется расщепленный источник и
.

Коэффициент полезного действия равен отношению мощности, выделяемой в нагрузке, к мощности, отдаваемой источником питания:

.

Коэффициент полезного действия достигнет наибольшего значения, равного 25 %, когда амплитуда выходного напряжения максимальна,
т. е. . Поскольку для уменьшения нелинейных искажений амплитуду
выходных напряжений ограничивают значениями, меньшими  ,
КПД усилителей, работающих в режиме А, оказывается еще меньше. Если в нагрузке выделяется максимальная мощность (при равенстве
выходного сопротивления повторителя и сопротивления нагрузки),  а размах выходного напряжения равен половине
, то КПД равен всего лишь 6.25 %.

Низкий КПД в режиме А определяется тем, что постоянная составляющая тока через транзистор не зависит от входного сигнала. Поэтому
мощность, потребляемая от источника в этом режиме, постоянна. Более того, мощность, рассеиваемая транзистором, максимальна при
отсутствии входного сигнала. 

Поскольку коэффициент полезного действия усилителей, работающих в режиме А, невелик, их не используют в качестве усилителей
мощности. Главное достоинство режима А состоит в малой величине искажений усиливаемого сигнала.

Принцип действия

Нагрузкой каскадной схемы повторителя является резистор на эмиттере Р_Е. Входной сигнал поступает через первый конденсатор С₁, а снятие выходного сигнала происходит через второй конденсатор С₂.

Эмиттерный повторитель напряжения имеет очень маленькое входное и большое выходное сопротивление. При переменном токе, когда через транзистор п-р-п типа проходит полуволна положительного переменного напряжения, он сильнее открывается и происходит возрастание тока, при отрицательной полуволне – наоборот. В итоге выходное переменное напряжение имеет одинаковую фазу со входным и является напряжением обратной связи. Выходное напряжение направлено навстречу входному и включено последовательно, поэтому в эмиттерном повторителе используется последовательная отрицательная обратная связь. Выходное напряжение меньше входного на незначительную величину (напряжение база – эмиттер около 0,6 В).

Общие понятия о повторителе

Повторитель эмиттерный — это усилитель сигнала по току, в котором включение транзистора происходит по схеме (ОК). Коэффициент усиления сигнала по напряжению практически равен единице, напряжение эмиттера равно входному сигналу, поэтому схема носит название эмиттерный повторитель. Принцип работы устройства рассмотрим ниже.

Несмотря на то что повторитель эмиттерный имеет коэффициент передачи по напряжению единицу, его можно отнести к классу усилителей, так как он дает усиление по току, а значит, и по мощности: И_Е = (β +1) х И_Б , где И_Е — ток эмиттера, И_Б — ток базы.

При малом сопротивлении источника питания, коллектор транзистора присоединяется к общей шине, а резистор, с которого происходит снятие выходного напряжения, подключается к эмиттерной цепи. Подключение входа и выхода к внешним цепям осуществляется с помощью конденсаторов С₁ и С₂. При маленьком коэффициенте увеличения по напряжению, коэффициент увеличения по току достигает своего пика в режиме короткого замыкания зажимов на выходе.

Рекомендуемая литература

1. Гусев, В. Г. Электроника и микропроцессорная техника: учеб. для вузов / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2004. – 790 с.
2. Быстров, Ю. А. Электронные цепи и микросхемотехника: учеб. / Ю. А. Быстров, И. Г. Мироненко. – М.: Высш. шк., 2002. – 384 с.: ил.
3. Степаненко, И. П. Основы микроэлектроники: учеб. пособие для вузов / И.П. Степаненко. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2003. – 488 с.: ил.
4. Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл: пер. с англ. – 6-е изд. – М.: Мир, 2003. – 704 с., ил.
5. Довгун, В. П. Электротехника и электроника: учеб. Пособие: в 2-х ч. Ч. 2 / В. П. Довгун. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 252 с.

↑ Буферный усилитель с регулятором уровня на основе псевдодвухтактного повторителя

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Рис. 2. Принципиальная схема буферного каскада с псевдодвухтактным повторителем

Характеристики

Напряжение питания: 15 В; Ток потребления: 25 мА; Нижняя частота по уровню – 0,5 дБ: 1 Гц; Выходное сопротивление: 0,5 Ом; Коэффициент гармоник во всем диапазоне рабочих частот (20…20000 Гц) при Uвх=1 В, Rн=620 Ом: не более 0,001%.

Детали псевдодвухтактного повторителя

VT1, VT2, VT5, VT6 – Транзистор BC546 – 4 шт., VT3, VT4 – Транзистор BC556 – 2 шт., HL1 – Светодиод red d=3 мм BL-B51V1 – 1шт., R1, R14 – Рез.-0,25-82кОм (Серый, красный, оранжевый, золотистый) – 2 шт., R2, R15 – Рез.-0,25-110кОм (Коричневый, коричневый, желтый, золотистый) – 2 шт., R3, R4, R6, R10, R12, R13 – Рез.-0,25-100 Ом (Коричневый, черный, коричневый, золотистый) – 6 шт., R5, R8, R14 – Рез.-0,25-3,3 кОм (Оранжевый, оранжевый, красный, золотистый) – 3 шт., R7, R9 – Рез.-0,25-1,0 кОм (Коричневый, черный, красный, золотистый) – 2шт., R16 – Рез.-0,25-10 Ом (Коричневый, черный, черный, золотистый) – 1 шт., C1, C6 – Конд. 10/25V 0511 +105°C– 2 шт., C2, C3, C4 – Конд. 100/25V 0812 +105°С – 3 шт., C5 – Конд. 1000/25V 1021 +105°C – 1 шт., Печатная плата 54×54 мм – 1 шт.

Плата повторителя

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Основные соотношения

По постоянному току:

Iin=Ib,{\displaystyle I_{in}=I_{b},}

Iout=Ie,{\displaystyle I_{out}=I_{e},}

Uin=Ube+URe,{\displaystyle U_{in}=U_{be}+U_{R_{e}},}

Uout=URe,{\displaystyle U_{out}=U_{R_{e}},}

где Iin, Iout, Uin, Uout{\displaystyle I_{in},\ I_{out},\ U_{in},\ U_{out}} — входные и выходные токи и напряжения соответственно, индексы b, e{\displaystyle b,\ e} — указывают на базу и эмиттер, Ube{\displaystyle U_{be}} — напряжение между базой и эмиттером, URe{\displaystyle U_{R_{e}}} — напряжение на эмиттерном резисторе.

Коэффициент передачи по току KI{\displaystyle K_{I}} для большого сигнала:

IoutIin=IeIb=Ie(Ie−Ic)= β≫1,{\displaystyle I_{out}/I_{in}=I_{e}/I_{b}=I_{e}/(I_{e}-I_{c})=\ ,}

α, β{\displaystyle \alpha ,\ \beta } — коэффициенты передачи по току в схемах с общей базой и с общим эмиттером соответственно.

Коэффициент передачи по напряжению KU{\displaystyle K_{U}} для большого сигнала:

UoutUin=URe(Ube+URe); <1.{\displaystyle U_{out}/U_{in}=U_{R_{e}}/(U_{be}+U_{R_{e}});\ .}

Входное сопротивление для большого сигнала rin{\displaystyle r_{in}}:

rin=UinIin=(Ube+URe)Ib.{\displaystyle r_{in}=U_{in}/I_{in}=(U_{be}+U_{R_{e}})/I_{b}.}

Выходное сопротивление для большого сигнала rout{\displaystyle r_{out}}:

rout=UoutIout=UReIe=Re.{\displaystyle r_{out}=U_{out}/I_{out}=U_{R_{e}}/I_{e}=R_{e}.}

2.1.2 Составные транзисторы

В усилителях на дискретных элементах и в интегральных микросхемах применяют составные транзисторы, представляющие собой комбинацию из двух каскадно включенных транзисторов. Чаще других используют схему Дарлингтона (рис. 2.1.2). Как видно из схемы, составной транзи­стор имеет три вывода, эквивалентные эмиттеру, базе и коллектору. Поэтому его можно рассматривать как единый n-p-n транзистор, имеющий коэффициент усиления тока . В настоящее время составные транзисторы выпускаются в виде отдельных приборов. Например, широко используется со­ставной транзистор КТ827.

Рис. 2.1.2. Схема на составном транзисторе (схема Дарлингтона)

Составные транзисторы находят применение в эмиттерных повторителях. Замена одиночного транзистора в эмиттерном повторителе схемой Дарлингтона увеличивает входное и уменьшает выходное сопро­тивления схемы.

Генераторы гармонических колебаний

В системах управления используются генераторы сигналов различного вида. Генератором гармонических колебаний называют устройство, создающее переменное синусоидальное напряжение.

Структурная схема такого генератора показана на рисунке:

Входной сигнал отсутствует. Uвых = К · Uос.

Для возникновения синусоидальных колебаний должно выполняться условие самовозбуждения только для одной частоты:
К · γ = 1 – баланс амплитуд,
φ + ψ = 2πn – баланс фаз,
где К – коэффициент усиления усилителя,
γ – коэффициент передачи звена положительной обратной связи,
φ – сдвиг по фазе для усилителя,
ψ – сдвиг по фазе для цепи обратной связи,
n = 0, 1, …

Основной генераторов синусоидальных сигналов являются фильтры, например мост Вина. Генератор на основе ОУ, содержащий мост Вина, представлен на рисунке:

Генератор вырабатывает синусоидальный сигнал частотой .

На частоте f коэффициент передачи фильтра β = 1/3. Усилитель должен иметь коэффициент усиления К ≥ 3, который задаётся резисторами R1 и R2

Важной проблемой является стабилизация амплитуды Uвых, которая обеспечивается в ведением резистора R3 и стабилитронов VD1 и VD2. При малых Uвых напряжение на VD1 и VD2 меньше напряжения стабилизации и R3 не зашунтировано стабилитронами

При этом К > 3 и Uвых возрастает. При достижении напряжения на стабилитронах, равного напряжения стабилизации, тот или иной стабилитрон открывается и пара стабилитронов шунтирует сопротивление R3. Коэффициент усиления становится равным и напряжение Uвых начинает уменьшатся, коэффициент усиления снова становится больше 3 и Uвых снова будет уменьшатся, но уже и в противоположном направлении. Таким образом стабилитроны предотвращают насыщение.

При использовании данного генератора нагрузку желательно подключать через буферный каскад.

Материал для подготовеки к аттестации по теме:
«Усилители мощности. Линейные схемы на ОУ.»

Текст

(22) Заявлено 20. 12. 77 (21) 2556962/18-09с присоединением заявки рй(53) УДК 621 375.024(088.8) по делан наеоретеннй и открытий Опубликовано 30.05,82, Бюллетень р 1 е 20 Дата опубликования описания 30.05.82 2) Авторы изобретен атавкин и В. С.Г.Иванов,(7) Заявитель 54) ЭИИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛ Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться врадиоэлектронной аппаратуре различно»гр назначения, в частности во входных каскадах операционных усилителей .Известен эмиттерный повторитель, содержащий первый и второй транзисторы одного типа проводимости, соединенные последовательно относительно источника питания, источник постоянного тока, один вывод которого подключен к соответствующей шине источника питания, при этом база первого транзистора является входом эмиттерного повторителя, база второго транзистора через диод соединена с другой шиной источника питания, а » точка соединения эмиттера первого и коллектора второго транзисторов является выходом эмиттерного повторителя 1.Однако данный эмиттерный повторитель не обеспечивает достаточного быстродействия. 2Цель изобретения — повышение быстродействия эмиттерного повторителя.Указанная цель достигается тем,что в эмиттерный повторитель введентретий транзистор противоположного ф типа проводимости, база которогосоединена с базой первого транзистора, коллектор — с базой второготранзистора, эмиттер.- с другим выводом источника постоянного тока, а топараллельно источнику постоянного тока подключен конденсатор.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого эмиттерного повторителятбЭмиттерный повторитель содержитпервый транзистор 1, второй транзистор 2, третий транзистор 3, диод 4,источник 5 постоянного тока и конденсатор 6.При появлении на входе прямоуголь»ного импульса, например положительного перепада, вследствие присутствия емкости нагрузки происходит за 3 93259 паздывание напряжения эмиттера входного транзистора 1 относительно напряжения его базы, что вызывает значительное возрастание эмиттерного тока транзистора, Этот же перепад закрывает транзистор 3, вследствие чего коллекторный ток транзистора 2 стремится к нулю, что также увеличивает скорость перезарядки емкости. Для противоположного перепада 1 ф входного сигнала аналогичный эФФект вызывает увеличение эмиттерного тока транзистора 3 и,следовательно,увеличение его коллекторного тока и коллекторного тока транзистора 2. В это 15 же время транзистор 1 закрывается и обратная перезарядка емкости нагрузки производится полным коллекторным током, транзистора 2

При этом величины токов, протекающих в схеме 2 вов отсутствии сигнала на входе, практического влияния на скорость передачи Фронта не имеют и могут быть сведены к минимуму.Использование предлагаемого 25 технического решения позволяет повысить экономичность работы эмиттерного повторителя, гарантируя при этом высокую скорость передачи обоих Фронтов импульса, и, кроме того, зо приводит к существенному уменьшению входного тока эмиттерного повтори» теля, что весьма важно, например, в случае применения его в качестве входного каскада операционного усилителя

4Формула изобретенияЭмиттерный повторитель, содержащий первый и второй транзисторы одного типа проводимости, соединенные последовательно относительно источника питания, источник постоянного тока, один вывод которого под» ключен к соответствующей шине источника питания, при этом база первого транзистора является входом эмиттерного повторителя, база второго через диод соединена с другой шиной источника питания, а точка соединения эмиттера первого и коллекторавторого транзисторов является выходом эмиттерного повторителя, о тл и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен третий транзистор противоположного типа проводимости, база которого соединена с базой первого транзистора, коллектор — с базой второго транзистора, эмиттер — с другим выводом источника постоянного тока, а параллельно источнику постоянного тока подключен конденсатор.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Наггз 5 ею 1 сопдцссог 1 п 1 епгайед сгсо 1 йз дайе ЬооР, ОсйоЬег 1975, С, 1.1-75, НА 2650 (прототип).932593 х Составитель Н.ДубровскаяТехред А

Бабинец Корректор А.Ферен дактор Н,Грищанова э 3799/74 Тираж 954ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, М, Раушская наб.,д.4/ ПП «Патент», г.ужгород, ул.Проектная,4 или Зака Подписное

Смотреть

Схемы подключения транзисторов

Существует три разновидности включения биполярных транзисторов – с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК).

Наиболее распространено подключение (ОЭ), так как дает большое усиление по напряжению и току. Одной из особенностей такого подключения является инвертирование входного напряжения на 180. Недостатком подключения является маленькое входное (сотни Ом) и большое выходное (десятки кОм) сопротивление.

При подаче входного напряжения, транзистор открывается и ток проходит через базу на эмиттер, при этом коллекторный ток увеличивается. Ток эмиттера суммируется из тока базы и тока коллектора: И_Е = И_Б + И_К

В цепи коллектора, на резисторе_, появляется напряжение намного большее входного сигнала, что приводит к увеличению выходного напряжения, а соответственно, и силы тока.

Включение транзистора по схеме (ОБ) дает усиление по напряжению и позволяет работать с более широким частотным диапазоном, чем схема с (ОЭ), поэтому часто используется на антенных усилителях. Эта схема позволяет в полной степени использовать способность транзистора к усилению высоких частот сигнала (частотные характеристики). Чем выше частота усиливаемого сигнала, тем меньше усиление по напряжению. Данный каскад имеет маленькое входное и выходное сопротивление.

Включение транзистора с (ОК) дает усиление по току и часто используется как переходник между высокоомным источником питания и низкоомной нагрузкой. Также, данное включение можно использовать при согласовании различных каскадных схем, оно не изменяет полярность входного сигнала.

Стабилитрон.

Стабилитрон, кстати, также называют зенеровским диодом. Его вольт-амперная характеристика похожа на характеристику обычного диода:

Но вот используется он буквально противоположно. Посмотрите на схему:

Обратите внимание на то, что катод подключен к плюсу(!), то есть рабочей областью для зенеровского диода является обратная ветвь ВАХ. Пусть на входе имеется нестабильный источник, тогда питающий ток меняется в некоторых пределах, что вообще-то не очень хорошо

При использовании стабилитрона достаточно большим изменениям входного тока соответствуют очень небольшое изменение выходного напряжения. Это следует из вольт-амперной характеристики – видно, что на обратной ветви, при определенном значении напряжения, характеристика круто уходит вниз. То есть при разных значениях тока (в довольно-таки широких пределах) напряжение на стабилитроне практически не изменяется, что нам собственно, и требуется С этим вроде бы все понятно.

У этого способа стабилизации напряжения есть ряд минусов. Во-первых, мы не можем отрегулировать выходное напряжение и установить его на определенное значение, ведь оно определяется характеристикой конкретного стабилитрона. Ну а во-вторых, все-таки стабилитрон не идеален, и в связи с этим пульсации входного напряжения сглаживаются не всегда хорошо.А если через нагрузку ток не течет, то вся мощность должна рассеяться на стабилитроне, то есть при проектировании схем нужно подыскивать стабилитрон с большой мощностью рассеяния. И тут мы возвращаемся к главной теме нашей беседы, то есть к эмиттерному повторителю, который может значительно улучшить схему стабилизации.

Стабилитрон работает так же, как и в предыдущей схеме, то есть стабилизирует напряжение на базе транзистора. Так как это повторитель, то на выходе мы также получаем стабилизированное значение напряжения. А польза такой схемы заключается в том, что теперь ток, протекающий через стабилитрон, не зависит от тока нагрузки (действительно через стабилитрон течет малый ток базы, который потом усиливается транзистором).Ток меньше, а вместе с ним, становится меньше и мощность, рассеиваемая на стабилитроне.

А теперь давайте, вспомним, что мы уже изучили в предыдущих статьях, и прикинем, как бы еще улучшить эту схему. Было бы неплохо (даже очень хорошо!) снизить пульсации тока в стабилитроне. А как можно отфильтровать пульсации? Конечно, же фильтром! Фильтром низких частот (про фильтры уже было раньше – вот тут). Добавляем его в схему:

Вот так и получаются сложные принципиальные схемы – там что-нибудь добавить, тут что-нибудь улучшить, а здесь что-нибудь отфильтровать

Про биполярные транзисторы вообще можно разговаривать практически бесконечно, но читать это потом будет нереально, так, что, пожалуй, на этом сегодня и остановимся. Многое еще надо рассмотреть, так что до скорого, до новых статей!

Схема ключа на полевом транзисторе.

Здесь мы видим n-канальный МОП-транзистор. При заземленном затворе полевик находится в закрытом состоянии и, соответственно, входной сигнал не проходит на выход. Если подать на затвор напряжение, например, +10 В, то транзистор перейдет в открытое состояние и сигнал практически беспрепятственно пройдет на выход.

Тут особо и объяснять нечего

Теперь перейдем к логическим элементам (вентилям) на МОП-транзисторах. И начнем с вариантов исполнения логического инвертора. Посмотрите на схемку:

Что вообще должен делать инвертор? Очевидно, что инвертировать сигнал То есть подаем на вход сигнал низкого уровня, на выходе получаем высокий уровень и наоборот.

Давайте смотреть как это все работает. Если на входе низкий уровень сигнала, то n-канальный МОП-транзистор закрыт, ток через резистор нагрузки не течет, соответственно, все напряжение Vcc оказывается на выходе. А если на входе высокий уровень, то ПТ во включенном состоянии проводит ток, при этом на нагрузке появляется напряжение, а потенциал стока (выходной сигнал) практически равен нулю (низкий уровень). Вот так вот эта схема и работает.

Рассмотрим еще один вариант инвертора, но уже с использованием p-канального ПТ:

Работает эта схема аналогично схеме инвертора на n-канальном транзисторе, поэтому останавливаться на этом не будем.

Есть один большой минус у обеих этих схем – это высокое выходное сопротивление. Можно, конечно, уменьшать R_1, но при это рассеиваемая мощность будет увеличиваться (она обратно пропорциональна квадрату сопротивления). Как вы понимаете, в этом нет ничего хорошего. Отличной альтернативой этим схемам инверторов является схема на комплементарных МОП-транзисторах (КМОП). Она имеет следующий вид:

Итак, пусть у нас на входе сигнал высокого уровня. Тогда p-канальный МОП-транзистор Q2 будет выключен, а Q1, напротив, будет во включенном состоянии. При этом на выходе будет сигнал низкого уровня. А что если на входе низкий уровень? А тогда наоборот Q1 будет выключен, а Q2 включен, и на выходе окажется сигнал высокого уровня. Вот и все

Пожалуй, рассмотрим теперь еще одну схемку на полевиках – схему логического вентиля И-НЕ. Этот вентиль имеет два входа и один выход, и и низкий уровень должен быть на выходе только в том случае, когда на оба входа подан сигнал высокого уровня. Во всех остальных случаях на выходе сигнал высокого уровня.

Смотрите, как это работает. Если на Входе 1 и Входе 2 высокий уровень, то оба n-канальных транзистора Q1 и Q2 проводят ток, а p-канальные Q3 и Q4 закрыты, и на выходе окажется сигнал низкого уровня. Если на одном из входов сигнал низкого уровня, то один из транзисторов Q3, Q4 открыт, а, соответственно, один из транзисторов Q2, Q1 закрыт. Тогда цепь Q1 – Q2 – земля разомкнута, а на выход через открытый транзистор Q3 или Q4 попадает напряжение высокого уровня. Вот и получается, что низкий уровень на выходе возможен только если на обоих входах сигнал высокого уровня.

Заканчиваем на этом разговор о полевых транзисторах Мы сегодня рассмотрели схемы на полевых транзисторах и кроме того разобрались как они работают. Так что до скорых встреч на нашем сайте!

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор это потомок ламповых триодов, тех что стояли в телевизорах 20 -го века. Триоды ушли в небытие и уступили дорогу более функциональным собратьям — транзисторам, а точнее биполярным транзисторам.

Биполярные транзисторы выглядеть могут  так.

Как вы можете видеть биполярные транзисторы имеют три вывода и конструктивно они могут выглядеть совершенно по разному. Но на электрических схемах они выглядят простенько и всегда одинаково. И все это графическое великолепие,  выглядит как-то так.

Это изображение транзисторов еще называют УГО (Условное графическое обозначение).

Причем биполярные транзисторы могут иметь различный тип проводимости. Есть транзисторы NPN типа и PNP типа.

У биполярных транзисторов есть три вывода: коллектор, эмиттер и база. Думаю, что по УГО будет сложно запутаться, а вот в реальном транзисторе запутаться проще простого.

Обычно где какой вывод определяют по справочнику, но можно просто  прозвонить транзистор мультиметром. Выводы транзистора звонятся как два диода, соединенные в общей точке (в области базы транзистора).

Слева изображена картинка для транзистора p-n-p типа,  при прозвонке  создается ощущение (посредством показаний мультиметра ), что перед вами два диода которые соединены в одной точке своими катодами. Для транзистора  n-p-n типа  диоды в точке базы соединены своими анодами. Думаю после экспериментов с мультиметром будет более понятно.