Электронная техника
Покупка
Основная коллекция
ПООП
Тематика:
Схемотехника. Общие вопросы
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 352
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-015415-2
ISBN-онлайн: 978-5-16-107871-6
Артикул: 042420.17.01
Доступ онлайн
В корзину
В учебнике рассмотрены физические принципы действия и структуры электронных приборов; образование и свойства p-n-перехода, контактные явления в нем; устройство, принцип действия, основные параметры, параметрические соотношения и схемы включения полупроводниковых и фотоэлектронных приборов — диодов, тиристоров, биполярных и полевых транзисторов с p-n-переходом и с изолированными затворами, фоторезисторов, фото- и светодиодов, фототранзисторов и фотоумножителей.
Приводятся подробные сведения о принципах действия типовых электронных узлов и устройств: усилительных каскадов, операционных усилителей, компараторов, генераторов сигналов и таймеров, схем передачи и отображения информации, модуляции и демодуляции. Описаны параметры и характеристики основных семейств логических и цифровых элементов, выполнение на их базе логических операций, построение цифровых узлов и их применение в электротехнических устройствах. Приведены сведения о цифровых запоминающих устройствах, структуре микропроцессоров, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователях.
Изложены принципы работы, методы расчета и защиты источников питания и схем преобразования тока электронных выпрямителей, линейных и импульсных стабилизаторов, трансформаторов постоянного тока и инверторов. Особое внимание уделено защите электронных устройств и линий связи от внешних и внутренних помех.
Дополнен приложениями, содержащими характеристики элементов и примеры расчета электронных схем.
Для студентов, преподавателей и всех интересующихся электронной техникой.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 10.02.04: Обеспечение информационной безопасности телекоммуникационных систем
- 11.02.03: Эксплуатация оборудования радиосвязи и электрорадионавигации судов
- 11.02.06: Техническая эксплуатация транспортного радиоэлектронного оборудования (по видам транспорта)
- 11.02.07: Радиотехнические информационные системы
- 11.02.09: Многоканальные телекоммуникационные системы
- 11.02.11: Сети связи и системы коммутации
- 11.02.12: Почтовая связь
- 11.02.13: Твердотельная электроника
- 11.02.14: Электронные приборы и устройства
- 11.02.15: Инфокоммуникационные сети и системы связи
- 11.02.16: Монтаж, техническое обслуживание и ремонт электронных приборов и устройств
- 11.02.17: Разработка электронных устройств и систем
- 11.02.18: Системы радиосвязи, мобильной связи и телерадиовещания
- 12.02.01: Авиационные приборы и комплексы
- 12.02.02: Акустические приборы и системы
- 12.02.03: Радиоэлектронные приборные устройства
- 12.02.04: Электромеханические приборные устройства
- 12.02.05: Оптические и оптико-электронные приборы и системы
- 12.02.06: Биотехнические и медицинские аппараты и системы
- 12.02.07: Монтаж, техническое обслуживание и ремонт медицинской техники
- 12.02.09: Производство и эксплуатация оптических и оптико-электронных приборов и систем
- 12.02.10: Монтаж, техническое обслуживание и ремонт биотехнических и медицинских аппаратов и систем
- 13.02.09: Монтаж и эксплуатация линий электропередачи
- 13.02.12: Электрические станции, сети, их релейная защита и автоматизация
- 14.02.02: Радиационная безопасность
- 24.02.04: Радиотехнические комплексы и системы управления космических летательных аппаратов
- 27.02.06: Метрологический контроль средств измерений
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА М.В. ГАЛЬПЕРИН 2-е издание, исправленное и дополненное Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по группам специальностей «Приборостроение», «Электроника и микроэлектроника, радиотехника и телекоммуникации», «Автоматизация и управление», «Информатика и вычислительная техника» УЧЕБНИК Москва ИНФРА-М 202
УДК 621.38(075.32) ББК 32.85я723 Г17 Гальперин М.В. Г17 Электронная техника : учебник / М.В. Гальперин. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 352 с. — (Среднее профессиональное образование). ISBN 978-5-16-015415-2 (print) ISBN 978-5-16-107871-6 (online) В учебнике рассмотрены физические принципы действия и структуры электронных приборов; образование и свойства p-n-перехода, контактные явления в нем; устройство, принцип действия, основные параметры, параметрические соотношения и схемы включения полупроводниковых и фотоэлектронных приборов — диодов, тиристоров, биполярных и полевых транзисторов с p-n-переходом и с изолированными затворами, фоторезисторов, фото- и светодиодов, фототранзисторов и фотоумножителей. Приводятся подробные сведения о принципах действия типовых электрон- ных узлов и устройств: усилительных каскадов, операционных усилителей, компараторов, генераторов сигналов и таймеров, схем передачи и отображения информации, модуляции и демодуляции. Описаны параметры и характеристики основных семейств логических и цифровых элементов, выполнение на их базе логических операций, построение цифровых узлов и их применение в электротехнических устройствах. Приведены сведения о цифровых запоминающих устройствах, структуре микропроцессоров, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователях. Изложены принципы работы, методы расчета и защиты источников питания и схем преобразования тока электронных выпрямителей, линейных и импульсных стабилизаторов, трансформаторов постоянного тока и инверторов. Особое внимание уделено защите электронных устройств и линий связи от внешних и внутренних помех. Дополнен приложениями, содержащими характеристики элементов и при- меры расчета электронных схем. Для студентов, преподавателей и всех интересующихся электронной тех- никой. УДК 621.38(075.32) ББК 32.85я723 Р е ц е н з е н т ы: Софиев А.Э., доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технической кибернетики и автоматики Московского государственного университета инженерной экологии, генеральный директор Центрального научно- исследовательского института комплексной автоматизации; Соколов В.В., кандидат физико-математических наук, директор Москов- ского государственного техникума технологии, экономики и права имени Л.Б. Красина ISBN 978-5-16-015415-2 (print) ISBN 978-5-16-107871-6 (online) © Гальперин М.В., 2003 © Гальперин М.В., 2014, с изменениями
Ïðåäèñëîâèå Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà ñòàëà íåîòúåìëåìîé ÷àñòüþ ñîâðåìåííîé öè- âèëèçàöèè è âêëþ÷àåò â ñåáÿ îãðîìíîå ÷èñëî ñïåöèàëèçèðîâàííûõ îáëàñòåé. Íàñòîÿùèé ó÷åáíèê âêëþ÷àåò â ñåáÿ òîëüêî íàèáîëåå îá- ùèå ýëåìåíòû, íåîáõîäèìûå äëÿ îñâîåíèÿ êóðñîâ ïðîìûøëåííîé àâòîìàòèêè, èçìåðèòåëüíîé, ìèêðîïðîöåññîðíîé è âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè. Âíèìàíèå ñîñðåäîòî÷åíî íà îñíîâíûõ ïðèíöèïàõ ðàáîòû ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ è êëþ÷åâûõ ïðàêòè÷åñêèõ ñòîðîíàõ èõ ïî- ñòðîåíèÿ è ýêñïëóàòàöèè, òàêèõ êàê ïðîáëåìà óñòîé÷èâîñòè, ñòàáè- ëèçàöèÿ ðåæèìîâ è çàùèòà îò ïåðåãðóçîê è ïîìåõ. Çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü êíèãè ïîñâÿùåíà êîìïîíåíòàì ýëåêòðîí- íûõ ñõåì, èõ õàðàêòåðèñòèêàì è ñïîñîáàì ïðåäñòàâëåíèÿ â âèäå óïðîùåííûõ ìîäåëåé. Ýòè çíàíèÿ íóæíû íå òîëüêî ðàçðàáîò÷èêó ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû, îíè íóæíû è òîìó, êòî åå èñïîëüçóåò, — èíà÷å îí íå ñìîæåò îáåñïå÷èòü åå ýôôåêòèâíóþ ýêñïëóàòàöèþ èëè áóäåò ïðèìåíÿòü ñëîæíîå îáîðóäîâàíèå è ïðèåìû òàì, ãäå ìîæíî îáîéòèñü ïðîñòûìè ñðåäñòâàìè. Âíåäðåíèå êîìïüþòåðíîé òåõíèêè â ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ òåõíî- ëîãè÷åñêèìè àãðåãàòàìè òðåáóåò ïðåæäå âñåãî ãðàìîòíîãî ïîñòðîå- íèÿ è ýêñïëóàòàöèè âíåøíåé «îáâÿçêè» êîìïüþòåðîâ. Ïîýòîìó çäåñü óäåëåíî ìíîãî ìåñòà ïðîáëåìàì îðãàíèçàöèè ëèíèé ñâÿçè è òåõíèêå óñèëåíèÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ èíôîðìàöèè, ïîñòóïàþùåé îò äàò÷èêîâ â êîìïüþòåð è îò êîìïüþòåðà ê èñïîëíèòåëüíûì ìåõàíèçìàì. Äëÿ ðàáîòû ñ ó÷åáíèêîì äîñòàòî÷íî çíàíèÿ ìàòåìàòèêè è ôèçè- êè â îáúåìå ñðåäíåé øêîëû, â òîì ÷èñëå îïåðàöèé ñ êîìïëåêñíûìè ÷èñëàìè è ýëåìåíòîâ ìàòåìàòè÷åñêîãî àíàëèçà. ×òîáû îáëåã÷èòü ïîëüçîâàíèå êíèãîé íåîïûòíîìó ÷èòàòåëþ, íèæå ïðèâåäåíû ïåðå- ÷íè îñíîâíûõ àááðåâèàòóð è îáîçíà÷åíèé, à òàêæå èñïîëüçóåìûõ åäèíèö èçìåðåíèÿ. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû âêëþ÷àåò â ñåáÿ ðÿä ñîâðåìåííûõ èçäàíèé è ó÷åáíèêîâ, à òàêæå ìîíîãðàôèé, íàèáîëåå ïîëíî îòðàæàþùèå ðàñ- ñìîòðåííûå âîïðîñû è ïîëåçíûõ äëÿ èõ óãëóáëåííîãî èçó÷åíèÿ.  íàñòîÿùåì èçäàíèè èñïðàâëåí ðÿä îïå÷àòîê è ïîãðåøíîñòåé, à òàêæå ââåäåíû ïðèëîæåíèÿ, âêëþ÷àþùèå õàðàêòåðèñòèêè ýëåìåí- òîâ è ïðèìåðû ðàñ÷åòà ýëåêòðîííûõ ñõåì. Âñåõ ÷èòàòåëåé, çàìåòèâøèõ îïå÷àòêè è èíûå ïîãðåøíîñòè â êíèãå, àâòîð ïðîñèò ñîîáùàòü î íèõ â èçäàòåëüñòâî. Àâòîð ïðèçíàòåëåí Ë. Ã. Ìåëüíèê è Ë. Â. Òðîôèìîâñêîé çà áëà- ãîæåëàòåëüíóþ êðèòèêó è ïîääåðæêó. Àâòîð
Îñíîâíûå àááðåâèàòóðû è îáîçíà÷åíèÿ Çàãëàâíûå áóêâû â èíäåêñàõ è íà ðèñóíêàõ Ê, Á, Ý îçíà÷àþò ñîîò- âåòñòâåííî «êîëëåêòîð», «áàçà», «ýìèòòåð», Ñ, Ç, È — «ñòîê», «çà- òâîð», «èñòîê». Ïîä òåðìèíîì «çåìëÿ» ïîäðàçóìåâàåòñÿ ïðîâîä èëè øèíà, ïî- òåíöèàë êîòîðîé ïðèíèìàåòñÿ ðàâíûì íóëþ. Ñèìâîë || îçíà÷àåò ïàðàëëåëüíîå ñîåäèíåíèå ýëåìåíòîâ â ýëåêò- ðè÷åñêîé öåïè. Íàïðèìåð, R1 || R2 îçíà÷àåò ïàðàëëåëüíîå ñîåäèíå- íèå ðåçèñòîðîâ R1 è R2. ÀÌ — àìïëèòóäíàÿ ìîäóëÿöèÿ; ÀÖÏ — àíàëîãî-öèôðîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü; ÃÐ — ñõåìà ãàëüâàíè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ öåïåé; ÇÓ — çàïîìèíàþùåå óñòðîéñòâî; È2Ë — ëîãè÷åñêèå ýëåìåíòû ñ äâîéíîé èíæåêöèåé; ÊÌÎÏ — ñõåìû è ëîãè÷åñêèå ýëåìåíòû ñ êîìïëåìåíòàðíûìè ïîëåâûìè òðàíçèñòîðàìè îáîãàùåííîãî òèïà ñî ñòðóêòóðîé ìå- òàëë-îêèñåë-ïîëóïðîâîäíèê; ÊÎÑÑ — êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ ñèíôàçíîãî ñèãíàëà; ÊÎÄÏ — êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ äèôôåðåíöèàëüíîé ïîìåõè; ËÀ×Õ — ëîãàðèôìè÷åñêàÿ àìïëèòóäíî-÷àñòîòíàÿ õàðàêòåðè- ñòèêà; ÌÎÏ — ñòðóêòóðà ìåòàëë-îêèñåë-ïîëóïðîâîäíèê; ÎÁ — ñõåìà ñ îáùåé áàçîé; ÎÊ — ñõåìà ñ îáùèì êîëëåêòîðîì (ýìèòòåðíûé ïîâòîðèòåëü); ÎÓ — îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü; ÎÝ — ñõåìà ñ îáùèì ýìèòòåðîì; ÏÇÓ — ïîñòîÿííîå çàïîìèíàþùåå óñòðîéñòâî; ÏÏÇÓ — ïåðåçàïèñûâàåìîå ïîñòîÿííîå çàïîìèíàþùåå óñòðîé- ñòâî; ÏÒ — ïîëåâîé òðàíçèñòîð ñ p-n-ïåðåõîäîì; ÒÒË — òðàíçèñòîðíî-òðàíçèñòîðíûå ëîãè÷åñêèå ñõåìû; ÒÒËØ — òðàíçèñòîðíî-òðàíçèñòîðíûå ëîãè÷åñêèå ñõåìû ñ äèî- äàìè (òðàíçèñòîðàìè) Øîòòêè; ÔÀÏ× — ôàçîâàÿ àâòîïîäñòðîéêà ÷àñòîòû è ñõåìû, åå ðåàëèçó- þùèå; Ô×Õ — ôàçî-÷àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà;
ÖÀÏ — öèôðî-àíàëîãîâûé ïðåîáðàçîâàòåëü; ×ÈÌ — ÷àñòîòíî-èìïóëüñíàÿ ìîäóëÿöèÿ; ×Ì — ÷àñòîòíàÿ ìîäóëÿöèÿ; ØÈÌ — øèðîòíî-èìïóëüñíàÿ ìîäóëÿöèÿ; ÝÄÑ — ýëåêòðîäâèæóùàÿ ñèëà; C — ýëåêòðè÷åñêàÿ åìêîñòü; Câï — åìêîñòü ôèëüòðà âûïðÿìèòåëÿ; CÊ è CÝ — åìêîñòè êîëëåêòîðíîãî è ýìèòòåðíîãî ïåðåõîäîâ áè- ïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà; CÍ — åìêîñòü íàãðóçêè; CÇÑ — åìêîñòü çàòâîð—ñòîê ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà; E — íàïðÿæåíèå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ; Eñì — íàïðÿæåíèå èñòî÷íèêà ñìåùåíèÿ; f — ÷àñòîòà; fãð.â — âåðõíÿÿ ãðàíè÷íàÿ ÷àñòîòà (ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ñõåìû èëè öåïè); fãð.í — íèæíÿÿ ãðàíè÷íàÿ ÷àñòîòà (ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ñõåìû èëè öåïè); G — ïðîâîäèìîñòü; I — ñèëà òîêà; I0 — òåïëîâîé òîê p-n-ïåðåõîäà; IÁ, iÁ — òîê áàçû áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà äëÿ áîëüøîãî è ìà- ëîãî ñèãíàëà ñîîòâåòñòâåííî; Ià — ñèëà òîêà ãåíåðàòîðà èëè èñòî÷íèêà; IK — òîê êîëëåêòîðà; Iê.ç — òîê êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ; Iîáð — îáðàòíûé òîê p-n-ïåðåõîäà; IC — òîê ñòîêà (êàíàëà) ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà; IC íà÷ — íà÷àëüíûé òîê ñòîêà (êàíàëà) ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà; Iñì — òîê ñìåùåíèÿ äèôôåðåíöèàëüíîãî êàñêàäà èëè îïåðàöè- îííîãî óñèëèòåëÿ; IÒ — òîê òåðìîãåíåðàöèè p-n-ïåðåõîäà; IÝ — òîê ýìèòòåðà; h11Ý — ñîáñòâåííîå âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå òðàíçèñòîðà, èçìåðÿ- åìîå ìåæäó áàçîé è ýìèòòåðîì, äëÿ ñèãíàëà, ïðèëîæåííîãî ê áàçå; h21Á — ñòàòè÷åñêèé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî òîêó áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà â ñõåìå ñ îáùåé áàçîé (ÎÁ); h21Ý — ñòàòè÷åñêèé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî òîêó áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà â ñõåìå ñ îáùèì ýìèòòåðîì (ÎÝ); h21ý — êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî òîêó áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà â ñõåìå ñ îáùèì ýìèòòåðîì (ÎÝ) äëÿ ìàëîãî ñèãíàëà; Îñíîâíûå àááðåâèàòóðû è îáîçíà÷åíèÿ 5
j — ìíèìàÿ åäèíèöà; K() — ìîäóëü êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è íà ÷àñòîòå , ËÀ×Õ; K(j) — êîìïëåêñíûé ïåðåäàòî÷íûé êîýôôèöèåíò (êîýôôèöè- åíò óñèëåíèÿ) çâåíà èëè ñõåìû; kà — êîýôôèöèåíò íåëèíåéíûõ èñêàæåíèé (ãàðìîíèê); Kî.ñ — êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ óñèëèòåëÿ ñ çàìêíóòîé îáðàòíîé ñâÿçüþ; ÊU(j) — êîìïëåêñíûé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ; ÊU0 — êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ â ïðåäåëàõ ïîëî- ñû ïðîïóñêàíèÿ; L — èíäóêòèâíîñòü; PH — ìîùíîñòü â íàãðóçêå; Päîï — äîïóñòèìàÿ ìîùíîñòü ðàññåÿíèÿ ïðèáîðà; Q — ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä; R — àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå; RÍ è Rà — àêòèâíûå ñîïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè è èñòî÷íèêà; Râõ — âõîäíîå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå öåïè èëè ñõåìû; Râûõ — âûõîäíîå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå öåïè èëè ñõåìû; r — äèôôåðåíöèàëüíîå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå; rÁ — îáúåìíîå ñîïðîòèâëåíèå áàçû áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà èëè äèîäà; rÊ — äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå êîëëåêòîðíîãî ïåðåõîäà íà íèçêîé ÷àñòîòå; rÑ — äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ñòîêà ïîëåâîãî òðàíçè- ñòîðà; rÝÎ — îáúåìíîå ñîïðîòèâëåíèå ýìèòòåðà áèïîëÿðíîãî òðàíçè- ñòîðà èëè äèîäà; rÝ — äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ýìèòòåðíîãî ïåðåõîäà áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà èëè äèîäà; t — âðåìÿ; tðàñ — âðåìÿ ðàññàñûâàíèÿ çàðÿäà íåîñíîâíûõ íîñèòåëåé â áàçå; tôð — äëèòåëüíîñòü ôðîíòà èìïóëüñíîãî ñèãíàëà; T — ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè èëè ïåðèîä êîëåáàíèé; U — ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ, íàïðÿæåíèå îòíîñèòåëüíî íóëåâîé øèíû (çåìëè); Uà — àìïëèòóäà ñèãíàëà; UÁÝ — íàïðÿæåíèå ìåæäó âíåøíèìè âûâîäàìè ýìèòòåðà è áàçû ïðÿìîñìåùåííîãî p-n-ïåðåõîäà ýìèòòåð—áàçà áèïîëÿðíîãî òðàíçè- ñòîðà èëè äèîäà; 6 Îñíîâíûå àááðåâèàòóðû è îáîçíà÷åíèÿ
UÁÝ íàñ è UÊÝ íàñ — îñòàòî÷íûå íàïðÿæåíèÿ íà áàçå è êîëëåêòîðå íàñûùåííîãî áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà; Uâõ, uâõ — íàïðÿæåíèå íà âõîäå öåïè èëè ñõåìû äëÿ áîëüøîãî è ìàëîãî ñèãíàëà ñîîòâåòñòâåííî; Uâõ.ñèíô — ñèíôàçíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå; Uâûõ, uâûõ — íàïðÿæåíèå íà âûõîäå öåïè èëè ñõåìû äëÿ áîëüøî- ãî è ìàëîãî ñèãíàëà ñîîòâåòñòâåííî; UÇÈ — íàïðÿæåíèå çàòâîð—èñòîê ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà; UÇÈ îòñ — íàïðÿæåíèå çàòâîð—èñòîê îòñå÷êè òîêà êàíàëà ïîëåâî- ãî òðàíçèñòîðà; UÇÈ ïîð — ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå îáîãàùåííîãî ïîëåâîãî òðàíçè- ñòîðà ñ èçîëèðîâàííûì çàòâîðîì; UÊÝ — íàïðÿæåíèå ìåæäó êîëëåêòîðîì è ýìèòòåðîì áèïîëÿðíî- ãî òðàíçèñòîðà; UH — íàïðÿæåíèå íà íàãðóçêå; UÑÈ — íàïðÿæåíèå ñòîê—èñòîê ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà; Uñäâ 0 — íàïðÿæåíèå ñäâèãà íóëÿ äèôôåðåíöèàëüíîãî êàñêàäà èëè îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ; uo.c — íàïðÿæåíèå îáðàòíîé ñâÿçè; u— íàïðÿæåíèå ñèãíàëà â ñóììèðóþùåé òî÷êå; Z( j), Z — êîìïëåêñíîå ñîïðîòèâëåíèå; ZÍ — êîìïëåêñíîå ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè; Zâõ — êîìïëåêñíîå âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå â ñóììèðóþùåé òî÷êå; — êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è öåïè îáðàòíîé ñâÿçè; — êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è âõîäíîé öåïè â ñõåìå ñ îáðàòíîé ñâÿçüþ; — çíàê ìàëîãî ïðèðàùåíèÿ; — äåêðåìåíò çàòóõàíèÿ; äîï — äîïóñòèìàÿ òåìïåðàòóðà ïåðåõîäîâ (òèïè÷íîå çíà÷åíèå äëÿ êðåìíèÿ 150 Ñ); îêð — òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåé ñðåäû; — âðåìÿ æèçíè íîñèòåëåé â áàçå áèïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà; — óãîë ôàçîâîãî ñäâèãà; — òåìïåðàòóðíûé ïîòåíöèàë; ê — êîíòàêòíàÿ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ; () — ôàçî÷àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà; — êðóãîâàÿ ÷àñòîòà. Îñíîâíûå àááðåâèàòóðû è îáîçíà÷åíèÿ 7
Åäèíèöû èçìåðåíèÿ è èõ îáîçíà÷åíèÿ â òåêñòå è íà ðèñóíêàõ Âåëè÷èíà Íàçâàíèå Ðàçìåðíîñòü Îáîçíà÷åíèÿ Âðåìÿ Ñåêóíäà Ìèëëèñåêóíäà Ìèêðîñåêóíäà Íàíîñåêóíäà ñ 103 ñ 106 ñ 109 ñ ñ ìñ ìêñ íñ ×àñòîòà Ãåðö Êèëîãåðö Ìåãàãåðö Ãèãàãåðö 1/ñ 103 Ãö 106 Ãö 109 Ãö Ãö êÃö ÌÃö ÃÃö Êîëè÷åñòâî ýëåê- òðè÷åñòâà (çàðÿä) Êóëîí Ïèêîêóëîí À ñ 1012 Êë Êë ïÊë Ðàçíîñòü ïîòåí- öèàëîâ, íàïðÿæå- íèå, ÝÄÑ Âîëüò Ìèëëèâîëüò Ìèêðîâîëüò À Îì 103  106   ì ìê Ñèëà òîêà Àìïåð Ìèëëèàìïåð Ìèêðîàìïåð Íàíîàìïåð Êë/ñ Â/Îì 103 À 106 À 109 À À ìÀ ìêÀ íÀ Ñîïðîòèâëåíèå Îì Êèëîîì Ìåãàîì Ãèãàîì Òåðàîì Â/À ñ/Ô Ãí/ñ 103 Îì 106 Îì 109 Îì 1012 Îì Îì èëè íå ïèøåòñÿ êÎì èëè ê ÌÎì èëè Ì ÃÎì èëè à ÒÎì Åìêîñòü Ôàðàäà Ìèêðîôàðàäà Íàíîôàðàäà Ïèêîôàðàäà ñ/Îì Êë/ 106 Ô 109 Ô 1012 Ô Ô ìêÔ èëè íå ïèøåòñÿ í èëè íÔ ï èëè ïÔ Èíäóêòèâíîñòü Ãåíðè Ìèëëèãåíðè Ìèêðîãåíðè Îì ñ 103 Ãí 106 Ãí Ãí ìÃí ìêÃí
Ãëàâà I ÝËÅÌÅÍÒÛ ÑÕÅÌ È ÈÕ ÌÎÄÅËÈ Ðåàëüíûé ìèð î÷åíü ñëîæåí, è ìû âû- íóæäåíû äåëàòü óïðîùàþùèå äîïó- ùåíèÿ. Î íèõ íèêîãäà íåëüçÿ çàáûâàòü è äóìàòü, ÷òî íàøà ìîäåëü öåëèêîì îòðàæàåò ðåàëüíîñòü. Ðîáåðò Øåííîí. «Ìîäåëèðîâàíèå ñèñòåì — èñêóññòâî è íàóêà» Ïðîñòîòà õóæå âîðîâñòâà. Ïîñëîâèöà 1.1. Ýêâèâàëåíòíûå ãåíåðàòîðû è ïðîñòåéøèå öåïè ×òîáû â ýëåêòðè÷åñêîé öåïè ïðîòåêàë òîê, îíà äîëæíà îáðàçîâû- âàòü çàìêíóòûé êîíòóð. Ñèëà òîêà, òî åñòü çàðÿä, ïðîõîäÿùèé ÷åðåç ëþáîå ñå÷åíèå êîíòóðà â åäèíèöó âðåìåíè, îïðåäåëÿåòñÿ çàêîíîì Îìà: I Ux.x / (RÍ RÃ), ãäå I — ñèëà òîêà â àìïåðàõ, À, Ux.x — íàïðÿæåíèå õîëîñòîãî õîäà èñòî÷íèêà òîêà, ðàâíîå åãî ýëåêòðîäâèæóùåé ñèëå (ÝÄÑ) â âîëüòàõ, Â, RÍ è Rà — àêòèâíûå ñîïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè è èñòî÷íèêà â îìàõ, Îì. Åñëè èçìåðèòü íàïðÿæåíèå íåíàãðóæåííîãî èñòî÷íèêà, òî îíî ðàâíî åãî ýëåêòðîäâèæóùåé ñèëå. Íî ýòèì ñïîñîáîì íåëüçÿ òî÷íî îïðåäåëèòü ÝÄÑ, òàê êàê ñàì âîëüòìåòð îòáèðàåò òîê îò èñòî÷íèêà ýíåðãèè, è ïðè èçìåðåíèè òîê öåïè íå ðàâåí íóëþ. ×òîáû òî÷íî îïðåäåëèòü ÝÄÑ è RÃ, íåîáõîäèìî ó÷åñòü âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå âîëüòìåòðà. Ïîäêëþ÷èâ ê èñòî÷íèêó èçâåñòíîå ñîïðîòèâëåíèå íà- ãðóçêè (ðèñ. 1.1, à), îáíàðóæèì, ÷òî ïðèáîð ïîêàæåò íàïðÿæåíèå UH IRH < Ux.x, ãäå UH è RH èçâåñòíû, ïîýòîìó ìîæíî ïîäñ÷èòàòü I. Ïðè ïîÿâëåíèè òîêà I «âíóòðè» èñòî÷íèêà ïðîèñõîäèò ïàäåíèå íà- ïðÿæåíèÿ íà âíóòðåííåì ñîïðîòèâëåíèè RÃ. Òàêèì îáðàçîì, èñòî÷- íèê ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè ìîæíî ïðåäñòàâèòü êàê ãåíåðàòîð íà- ïðÿæåíèÿ Ux.x, ñîåäèíåííûé ïîñëåäîâàòåëüíî ñ åãî âíóòðåííèì ñî- ïðîòèâëåíèåì RÃ.
Ñàì ãåíåðàòîð íàïðÿæåíèÿ íå èìååò âíóòðåííåãî ñîïðîòèâëå- íèÿ, îíî ðàâíî íóëþ. Ïîýòîìó òîêè, ïîðîæäàåìûå âíåøíèìè èñ- òî÷íèêàìè, ÷åðåç ãåíåðàòîð íàïðÿæåíèÿ çàìûêàþòñÿ íàêîðîòêî. Ïðè êîðîòêîì çàìûêàíèè òîê ãåíåðàòîðà íàïðÿæåíèÿ òåîðåòè÷åñêè áåñêîíå÷åí. Ãåíåðàòîðîâ íàïðÿæåíèÿ â ïðèðîäå íå áûâàåò, — êàæ- äûé èñòî÷íèê ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà îáëàäàåò êîíå÷íûì âíóòðåííèì ñîïðîòèâëåíèåì. Ãåíåðàòîð íàïðÿæåíèÿ — ýòî ìîäåëü èñòî÷íèêà, ñïðàâåäëèâîñòü êîòîðîé ñâÿçàíà ñ îáÿçàòåëüíûì âûïîëíåíèåì íåðà- âåíñòâà Rà << RH. Î÷åâèäíî, ÷òî ñõåìû — èñòî÷íèêè ñ ìàëûìè RÃ, áëèçêèå ïî ñâîéñòâàì ê ãåíåðàòîðàì íàïðÿæåíèÿ, íå ñëåäóåò âêëþ- ÷àòü ìåæäó ñîáîé ïàðàëëåëüíî âî èçáåæàíèå âîçíèêíîâåíèÿ áîëü- øèõ òîêîâ. Íåðåäêî â ýëåêòðîííûõ ñõåìàõ áëèæå ê èñòèíå îêàçûâàåòñÿ ìî- äåëü èñòî÷íèêà ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè èëè ñèãíàëà, ñîîòâåòñòâóþ- ùàÿ íå íåèçìåííîìó íàïðÿæåíèþ íà íàãðóçêå RÍ, à òîêó â íåé, ìàëî çàâèñÿùåìó îò ñîïðîòèâëåíèÿ RÍ. Èç çàêîíà Îìà âèäíî, ÷òî ýòî âû- ïîëíÿåòñÿ, åñëè Rà >> RÍ. Òàê êàê äëÿ ëþáîãî èñòî÷íèêà ÝÄÑ äåéñò- âóåò ïðàâèëî Ux.x Iê.çRÃ, èñòî÷íèê ìîæíî ïðåäñòàâèòü ãåíåðàòîðîì òîêà êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ Iê.ç, íå çàâèñÿùèì îò ñîïðîòèâëåíèÿ íà- ãðóçêè RÍ, òî åñòü èñòî÷íèêîì ñ áåñêîíå÷íî áîëüøèì âíóòðåííèì ñîïðîòèâëåíèåì. Âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå Rà ðåàëüíîãî èñòî÷íèêà â ýòîé ìîäåëè âêëþ÷åíî ïàðàëëåëüíî ãåíåðàòîðó òîêà Iê.ç (ðèñ. 1.1, á). Òàê êàê UH IRÃ, à Iê.ç èñòî÷íèêà — ãåíåðàòîðà òîêà íå çàâèñèò îò íà- ãðóçêè (òîê âñåãäà ðàâåí òîêó êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ I Iê.ç, â òîì ÷èñ- ëå ïðè RÍ 0), òî ïðè ðàçìûêàíèè öåïè íàãðóçêè RÍ è UH — íà âûõîäå èñòî÷íèêà òîêà äîëæíî îêàçàòüñÿ áåñêîíå÷íî áîëüøîå íà- ïðÿæåíèå, ÷òî íåâîçìîæíî. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî ãåíåðàòîðû òîêà ìîæíî âêëþ÷àòü ïàðàëëåëüíî, íî íåëüçÿ — ïîñëåäîâàòåëüíî. Òàêèì îáðàçîì, åñëè ãåíåðàòîð íàïðÿæåíèÿ «íå òåðïèò» êîðîò- êèõ çàìûêàíèé âûõîäà (òîê êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ Iê.ç ), òî ãåíå- ðàòîð òîêà, íàîáîðîò, «íå òåðïèò» õîëîñòîãî õîäà (íàïðÿæåíèå õîëî- ñòîãî õîäà Uõ.õ ). Ýòî ïðàâèëî ïîñòðîåíèÿ ìîäåëåé ýëåêòðè÷å- 10 Ãëàâà 1. Ýëåìåíòû ñõåì è èõ ìîäåëè Ðèñ. 1.1. Ïðåäñòàâëåíèå èñòî÷íèêà ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà â âèäå ãåíåðàòîðà íàïðÿ- æåíèÿ õîëîñòîãî õîäà Uõ.õ ñ ïîñëåäîâàòåëüíûì âíóòðåííèì ñîïðîòèâëåíèåì Rà (à) è â âèäå ãåíåðàòîðà òîêà êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ Iê.ç ñ ïàðàëëåëüíûì âíóòðåí- íèì ñîïðîòèâëåíèåì Rà (á)
Доступ онлайн
В корзину