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