Компенсация входных токов и напряжений

Как изменится передаточная характеристика при нагреве транзистора.

Анализ ВАХдиода

Остановимся на свойствах диода. Наиболее полно эти свойства могут быть определены исходя из вольтамперной характеристики диода, т.е. зависимости i_a=ƒ(U_a).Выражение, описывающее вольтамперную характеристику выпрямительного диода, имеет вид.

 

: ,где: I_s= плотность тока, созданного потоком не основных носителей зарядов.

Рис.1.4.

 

U_a приложенное напряжение,

φ тепловой потенциал.

Используя полученное выражение, построим вольтамперную характеристику (рис.1.4.).

Анализируя приведенную вольтамперную характеристику можно сказать, что она имеет две ветви:

1. Прямая ветвь – U_a>0 J_a=J_s. Это проводящий период работы диода.

2. Обратная ветвь –U_a<0 J_a=J_s . Это непроводящий период работы диода

 

Однако обратную ветвь можно разделить на три участка:

А - практически обратный ток остается неизменным при U_a= var , т.е. происходит вынос зарядов с поверхности кристалла.

В - при U_{obr max} происходит резкое возрастание потока не основных носителей зарядов, т.е. электрический пробой. Если отключить прибор, то диод восстановит свои свойства.

С- при дальнейшем росте U_obr растет I_obr , что приводит к росту температуры, т.е. процесс лавинообразный. Прибор выходит из строя. Это тепловой пробой.

Работа диодов может быть определена по вольтамперной характеристике. Однако для правильного выбора диодов их необходимо классифицировать.

Транзистор – это полупроводник. Таким образом, его свойства зависят от температуры. Поэтому необходимо рассмотреть влияние температуры на параметры транзистора.

Итак , анализ этого выражения показывает, что:

- увеличение температуры приводит к увеличению I_kbo,

- увеличение температуры - к заполнению центров рекомбинации в базе, а значит растет.

 

 

Анализ, проведенный ранее, был несколько идеализирован. При использовании реальных схем приходится снабжать их дополнительными элементами.

При протекании по сопротивлениям R1, R2 инвертирующий ток создает падение напряжения:

U_у= - I_вх R₁R₂/R₁+R₂

Поскольку K_U очень велик, то малое значение U_у может вызвать существенное значение U_вых=K_UU_у. Ненулевое значение U_вых при U_вх=0 затрудняет использование ОУ. Для исключения вредного влияния входных токов к прямому входу подключается резистор R=R₁R₂/(R₁+R₂). Входной ток создает на нем падение напряжения. Сигнал определяется разностью напряжений на прямом и инверсном входах и при равенстве входных токов обоих входов, выходной сигнал равен нулю. Схема при этом будет иметь вид, рис.4.13.а.

Передаточная характеристика в реальных ОУ несимметрична относительно нуля. Эта несимметрия характеризует напряжение смещения нуля, которое различно в каждом экземпляре ИМС. Напряжение смещения приводит к тому . что при нулевых значениях входного сигнала выходной сигнал будет не нулевым . Для компенсации напряжения смещения нуля могут быть использованы схемы рис. 4.13.б.

Рис.4.13.а Рис.413.б.

Необходимость компенсации смещения нуля, вредного влияния входных токов необходимо предусматривать во всех реальных схемах.

каскаду