ПТ мають ряд привілеїв у порівнянні з біполярними:
- високий вхідний опір по постійному струму і на високій частоті, звідси і малі втрати на управління;
- високу швидкодію (завдяки відсутності накопичення і розсмоктування неосновних носіїв);
- майже повна електрична розв'язка вхідних і вихідних ланцюгів, мала прохідна ємність (тому що підсилювальні властивості ПТ обумовлені переносом основних носіїв заряду, верхня межа ефективного посилення потужних ПТ вище, ніж у біполярних, і застосування ключових підсилювачів на ПТ при тих же напругах харчування можливо на частотах близько 400 мГц, в той час як на біполярних транзисторах розробка ключових генераторів частотою више100 мГц є досить складним завданням);
- Квадратичність вольт - амперної характеристики (аналогічна тріода);
- висока температурна стабільність;
- малий рівень шумів.
Переваги польового транзистора з p-n переходом:
· Порівняно великі габарити і вага трансформаторів.
· Великі частотні спотворення, так як опору обмоток трансформатора залежать від частоти XL = # 969; # 8729; L, тому трансформаторна зв'язок застосовується на низьких частотах і в вузькому діапазоні.
21. Схеми включення польових транзисторів: загальний витік, загальний стік, загальний затвор
Польові транзистори (уніполярні) - п / п прилади, в яких проходження струму обумовлено дрейфом носіїв заряду одного знака під дією поздовжнього електричного поля.
З точки зору носія заряду їх називають уніполярні (однієї полярності).
З точки зору управління електричним полем - польовими.
Розрізняють схеми включення:
- із загальним витоком (подібно загальному емітер) які дозволяють отримати посилення струму і напруги і інвертування фаз напруги при посиленні, мають дуже високий вхідний і вихідний опору;
- із загальним стоком (подібно загальному колектору і емітерного повторювача і може бути названий Істоковий повторителем) має коефіцієнт посилення по напрузі, який прагне до одиниці, вихідна напруга за значенням і фазі повторюють вхідний, мають дуже високий вхідний і низький вихідний опору;
- із загальним затвором (подібно загальній базі) не дає посилення струму і тому посилення потужності в ній у багато разів менше, ніж в схемі з ОІ, вхідний опір мало, в підсилювачах не використовуються, застосовується в якості лінійних ключів та електронних потенціометрів.
Схеми включень ПВ.
1. Схема із загальним витоком
Схема має високий вхідний опір, яке обмежується опором затвора (КП303Г - витік 0,1нА), і досить високим вихідним опором, також, як і в схемах з ОЕ.
З метою збільшення Кu включаємо Сu і Ru '. Для забезпечення максимального Кu можна прийняти Ru 'рівне 0. Однак, через нелінійність вихідної характеристики виникають великі нелінійні спотворення, особливо для великого сигналу. (Кu = S * Rc).
Використовуються для узгодження між собою високоомного генератора і підсилювача, також в якості ключового каскаду в імпульсних блоках харчування (завдяки відсутності у них явища вторинного пробою, характерного для БПТ).
2.Схема із загальним стоком.
Вихідний опір зменшується за рахунок введення послідовної ООС по напрузі за допомогою Ru.
Використовується для узгодження високого опору генератора з низьким опором підсилювача, високого вихідного опору джерела струму підсилювача напруги з низьким опором навантаження, особливо в вихідних каскадах сверхкачественние підсилювачів потужності відносно низькій вартості.
3.Схема із загальним затвором.
Мал. 1. Умовне позначення IGBT
Мал. 2. Схема з'єднання транзисторів в єдиній структурі IGBT
Комерційне використання IGBT почалося з 80-х років і вже зазнала чотири стадії свого розвитку.
IGBT є продуктом розвитку технології силових транзисторів зі структурою метал-оксид-напівпровідник, керованих електричним полем і поєднують в собі два транзистора в одній напівпровідникової структурі: біполярний (утворює силовий канал) і польовий (утворює канал управління). Еквівалентна схема включення двох транзисторів приведена на рис. 2. Прилад введений в силовий ланцюг висновками біполярного транзистора E (емітер) і C (колектор), а в ланцюг управління - висновком G (затвор).
Таким чином, IGBT має три зовнішніх виведення: емітер, колектор, затвор. З'єднання емітера і стоку (D), бази і витоку (S) є внутрішніми. Поєднання двох приладів в одній структурі дозволило об'єднати гідності польових і біполярних транзисторів: високий вхідний опір з високою струмовим навантаженням і малим опором у включеному стані.
У загальному випадку зворотний зв'язок (ОС) можна визначити як зв'язок вихідний ланцюга підсилювача або каскаду посилення з його вхідний ланцюгом. Вона утворюється тоді, коли посилений сигнал з виходу окремого каскаду підсилювача або підсилювача в цілому передається на його вхід через ланцюга, додатково вводяться для цього (зовнішня ОС) або вже наявні в ньому для виконання інших функцій (внутрішня ОС). До останніх, наприклад, відносяться загальна ланцюг джерела живлення підсилювача, міжелектродні ємності в електронних приладах.
У більшості випадків внутрішня ОС і ненавмисно виникли ланцюга зовнішньої ОС (наприклад, через близьке розташування при монтажі деталей, сполучних проводів вхідних і вихідних ланцюгів підсилювача) викликають так звану паразитную ОС. У реальних пристроях паразитная зв'язок, як правило, призводить до зміни їх властивостей в гіршу сторону і виникнення інших небажаних явищ (зокрема, генерацію паразитних коливань, частоти яких значно вище або нижче частот підсилюються коливань), часто важко піддаються контролю і усунення.
На малюнку приведена структурна схема підсилювача з коефіцієнтом підсилення К, охопленого зовнішньої ланцюгом ОС з коефіцієнтом передачі # 946 ;. Ланцюг разом з підсилювачем, до якого вона підключена, утворює замкнутий контур, званий петлею ОС. Стрілками показані напрямки проходження сигналу.
Частина посиленого зовнішнього сигналу з виходу підсилювача (пряма ланцюг передачі сигналів) надходить по ланцюгу ОС на його вхід і складається там з зовнішнім сигналом. При такому складання амплітуд сигналів (зовнішнього і ОС) на вході підсилювача можливі два принципово відмінних за кінцевим дії випадку: або сума амплітуд сигналів більше амплітуди зовнішнього сигналу (фази коливань з однаковою частотою на виході ланцюга ОС і вхідний сигналу збігаються, зрушення фаз дорівнює 0 ° ), або менше його (їх фази протилежні, зрушення фаз дорівнює 180 °). У першому випадку говорять про ПОС (позитивного зворотного зв'язку). у другому - про ООС (негативною ОС). У більшості випадків ПОС паразитная.
Зворотній зв'язок (ОС), що охоплює один каскад, називається місцевої. кілька - загальної.
Якщо у вхідному ланцюзі підсилювача віднімається струм в ланцюзі ОС з струму вхідного сигналу, то таку ООС називають паралельної. Якщо у вхідному ланцюзі віднімається напруга вхідного сигналу з сигналу ОС, то таку ООС називають послідовною. За способом отримання (зняття) сигналу ООС з виходу підсилювача розрізняють ООС по напрузі (коли сигнал ООС пропорційний U вих підсилювача) і по току (сигнал ООС пропорційний току через навантаження).