ФЭА / АИТ / Примесная электропроводность. Акцепторные примеси. Донорные примеси. 2) Не инвертирующий ОУ с ОС
(автор - student, добавлено - 28-01-2013, 12:28)
1)Примесная электропроводность. Акцепторные примеси. Донорные примеси.
2) Не инвертирующий ОУ с ОС Вопрос 1!Если в полупроводнике имеются примеси других веществ, то дополнительно к собственной электропроводности появляется еще примесная электропроводность, которая в зависимости от рода примеси может быть электронной или дырочной. Например, германий, будучи четырехвалентным, обладает примесной электронной электропроводностью, если к нему добавлены пятивалентные сурьма и мышьяк. Их атомы взаимодействуют с атомами германия только четырьмя своими электронами, а пятый электрон отдают в зону проводимости. В результате получается некоторое количество дополнительных электронов проводимости. Примеси, у которых атомы отдают электроны, называют донорами. Атомы доноров, теряя электроны, сами заряжаются положительно.Полупроводники с преобладанием электронной электропроводности называют электронными полупроводниками или полупроводниками п-типа. Вещества, отбирающие электроны и создающие примесную дырочную электропроводность, называют акцепторами. Атомы акцепторов, захватывая электроны, сами заряжаются отрицательно. Полупроводники с преобладанием дырочной электропроводности называют дырочными полупроводниками или полупроводниками р-типа. В полупроводниковых приборах используются главным образом полупроводники, содержащие донорные или акцепторные примеси и называемые примесными. При обычных рабочих температурах в таких полупроводниках все атомы примеси участвуют в создании примесной электропроводности, т. е. каждый атом примеси либо отдает, либо захватывает один электрон. Чтобы примесная электропроводность преобладала над собственной, концентрация атомов донорной примеси или акцепторной примеси должна превышать концентрацию собственных носителей заряда. Носители заряда, концентрация которых в данном полупроводнике преобладает, называются основными. Ими являются электроны в полупроводнике п-типа и дырки в полупроводнике р-типа. Неосновными называют носители заряда, концентрация которых меньше, чем концентрация основных носителей. Концентрация неосновных носителей в примесном полупроводнике уменьшается во столько раз, во сколько увеличивается концентрация основных носителей. Если в германии было определенное число электронов, а после добавления донорной примеси концентрация электронов возросла в 1000 раз, то концентрация неосновных носителей(дырок)уменьшится в 1000 раз, т. е. будет в миллион раз меньше концентрации основных носителей. Это объясняется тем, что при увеличении в 1000 раз концентрации электронов проводимости, полученных от донорных атомов, нижние энергетические уровни зоны проводимости оказываются занятыми и переход электронов из валентной зоны возможен только на более высокие уровни зоны проводимости. Но для такого перехода электроны должны иметь большую энергию и поэтому значительно меньшее число электронов может его осуществить. Соответственно значительно уменьшается число дырок проводимости в валентной зоне. Таким образом, ничтожно малое количество примеси существенно изменяет характер электропроводности и величину проводимости полупроводника. Получение полупроводников с таким малым и строго дозированным содержанием нужной примеси является весьма сложным процессом. При этом исходный полупроводник, к которому добавляется примесь, должен быть очень чистым. Вопрос 2! Неинвертирующий усилитель на ОУ Неинвертирующий усилитель изображен на (рис. 1.11). Рис. 1.11  Данная схема позволяет использовать в качестве неинвертирующего усилителя ОУ, схема обладает высоким полным входным сопротивлением, причем коэффициент усиления всей схемы по напряжению может быть жестко задан с помощью сопротивлений R1 и Rос.В данной схеме входной сигнал подается на неинвертирующий вход ОУ. Усилитель содержит последовательную отрицательную обратную связь по напряжению, создаваемую на резисторе Rос и поданную на инвертирующий вход. Полное входное сопротивление всей схемы оказывается высоким, так как единственным путем для тока между входом и землей является высокое полное входное сопротивление ОУ. Сопротивления R1 и Rос образуют делитель напряжения с очень малой нагрузкой, так как ток, необходимый для управления усилителем, очень мал ( Iсм>> 0 ). Поэтому через R1 и Rос течет одинаковый ток и напряжение, приложенное к инвертирующему входу, равно: Uвх.инв = UвыхR1/R1+Rос Так как IR1 = IRос , Rвх , имеем IR1 = UR1/R1 , IRос = URос/Rос , Uвх.инв = Uвх + Uq, поэтому IR1 = (Uвх + Uq)/R1 , IRx = (Uвых - (Uвх + Uq)) / Rос Следовательно: (Uвх + Uq) / R1 = (Uвых - (Uвх + Uq)) / Rос Так как Uвых = KUq и Uq = Uвых / K, то если K , Uq>>0, можно написать Uвх / R1 = (Uвых - Uвх) / Rос Найдем отсюда коэффициент усиления схемы Uвых / Uвх , который называют коэффициентом усиления с замкнутой ОС (Kос), или коэффициентом усиления замкнутого усилителя, т.е. UвхRос = R1Uвых - R1Uвх Uвх(Rос + R1) = R1Uвых (Rос + R1) / R1 = Uвых / Uвх = Кос Кос = Rос / R1 +1 , когда К>>Кос. Сопротивления R1 + Rос следует выбирать так, чтобы общий ток нагрузки с учетом этого сопротивления не превышал максимального выходного тока усиления. Похожие статьи:
|
|