ISMERTESSE A SZINUSZOS JEL ELŐÁLLÍTÁSÁNAK MÓDJÁT ÉS AZ OSZCILLÁCIÓ FELTÉTELEIT! RAJZOLJON FEL R-C ÉS L-C OSZCILLÁTOR KAPCSOLÁSOKAT, ELEMEZZE MŰKÖDÉSÜK

Oszcillátorok működési elve és felépítése:
Az oszcillátorok vagy rezgéskeltők olyan elektronikus áramkörök, amelyek egyenáramú energiát felhasználva csillapítatlan periodikus elektromos feszültséget vagy áramot állítanak elő. Az előállított periodikus jel alakja lehet: nem szinuszos, összetett, nagy felharmonikus tartalmú jel; szinuszos időbeli lefolyású.
A szinuszos elektromos rezgéseket előállító áramköröket harmonikus, vagy szinuszos oszcillátoroknak nevezzük. Bármilyen oszcillátornál szükség van egy frekvencia-meghatározó elemre, amely megszabja az előállított rezgés frekvenciáját és a frekvencia időbeli stabilitását. Ha egy feltöltött kondenzátor energiája egy induktivitáson keresztül kisül, csillapított elekt-romos rezgések keletkeznek, amelyek frekvenciája:.
A rezgőkör energiatartalma a veszteségek következtében folyamatosan csökken. A rez-gések fenntartása csak úgy lehetséges, ha a rezgőkör egy aktív elem áramkörébe kerül, amely képes a veszteségek kompenzálására: negatív ellenállású karakterisztika-szakasszal rendelke-ző elem alkalmazásával; pozitív visszacsatolással ellátott erősítő felhasználásával.
Oszcillátorok működési elve és felépítése:
Pozitív visszacsatolás esetén egy erősítő eredő erősítése növekszik a visszacsatolás-mentes állapothoz képest:, ahol az Au az eredeti erősítő erősítése és Auv a visszacsatolt rend-szer erősítése. Ha a hurokerősítés értéke megközelíti az egyet (, az erősítés nagysága az előbbi összefüggés szerint végtelen nagy értékűvé válik. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a vissza-csatolt erősítő a érték elérésekor bemeneti jel nélkül is szolgáltat kimeneti jelet.
LC oszcillátorok:
Az LC oszcillátorok frekvencia-meghatározó eleme egy LC-kör; a rezgőkör csillapítá-sának kompenzálását egy erősítő biztosítja. Az LC oszcillátorokat főleg magas frekvenciás tartományokban alkalmazzák, mivel alacsony frekvencián a szükséges kapacitások és induk-tivitások nagyon nagyok. A nagy jósági tényezőjű rezgőkörök a nagyfrekvenciás technikában könnyen megvalósíthatók. Ebben az esetben a rezgőkör feszültsége igen szélsőséges működé-si feltételek mellett is szinuszos.
Meissner-oszcillátor: jellegzetessége, hogy transzformátoros visszacsatolással működik, és a frekvencia-meghatározó elem a primer tekercsel párhuzamosan kapcsolt kondenzátorral kialakított rezgőkör. A rezgőkört alkotó L tekercs és C kondenzátor képviseli a váltakozó áramú munkaellenállást. A maximális kimeneti feszültség, a tranzisztor kollektorán rezonan-ciafrekvencián lép fel:.
A pozitív visszacsatolás megvalósítására a kimeneti feszültség egy bizonyos részét az L2 tekercsel lecsatolják, és az RV, CV soros tagon keresztül visszavezetik a tranzisztor bázisára. A visszacsatolási tényezőt a visszacsatoló tekercs (L2) és a rezgőköri tekercs (L) menetszámará-nyával, a csatolás nagyságával és az RV ellenállás változtatásával állíthatjuk be.
Hartley-oszcillátor: a közös emitteres kapcsolásban működő, bipoláris tranzisztorból épül fel. Az oszcillátor különlegessége, hogy a rezgőkörhöz a tekercs három ponton kapcso-lódik. A rezgőkör induktivitását megosztva alakítunk ki harmadik csatlakozási pontot. Az L és C elemekből álló rezgőkör határozza meg a rezonanciafrekvenciát és az oszcillátor kimene-ti feszültségének a frekvenciáját.
Colpitts-oszcillátor: a pozitív visszacsatolás nagyságát kapacitív feszültségosztó hatá-rozza meg. A visszacsatolás annál nagyobb, minél nagyobb Cb, Ca-hoz viszonyítva. A hango-lókapacitás értéke:.
RC oszcillátorok:
Kisfrekvenciás tartományban olyan oszcillátorokat alkalmaznak, amelyekben RC háló-zatok határozzák meg a rezgési frekvenciát, kiküszöbölve a nagy értékű és mértékű induktivi-tásokat. Előnyük az LC oszcillátorokhoz viszonyítva, hogy sokkal szélesebb frekvenciatarto-mányt képesek lefedni egy adott Cmax/Cmin arány esetén.
Fázistolós RC oszcillátor: a berezgés fázisfeltételét, vagyis a 180°-os fáziseltolást há-rom RC tag hozza létre egy bizonyos frekvencián. Ahhoz, hogy a berezgés bekövetkezzen, a csillapítást erősítéssel kell ellensúlyozni, méghozzá akkora erősítéssel, mint amekkora a csil-lapítás. Az oszcilláció frekvenciája olyan értékű lesz, amelynél az RC tagokból álló lánc pon-tosan 180°-os fázist fordít.
A berezgési frekvencia értéke három, azonos elemekből álló (), fázistoló láncnál:.
Mindkét kapcsolás a kapu ill. a bázis-karakterisztika görbültségét használja fela kimene-ti jelszint szabályozására.
Bipoláris tranzisztorral Térvezérlésű tranzisztorral
Wien-hidas RC oszcillátor: a híd kimeneti feszültsége rezonanciafrekvencián nulla. Eb-ben az esetben a Wien-híd nem használható visszacsatoló hálózatként, mivel az erősítő beme-netére nem jut feszültség. Az oszcillátoroknál ezért a Wien-hidat kismértékben kiegyenlítet-lenné teszik és az R3, R4 frekvenciafüggetlen osztó megválasztásával az erősítő bemenetére jutó jel szabályozható. Ha a frekvenciafüggetlen osztó osztásarányát a kimeneti jelszinttől függővé tesszük, hatékony szintszabályozás valósítható meg.
A pozitív visszacsatolást a Wien-híd R1C1, R2C2 elemeivel valósítják meg, amelyek a rezgési frekvenciát is meghatározzák. A negatív visszacsatoló hálózat feladata a rezgési amp-litúdó határolása és stabilizálása. Az itt található R4 változtatható ellenállástól függ a létreho-zott rezgések amplitúdójának nagysága. Ha R1=R2=R és C1=C2=C, a kapcsolás rezgési frek-venciája a következő összefüggéssel határozható meg:. A berezgési feltétel akkor teljesül, amikor:. Az oszcillátor rezgési frekvenciáját folyamatosan tudjuk változtatni egy kettős po-tenciométer alkalmazásával, vagy a fokozatokban a C1 és C2 kapacitások értékének átkapcso-lásával.

ISMERTESSE AZ EGYENFESZÜLTSÉG ERŐSÍTÉSÉNEK PROBLÉMÁIN KERESZTÜL AZ INTEGRÁLT MŰVELETI ERŐSÍTŐK FELÉPÍTÉSÉT ÉS JELLEMZŐ RÉSZÁRAMKÖREIT! RAJZOLJA FEL A

Felépítés:

A bemeneti fokozatban egy differenciálerősítő helyezkedik el. Feladata az eredő áram- és feszültségdrift kis szinten tartása a bemeneten. Két szimmetrikus erősítőfokozatból épülnek fel. A következő fokozatban fázisösszegzőt helyeznek el, ami a differenciálerősítő szimmetri-kus kimeneti jelét aszimmetrikussá alakítja át. Ezt az aszimmetrikus jelet szintillesztés után egy újabb feszültségerősítő fokozat erősíti megfelelő szintre. A kimeneten elhelyezkedő vég-erősítő fokozat egy újabb szinteltoló fokozaton kapja a vezérlőjelet. Az újabb integrált műve-leti erősítők kimenetét a túlterhelés ellen áramkorlátozó elektronika védi.
A „-” jellel jelölt bemenetet invertáló vagy fázisfordító bemenetnek nevezik, mivel erre a bemenetre kapcsolt feszültség a kimeneten fordított polaritással, illetve 180°-os fázistolás-sal jelenik meg. Az erősítő az invertáló bemenetére kapcsolt feszültséget felerősíti és invertálja.
A „+” jellel jelölt bemenetet neminvertáló vagy fázist nem fordító bemenetnek neve-zik, mivel a rákapcsolt feszültség azonos polaritással, illetve azonos fázishelyzetben jelenik meg a kimeneten. Az erősítő neminvertáló bementére kapcsolt feszültséget felerősíti, de nem invertálja.
Működés szempontjából a műveleti erősítő a vonatkoztatási ponthoz képest szimmetri-kus tápfeszültséget igényel. Ha a műveleti erősítő két bemenetére különböző feszültséget kapcsolunk, akkor a kimeneten a két feszültség felerősített különbsége jelenik meg.
Ideális műveleti erősítő
Nem invertáló alapkapcsolás:
A bemeneti jel ebben az esetben a nem invertáló bemenetre van kapcsolva, és fá-zisfordítás nélkül felerősítve jelenik meg a kimeneten. A műveleti erősítő negatív vissza-csatolással van ellátva, amelyet az R1, R2 ellenállásokból álló osztó alkot.
Az erősítés pozitív előjele azt mutatja, hogy az áramkör a felerősített jel fázisát nem for-dítja meg. Mivel értékét csak a visszacsatoló hálózatban lévő ellenállások határozzák meg.
Egy különleges nem invertáló erősítő kapcsolás a feszültségkövető. Ez egy olyan nem invertáló erősítő, amelyben R2=0 és R1=∞. Ennek megfelelően Auv=1, vagyis a kimeneti jel reprodukálja a bemeneti jelet. Előnye ennek a kapcsolásnak, hogy a bemeneti jelet magas im-pedancián fogadja, és alacsony impedancián áll rendelkezésre a kimeneten.
Invertáló alapkapcsolás:
A bemeneti jelet az invertáló bemenetre kapcsoljuk és a kimeneten egy olyan fel-erősített kimeneti feszültség jelenik meg, amelynek fázishelyzete ellentétes a bemeneti feszültség fázisával.
Feszültségerősítés: ezekből az egyenletekből következik:
Bemeneti ellenállás:
Kimeneti ellenállás:
Alkalmazások: I-tag, D-tag, felüláteresztő szűrő, aluláteresztő szűrő

ISMERTESSE A TELJESÍTMÉNYERŐSÍTŐKÉNT HASZNÁLT TRANZISZTOROK KIVEZÉRLÉSÉNEK KORLÁTAIT, AZ ERŐSÍTŐOSZTÁLYOKAT ÉS AZOK JELLEMZŐIT! RAJZOLJON FEL TELJESÍT

Tranzisztor vezérlése sztatikus üzemmódban:
A munkapont beállításához meghatározott egyenfeszültséget kell vezetni a tranzisztor kimeneti és bemeneti kapcsaira. A kapcsokkal sorba kapcsolt ellenállások szablyák meg a bemeneti és kimeneti körben folyó egyenáram nagyságát. Ha el akarjuk kerülni a nagy ampli-túdójú váltakozó áramú jelek torzulását, a munkapontot a jelleggörbe egyenes szakaszának közepére kell helyezni. Ilyenkor képes a tranzisztor a legnagyobb bemenőjelet lineárisan fel-dolgozni. Ez a beállítás biztosítja a legnagyobb kimenőjelet, tehát a legnagyobb kivezérelhe-tőséget is.
Elvi kapcsolás Jelleggörbék
Annak függvényében, hogy a tranzisztor munkapontja vezérlés nélküli állapotban a ka-rakterisztika melyik szakaszán helyezkedik el, a következő beállításokat különböztetjük meg:
- A osztályú beállítás: a munkapont a karakterisztika lineáris szakaszán van el-helyezve (MA) és vezérlés alatt a lineáris szakaszon mozog. A tranzisztor mű-ködése lineárisnak tekinthető.
- B osztályú beállítás: a munkapont (MB) a jelleggörbe zárási pontjában van. A tranzisztor működése csak az egyik félperiódusban tekinthető lineárisnak.
- AB osztályú beállítás: a munkapont (MAB) az A- és B osztályú beállításnak megfelel két munkapont között helyezkedik el. A tranzisztoron a fél periódus-időnél hosszabb ideig folyik áram vezérlés esetén.
- C osztályú beállítás: a munkapont (MC) a jelleggörbe zárási szakaszán helyez-kedik el. A tranzisztoron a fél periódusidőnél rövidebb ideig folyik áram vezér-lés esetén.
A tranzisztor munkapont-beállítása
Teljesítmény-tranzisztor kivezérlésének korlátai:
Teljes kivezérlésnek nevezzük a tranzisztor telítődéséig és lezárásáig történő vezérlését. A munkapont és a kivezérlés megválasztásának korlátai:
- Legnagyobb veszteségi teljesítmény (PDmax vagy Ptot) hiperbolája (kollek-tor disszipációs hiperbola). Ez a környezeti hőmérséklettől és a hőelveze-téstől függ.
- Legnagyobb kollektor-feszültség (UCEmax), amelyen túl már a letörés kö-vetkezik
- Legnagyobb kollektoráram (ICmax), amely fölött megnő a torzítás
- Telítési tartomány, amely kisebb feszültségeken a kivezérelhetőséget kor-látozza
- Lezárási tartomány, amely kis áramerősségek esetén határt szab a kivezér-lésnek
A-osztályú teljesítményerősítő:
Az alacsony hatásfok miatt viszonylag kis jelteljesítmény előállítására alkalmazzák. Na-gyon kis torzítása miatt, nagyobb teljesítményű fokozatok vezérlésére használják.
Ellenütemű teljesítményerősítő:
Két teljesítménytranzisztort két egyenlő nagyságú de fázisban 180°-kal eltérő feszültség vezérli. Ebben az esetben hol az egyik, hol a másik tranzisztor vezet, miközben a másik lezárt állapotban van. A vezérlésnek ellenütemben kell bekövetkeznie, így a terhelésen egy-egy tranzisztor váltakozó áramának a kétszerese jelenik meg. Az ilyen teljesítményfokozatok csak alacsony minőségi követelményeket képesek kielégíteni a transzformátoros csatolások miatt. Olyan helyeken alkalmazzák, ahol a rendelkezésre álló tápfeszültség túl kicsi (zsebrádiók).
Komplementer teljesítményerősítő:
A megvalósításnál alkalmazott két tranzisztor ellentétes réteg-elrendezésű. Ebben az esetben nincs szükség a bemeneti fázisfordító transzformátorra, mivel a vezérlőjel pozitív félperiódusa az NPN, negatív félperiódusa a PNP tranzisztort nyitja ki és vezérli.
Működés:
- Ha nincs vezérlőjel, mindkét tranzisztor lezár, ezért az áramkör nem vesz fel egyenáramú teljesítményt
- A vezérlőjel pozitív félperiódusában T1 nyit (T2 lezár), a terhelésen a vezérlőjel nagyságától függő I1 áram folyik
- A vezérlőjel negatív félperiódusában T2 nyit (T1 lezár), a terhelésen a vezérlőjel nagyságától függő I2 áram folyik
A teljesítménytranzisztorok munkapontját a D1 és D2 nyitóirányban polarizált diódák ál-lítják be. A diódák kis értékű differenciális ellenállása váltakozó áramú szempontból gyakor-latilag rövidre zárja a két tranzisztor bázisát. Az áramkör stabilitását az R5 ellenállással meg-valósított negatív visszacsatolás is növeli, ami hatékonyan csökkenti a fellépő torzításokat.

ISMERTESSE A BIPOLÁRIS ÉS TÉRVEZÉRLÉSŰ TRANZISZTOROKBÓL FELÉPÍTETT DIFFERENCIÁLERŐSÍTŐ KAPCSOLÁSI MEGOLDÁSAIT, A MUNKAPONT-BEÁLLÍTÁS MÓDJÁT ÉS A KISJE

Differenciál erősítő:
A műveleti erősítők bemeneti fokozati az eredő áram- és feszültségdrift lehetőleg kis szinten tartására a bemeneten differenciál fokozatokat alkalmaznak. A differenciálerősítők két szimmetrikus erősítőfokozatból épülnek fel.
Bipoláris tranzisztorral Térvezérlésű tranzisztorral
A tranzisztorok bázisa (FET-nél a kapuelektródái) képezi a földhöz képest a szimmetri-kus bemeneti pontokat. A szimmetrikus kimeneti feszültség (Ukis) a két kollektor (FET-nél a két drain-elektróda) között jelenik meg. A differenciálerősítő ideálisnak tekinthető, ha a két tranzisztor paraméterei és a megfelelő ellenállások tökéletesen egyformák, tehát felépítésé-ben és tulajdonságaiban szimmetrikus a kapcsolás.
A valóságos differenciálerősítők esetén is a szimmetrikus felépítésre törekszünk, de a tökéletes szimmetria csak megközelítő. Azonos bemeneti feszültség beállítása nem eredmé-nyez azonos kollektoráramot. A nemkívánatos aszimmetria miatt nulla bemeneti jelnél is Ukis≠0. Ennek a kompenzálása ellentétes aszimmetria létesítésével lehetséges, amelyet nullá-zásnak, vagy ofszetkiegyenlítésnek nevezünk.
Differenciálerősítő nullázási lehetőségei
Differenciális vezérlés:
A két bázist, illetve vezérlőelektródákat a földhöz képest különböző jelek vezérli. Töké-letes szimmetriát feltételezve, a két tranzisztor áramainak változása is azonos nagyságú és fázisú, azonosan változik tehát a két kollektor potenciálja is. Ezért szimmetrikus kimeneti jel nincs:.
Differenciálerősítő vezérlése
Feltételezzük, hogy a differenciálerősítőt az Ube1 és Ube2 feszültségek vezérlik. A két bemeneti feszültséget mindig felbonthatjuk egy Ubek közös módusú és egy Ubes szimmetrikus (differenciális) feszültség-összetevőre:,. Ebből a szimmetrikus és a közös módusú bemeneti feszültség:,.
A bemenetekre kapcsolt vezérlő jelek hatására a kimeneteken keletkező feszültségek is két összetevőkre bonthatók. A tranzisztorok úgy működnek, mintha terheletlen emitter-kapcsolású fokozatok lennének, amelyek erősítése:, megegyezik a szimmetrikus (differenciá-lis) erősítéssel.
Közös módusú vezérlés:
A differenciálerősítő két párhuzamosan kapcsolt, emitter-kapcsolású fokozatnak te-kinthető. A kimeneten fellépő feszültségváltozás mindkét kollektoron azonos fázisú:.
A közös módusú feszültségerősítés:.
A közös módusú feszültségerősítés ideális esetben 0. A valóságos differenciálerősítők esetén a kimeneti közös módusú feszültség nem marad tökéletesen állandó, hanem a bemeneti jel hatására változik. Ugyanakkor a közös módusú erősítés sem nulla. A valóságos differenci-álerősítők minőségét a differenciális és közös módusú feszültségerősítések hányadosa fejezi ki, amelyet közös módusú feszültség-elnyomási tényezőnek (KME) neveznek.

ÉRTELMEZZE A VISSZACSATOLÁS FOGALMÁT, FAJTÁIT! CSOPORTOSÍTSA A NEGATÍV VISSZACSATOLÁSOKAT ÉS ISMERTESSE AZ EGYES TÍPUSOK HATÁSÁT AZ ERŐSÍTŐK JELLEMZŐI

Visszacsatolás fogalma, fajtái:
A visszacsatolás lényege, hogy az erősítő kimeneti jelének egy részét visszavezetjük a bemenetére egy visszacsatoló négypólus segítségével. A bemeneti jel és a visszacsatolt jel fázishelyzetének függvényében megkülönböztetünk:
- Negatív visszacsatolást: a visszacsatolt jel fázisa ellentétes a bemeneti jel fázisával, a két jel egymás ellen hat
- Pozitív visszacsatolást: a kimeneti jelnek a bemenetre visszavezetett része fázisban van a bemeneti jellel, a két jel összeadódik. A nagyobb mértékű visszacsatolás begerjedést idéz elő, ezért erősítőkben nem alkalmazzák
Ha Uv és Ube azonos fázisúak, a hurokerősítés pozitív előjelű és pozitív visszacsatolásról beszélünk. Ha Uv és Ube ellentétes fázisúak, a hurokerősítés negatív előjelű és negatív vissza-csatolás jön létre.
A pozitív visszacsatolás jelerősítésre nem alkalmas, mivel kedvezőtlenül befolyásolja az erősítő jellemzőit. Jelentősége viszont annak tulajdonítható, hogy erős pozitív visszacsato-lás esetén a β*Au hurokerősítés megközelíti az 1-et, és a visszacsatolt erősítés végtelen nagy értékű lehet. Ez azt jelenti, hogy az erősítő begerjed és bemeneti jel nélkül is képes kimeneti jelet szolgáltatni. Ezen az elven működnek az oszcillátorok.
Negatív visszacsatolás:
Attól függően, hogy a visszacsatolt jel a kimeneti feszültséggel vagy a kimeneti áram-mal arányos, megkülönböztetünk feszültség- és áram-visszacsatolást. További felosztás sze-rint lehet soros és párhuzamos visszacsatolás.
A kimeneti feszültség kevésbé változik a negatív visszacsatolás következtében, ez csak úgy lehetséges, ha az erősítő kimeneti ellenállása csökken. A negatív feszültség-visszacsatolás az erősítő kimeneti ellenállását csökkenti.
Negatív áram-visszacsatolás estén, az erősítés csökken, tehát a kimeneti feszültség is csökken. Megállapítható, hogy a kimeneti feszültség nagyobb mértékben változik a negatív visszacsatolás következtében. Ez csak úgy lehetséges, ha az erősítő kimeneti ellenállása nő. A negatív áram-visszacsatolás az erősítő kimeneti ellenállását növeli.
A soros negatív visszacsatolás növeli az erősítő bemeneti ellenállását:. A párhuzamos negatív visszacsatolás csökkenti az erősítő bemeneti ellenállását:.
Az ideális erősítő bemeneti ellenállása végtelenül nagy, kimeneti ellenállása pedig vég-telenül kicsi. Ezért az erősítőknél a bemeneti ellenállás növelése és a kimeneti ellenállás csök-kentése a cél. Ennek megvalósítására az erősítő bemenetén soros-, kimenetén feszültség-visszacsatolást alkalmaznak.
Soros negatív áram-visszacsatolás:
Az áramerősítés független a visszacsatolástól, a feszültségerősítés viszont csökken. A bemeneti ellenállást és a kimeneti ellenállást egyaránt növeli a visszacsatolás.

Párhuzamos negatív feszültség-visszacsatolás:
Párhuzamos feszültség-visszacsatolás alkalmazásakor a feszültségerősítés független a visszacsatolástól, az áramerősítés pedig csökken. Ennek a visszacsatolásnak a hatására mind a bemeneti, mind a kimeneti ellenállás csökken.

Soros negatív feszültség-visszacsatolás:
Ha az ube bemeneti feszültség nő, nő az uki kimeneti feszültség, tehát az uv visszacsatoló feszültség is nő. A visszacsatoló feszültség növekedése a T1 tranzisztor vezérlőjelét csökkenti, tehát a bemeneti jel növekedése ellen hat.

Párhuzamos negatív áram-visszacsatolás:
A T1 tranzisztor nyugalmi bázisáramát feszültségosztós megoldással az R1, R2 ellenál-lások állítják be, felhasználva az RE2 és R’E2 soros eredőjén fellépő feszültségesést. Ezáltal egy egyenáramú negatív visszacsatolást is létesítünk, amit a munkapont stabilitásának a növelésére alkalmaznak (hőmérsékletváltozás esetén).

INDOKOLJA A TÖBBFOKOZATÚ ERŐSÍTŐK ALKALMAZÁSÁNAK SZÜKSÉGESSÉGÉT! ISMERTESSE AZ ERŐSÍTŐFOKOZATOK CSATOLÁSÁNAK MÓDJAIT ÉS HATÁSUKAT A MUNKAPONT BEÁLLÍTÁ

Többfokozatú erősítők:
A gyakorlati alkalmazások esetén szükséges igen nagy feszültségerősítést egyetlen erő-sítőfokozat általában nem képes teljesíteni. A nagy erősítés és az egyéb jellemzők biztosítása, csak több megfelelő típusú erősítőfokozat láncba kapcsolásával valósítható meg. A fokozatok egymás után kapcsolt négypólusoknak tekinthetők.
Közvetlen csatolás rövidzárral:
Az alsó határfrekvenciát (fa=0) és az erősítő stabilitását figyelembe véve a közvetlen csatolás a többfokozatú erősítők legkedvezőbb csatolási módja. Ez az egyetlen csatolási mód egyenfeszültségű jelek erősítésére. Ugyanakkor váltakozó feszültségű jelek erősítésére is al-kalmas. A közvetlen csatolt erősítőket DC-erősítőknek nevezzük.

Többfokozatú, közvetlen csatolású erősítő
A második erősítőfokozat munkapontját az első fokozat állítja be. Feltételezve, hogy a két tranzisztor azonos munkapontban dolgozik, ez csak úgy állítható be ha RE2>RE1 és RC2
Közvetlen csatolás feszültségosztós szinteltolóval:
A szinteltolók olyan négypólusok, amelyek az egyes fokozatok közé kapcsolva úgy hozzák létre a szükséges egyenfeszültség esést, hogy közben a felerősítendő jelet minimális értékben csillapítják.

Az egyenfeszültség megfelelő leosztását az R3, R4 ellenállásokból álló feszültségosztó biztosítja. A kapcsolás hátránya, hogy az erősítendő jelet is osztási arányának függvényében leosztja.
Közvetlen csatolás diódás szinteltolóval:
Kis egyenfeszültség-különbségek esetén alkalmazhatók eredményesen. A kapcsolás a dióda nyitóirányú tartományának lineáris szakaszát használja ki. Az R ellenállás a dióda munkapontját állítja be. Az egyenfeszültségű szinteltolás mértéke megegyezik a dióda nyitó-irányú feszültségével. Több diódát sorba kapcsolva 2-3V-ig hozható létre szinteltolás az átvi-teli jellemzők jelentősebb romlása nélkül.

A diódás szinteltoló előnye, hogy a T1 kollektor-feszültség változását csillapítás nélkül továbbítja a T2 tranzisztor bázisára, mivel a dióda kis értékű differenciális ellenállásán elha-nyagolható feszültségesés jön létre.
Közvetlen csatolás Zener-diódás szinteltolóval:
Nagyobb szinteltolás megvalósítására alkalmas. A Zener-dióda munkapontját az R el-lenállás, a letörési tartományban állítja be. Ebben az esetben a diódán a Zener-feszültséggel azonos feszültségesés jön létre. A Zener-dióda differenciális ellenállása nagyon kicsi, ezért a hasznos jelet csillapítás nélkül viszi át a T2 bázisára.

A kapcsolás hátránya, hogy a Zener-dióda működése a letörési jelenségek következté-ben nagy zajtényezővel rendelkezik, ezért nagy erősítésű fokozatoknál nem célszerű alkal-mazni.
Közvetlen csatolás tranzisztoros szinteltolóval:
A T2 PNP-tranzisztor a T1 kollektor-feszültségét ellentétes irányban tolja az RC2 és RE2 ellenállások értékeinek függvényében, így a T3 tranzisztor bázisának előfeszítése megfelelően alacsony szintű lesz.

A közvetlen csatolt erősítők legnagyobb problémája a munkapont eltolódás, vagy a drift. A munkapont eltolódása, vándorlása azért okoz gondot, mert az egyenfeszültség és a jel között nincs semmilyen különbség. A bemeneti áram kicsiny változása mindenképpen nagy változá-sokat idéz elő a kimeneti teljesítményben.
RC csatolás:
A Ccs2 csatoló kondenzátor reaktanciája az első fokozat kimeneti ellenállásával és a má-sodik fokozat bemeneti ellenállásával feszültségosztót képez. Ez a leggyakrabban alkalmazott csatolási mód váltakozó feszültségű jelek erősítésére. Az ilyen csatolású erősítőket AC-erősítőknek nevezzük.

Ahhoz, hogy a csatoló kondenzátor ne befolyásolja a hasznos jel átvitelét, reaktanciája sokkal kisebb kell legyen a második fokozat bemeneti ellenállásánál. A megengedhető szint-csökkenés 3dB. Ekkor a kondenzátor kapacitása:. Az első és második fokozat feszültségerősí-tése:
;
Az erősítő feszültségerősítése: Au=Au1*Au2.
Transzformátoros csatolás:
Feltételezzük, hogy a két transzformátor áttétele. A transzformátoros csatolást főleg magasfrekvenciás váltakozó feszültség erősítőkben használják. Alkalmazásának előnye, hogy illesztést valósít meg az erősítő fokozatok között. Nagy stabilitás érhető el vele és a transz-formátor tekercseiben nem nagy az egyenáramú veszteség.

MAGYARÁZZA EL KARAKTERISZTIKÁK ALAPJÁN A BIPOLÁRIS ÉS A TÉRVEZÉRLÉSŰ TRANZISZTOROK MŰKÖDÉSÉT KAPCSOLÓÜZEMBEN! RAJZOLJON FEL TIPIKUS INVERTER KAPCSOLÁS

Bipoláris tranzisztor kapcsolóüzemben:
Logikai áramkörben közös emitteres alapkapcsolásban, mint kétállapotú kapcsolóelem működik. A tranzisztor telített és lezárt állapota megfelel egy bekapcsolt, illetve kinyitott kapcsolónak. Az RC kollektor ellenállás munkaegyenese a tranzisztor kimeneti jelleggörbéiből kimetszi a telített, illetve a lezárt állapotnak megfelelő A és B munkapontokat. A telített tran-zisztor kollektorán egy kis UL maradék feszültség lép fel. Emiatt az alacsonyabb logikai fe-szültségszint értéke, UL sohasem lehet pontosan 0V, hanem annál egy kissé pozitívabb. A lezárt tranzisztoron keresztül mindig folyik a kollektor-emitter maradékáram. Ezért a na-gyobb feszültségszint értéke UH sohasem éri el az UT tápfeszültség értékét, hanem a mara-dékáram által az RC munka-ellenálláson létrehozott feszültségeséssel ennél kisebb.

Elvi és helyettesítő kapcsolás Kimeneti jelleggörbe-sereg
MOS térvezérlésű tranzisztor kapcsolóüzemben:
Az integrált logikai áramkörökben a MOS térvezérlésű tranzisztorokat alkalmazzák. A bipoláris tranzisztorhoz hasonlóan használható kétállapotú üzemmódban is. Ha az UGS kisebb mint az UT0 küszöbfeszültség, akkor a MOS tranzisztor lezárt állapotban van, a drain-feszültség az UT-tápfeszültséggel egyenlő. Abban az esetben, ha UGS egy adott mértékben na-gyobb UT0-nál, akkor a tranzisztor telítési tartományban vezet, és a drain-feszültsége majd-nem nulla.

Elvi kapcsolás N-csatornás MOS átviteli jelleggörbéi
Inverterek:
A negáció művelet legegyszerűbben egy kapcsoló üzemű emitter-kapcsolású tranzisztor-ral valósítjuk meg. A –Us segédfeszültség a tranzisztor stabil lezárását biztosítja.
Ha az A bemenet L szinten van a tranzisztor zárt állapotban van és kollektorán közel tápfeszültség (H szint) mérhető. Ha A bemenetre pozitív feszültség (H szint) kerül a tranzisz-tor vezetni fog. A vezető tranzisztor kollektor-emittere között L szint mérhető. Tehát teljesül a NEM kapcsolat. Az inverter kimeneti feszültsége függ a terhelő áram nagyságától, így a ki-meneti feszültség széles tartományban változhat. Ezért ezt a kapcsolást szabad szintű inverternek nevezik.
Az inverterek másik fajtája a megfogott szintű inverter. A kimeneti feszültség terhelés-től való függetlenségét egy DM jelű „megfogó” diódával küszöböljük ki, mely dióda a kimeneti feszültséget egy Uki=UM+0,6V szinten rögzíti. Ha a terhelőáram megnő, a dióda kinyit, így a kimenet feszültségét a terhelő áramtól függetlenül állandó értéken tartja.

ISMERTESSE AZ ELEKTRONIKUS KÉSZÜLÉKEK DOBOZAINAK KIALAKÍTÁSI MÓDOZATAIT! JELLEMEZZE A RACK RENDSZERT ÉS TÉRJEN KI ALKALMAZÁSÁNAK ELŐNYEIRE! MUTASSA BE

Az elektronikai berendezések mechanikai felépítése eltér a hagyományos technológiától. Az alkatrészek gyártását már nem egyedi vagy tömeggyártási eszközökkel, berendezésekkel gyártják, hanem számítógéppel vezérelt eszközökkel. Ezek lehetnek:
- Leszabó gépek
- Widemann jellegű lyukaszók
- CNC vezérlésű hajlító
- CNC vezérlésű eszterga – maró gépek
A professzionális berendezés mechanikai felépítése:
- Előlap: olyan mechanikai építőelem, amelyben a műszeregység üzemeltetéséhez szükséges kezelő- és jelző-elemek, csatlakozók, szerelvények, valamint feliratok helyezhetők el. Pl.: rekeszelőlap – kártyarendszereknél alkalmaznak; fiókelőlap – kártya-, rekeszkészülék és vegyes fióknál alkalmaznak.
- Váz: az a térben erősen tagolt mechanikai építőelem, amely alkatrészek, alkatrészcsoportok, keretek, ill. egyéb szerelvények egybefogására alkalmas és ezeknek részleges mechanikai védelmet biztosít.
- Burkolat: többnyire olyan lemezekből készült építőelem, amely a kész szerkezet befedése, árnyékolása, védelme mellett esztétikai követelményt is kielégít.
- Ajtó: olyan építőelem, amely a készülékszekrény kezelőelemeinek, csatlakozóinak, szerelvényeinek az elzárhatóságát biztosítja üzem közben, kinyitva viszont megkönnyíti az ellenőrzést, javítást.
Építőegységek:
- Rekesz: olyan szerelési építőegység, amelynek méretei a fiókméreteknél kisebbek, ezáltal a fiókban elhelyezhetők. Dobozba helyezve önálló készülék építésére alkalmas. Építőelemei szerint lehet:
o Kártyarekesz: olyan szerelt építőegység, amely áramköri kártyák befogadására alkalmas
o Készülék-, műszerrekesz /plug-in/: olyan szerelési építőegység, amely önálló készüléknek, műszeregységnek tekinthető
- Fiók: olyan szerelési építőegység, amelynek magassági és szélességi méretei illeszkednek a dobozok és burkolt szekrényvázak belső méreteihez, és a teljes készülék, műszer vagy a készülék egyes funkcionális egységeinek elhelyezésére és rögzítésére alkalmasak:
o Készülék-, műszerfiók: olyan szerelési építőegység, amely készülékdobozba vagy szekrényvázba helyezve a teljes készülék, ill. annak befogadására alkalmas
o Kártyafiók: olyan építőegység, amely készülékdobozba, vagy szekrényvázba helyezve áramköri kártyák külön befogadására alkalmas
- Burkolt szekrényváz: burkolattal bíró szilárd szerkezet, amely a rekeszek, ill. fiókok befogadására alkalmas. Villamos szerelvények esetén felületvédelemmel kell ellátni.
- Asztali készülék: rekeszeket vagy fiókokat befogadó készülékdoboz.
- Fiókos szekrény: rekeszeket vagy fiókokat befogadó burkolt szekrényváz.
A műszeriparban rendkívül elterjedt a 19” (colos) vázszerkezet rendszer. A KGSZ 81.0207-es szabványsorozat foglalkozik. A 19”-os vázrendszer előírásainak megfelelően kialakított műszerek, készülékek esetében az előlapnak a készülék felerősítésére szolgáló oldalt kiálló részét több cég külön levehető szegletként képezi ki. A szegleteket eltávolítva a műszer asztali készülékként használható. Az asztali készülékeknek vázrendszerbe behelyezhető kialakítása az alábbi előnyökkel jár:
- Egyféle típust kell csak gyártani, amely asztali készülékként és vázrendszerbe behelyezve egyaránt használható
- A készülék mindkét felhasználási mód esetén azonos körülmények között működik. A készülék doboza, burkolata a vázrendszerben is teljesíti feladatát, pl. árnyékol, környezeti hatások ellen védelmet nyújt.
- Levehető felerősítő szeglet alkalmazása esetén kedvező térkihasználás érhető el mindkét alkalmazási móddal.
A műszeriparban a Kontakta gyár által „Kontasett” néven forgalomba hozott 19”-os vázrendszer, egyre jobban elterjed. A rendszer előnye, hogy tömegben, extrudálással alumíniumötvözetből gyártható idomdarabokból készül, és ezért könnyű, gazdaságos konstrukció.
Hőtani alapfogalmak:
Hővezetés: a hőnek részecskéről részecskére való továbbítása, a részecskék kinetikai energiájának kicserélése útján.
Átmeneti ellenállás: a szabályos vezetéses hőkezelés egyik változata a határfelületen fellépő hővezetés. A határfelület felszíne elsősorban a fizikailag néhány ponton érintkező felületek közötti egyenetlenségekből áll. Az érintkező felületek között a hőközlés a légrésen és a fizikailag érintkező pontokon keresztül egyaránt hővezetés útján megy végbe. Az elektronikai készülékekben használt kitöltő anyagok: szilikonzsírok, híg szilikongumik és a lágy fémek, mint például az indium.
Hőszállítás (konvekció): szilárd test és a vele érintkező áramló gáz vagy folyadék közötti hőátadás. A felülettel érintkező közeg részecskéi viszik fel a hőenergiát, majd tovaáramolnak. Ha a közeg áramlása a felmelegedés okozta sűrűségváltozás miatt jön létre, a hőszállítási folyamatot természetes konvekciónak nevezzük.
Hősugárzás: a hősugárzó hőcsere a testek által, hőmérsékletüktől függő mértékben kisugárzott, ill. elnyelt elektromágneses hullámok útján jönnek létre. A hőátadás hősugárzás útján anyagi közvetítő közeg nélkül, elektromágneses hullámok segítségével jön létre. A 0,1 és 100 μm közötti hullámhosszak tartományát hősugárzási tartománynak nevezik. Egy testnek az a képessége, hogy valamilyen hullámhosszon hőenergiát sugározzon, a test hőmérsékletétől és a sugárzó felület jellemzőitől függ.
Hűtőbordák:
A hűtőbordák alkalmazásának célja, hogy a felület nagyságát járulékos hőátadási felülettel megnöveljük. Alakjuk igen változatos, így többek között négyszögletes, parabolikus, hiperbolikus és hengeres hűtőbordák vannak. A legáltalánosabb geometriai alakzat a függőleges négyszögletes hűtőborda. Egy hűtőborda felülete és a környezeti hőnyelő közti hőátadásra a Ф=ηKA/tfel-tk/ egyenlet vonatkozik. A hűtőborda η hatásfoka annak mértékét adja meg, hogy a hűtőborda mennyire képes külső csúcsának hőmérsékletét a bordahő hőmérsékletével azonos értéken tartani. Állandó hőmérsékletprofilú hűtőbordák esetében a külső hőátadási egyenlet általános alakjára redukálódik: Ф=KA/tfel-tk/.
A hűtőbordák hatásfoka diagrammok segítségével határozhatók meg. A görbék használatához szükség van a hűtőborda magasságának, vastagságának, hővezető- képességének, valamint a teljes konvekviós és hősugárzási együtthatónak az ismeretére vagy legalább ezek becsült értékére.
A hűtőborda egészére vonatkozó KA érték a sugárzási és a szabad konvekciós hővezető- képességből tevődik össze, és a KA=αAfel+αrAr összefüggéssel írható fel. Az α szabad korrekciós tényező a bordák magasságával és egymástól való távolságával van kapcsolatban, amennyiben α a hűtőborda teljes Afel konvekciós felületére vonatkozik. A maximálisan elérhető érték a lapos lemezhez tartozik, ezért általános tervezési szabálynak tekintendő, hogy a bordákat egymástól olyan távolságban kell elhelyezni, hogy az egyes bordafelületek konvekciós áramlási profilja ne hason egymásra. A borda magasság – távolság arányánál /h/k az 1:1…2:1 értékek jó szabad konvekciós hőátadást biztosítanak.
Anyagtakarékosság céljából olyan lapos keresztmetszetet kell választani, hogy nagy legyen a kerület adott területű keresztmetszet esetén. Különös gondot kell fordítani a hűtőborda és a hőforrás, pl. tranzisztor közötti hőellenállás minél kisebb értéken való tartására. Nagyobb teljesítmények esetén jól meghúzható csavaros kötést kell alkalmazni és az érintkező felületeket a hőt viszonylag jól vezető, az üzemi hőmérsékleten ki nem olvadó szilikonzsírral kell bevonni. A fémesen érintkező pontok közül a szilikonzsír az összeszorító erő hatására kiszorul, ott nem zavarja a hőátadást, a levegő kiszorításával a többi helyen viszont javítja.

MAGYARÁZZA EL A TÉRVEZÉRLÉSŰ TRANZISZTOROKKAL FELÉPÍTETT ALAPKAPCSOLÁSOK MUNKAPONT-BEÁLLÍTÁSÁNAK MÓDJÁT! ISMERTESSE HOGYAN HATÁROZHATÓK MEG HELYETTESÍ

Source kapcsolású erősítőfokozat:
A kapcsolás bemenete a gate-source, a kimenet a drain-source, a közös elektróda a source. A működés során a tápegység egyenáramú teljesítménye alakul át a vezérlő ug generá-tor által meghatározott ütemben váltakozó áramú teljesítménnyé, és az így felerősített feszült-séget az Rt terhelés használja fel.
Feltételezve, hogy az ube bemeneti feszültség pozitív irányban nő, ez a változás csökken-ti az UGS záróirányú feszültséget, és az ID csatornaáram növekszik. A csatornaáram növekedé-se előidézi az RD ellenálláson eső feszültség növekedését, amely ugyanakkor az UDS feszült-ség csökkenését eredményezi. Ezt a változást a Cki csatolókondenzátor a kimenetre közvetíti, és így a kimeneti feszültség csökken. Mivel az uki feszültség változása ellentétes irányú az ube feszültség változásával, a source-kapcsolás fázist fordít.
Munkapont beállítása: a munkaponti adatokat az alkalmazott tranzisztor karakterisztikái alapján az egyenáramú munkaegyenes segítségével határozzuk meg. A szerkesztésnél az M-munkapontot az A-osztályú beállításra érvényesen, a munkaegyenes közepén kell felvenni. A kapcsolás egyenáramú munkaellenállása eben az eset-ben: RD+RS. Ha a tápfeszültség, és az egyenáramú munkaellenállás értékét ismertnek tekint-jük, a tranzisztor három munkaponti adata a karakterisztikáról leolvasható. A két munkapont-beállító ellenállás értéke, a munkaponti adatok ismeretében számítással meghatározható:;.
Váltakozó áramú jellemzők:

- Feszültségerősítés:
- Áramerősítés:
- Bemeneti ellenállás: az az ellenállás, amely az erősítő bemenetét lezárja, ha a meghajtó generátort nem vesszük figyelembe.
- Kimeneti ellenállás: az az ellenállás, amely az erősítő kimenetét lezárja, amikor a terhelő ellenállás nem terheli a kimenetet.
Drain kapcsolású erősítőfokozat:
A kapcsolás bemenete a gate-drain, a kimenet a source-drain, a közös elektróda a drain. Az ube bemeneti feszültség pozitív irányban nő, ez a változás csökkenti az UGS záróirányú feszültséget, és az ID csatornaáram növekszik. A csatornaáram növekedése előidézi az RS el-lenálláson eső feszültség növekedését. Ezt a változást a Cki csatolókondenzátor a kimenetre közvetíti, és így a kimeneti feszültség pozitív irányban változik. Mivel az uki feszültség válto-zása követi az ube feszültség változását, a drain-kapcsolás nem fordít fázist.

Munkapont beállítása: a munkaponti adatokat az alkalmazott tranzisztor karakteriszti-kái alapján, az egyenáramú munkaegyenes segítségével határozzuk meg. A szerkesztésnél az M-munkapontot az A-osztályú beállításra érvényesen, a munkaegyenes közepén kell felvenni. A kapcsolás egyenáramú munkaellenállása eben az esetben: RS. A gate-osztó két ellenállásá-nak értéke a munkaponti adatok ismeretében kiszámítható:;

Váltakozó áramú jellemzők:

- Feszültségerősítés:
- Áramerősítés:
- Bemeneti ellenállás:
- Kimeneti ellenállás:
Gate kapcsolású erősítőfokozat:
A kapcsolás bemenete a source-gate, a kimenet a drain-gate, a közös elektróda a gate. Az ube bemeneti feszültség pozitív félperiódusában növekszik az UGS záróirányú feszültség, és az ID csatornaáram csökken. A csatornaáram növekedése előidézi az RD ellenálláson eső feszültség növekedését. Ezt a változást a Cki csatoló kondenzátor a kimenetre közvetíti, és így a kimeneti feszültség pozitív irányban változik. Mivel az uki feszültség változása követi az ube feszültség változását, a gate-kapcsolás nem fordít fázist.

ISMERTESSE A FÖLDELT KOLLEKTOROS ÉS A FÖLDELT BÁZISÚ ALAPKAPCSOLÁSOK MUNKAPONT-BEÁLLÍTÓ MÓDSZEREIT! MAGYARÁZZA EL, HOGYAN HATÁROZHATÓK MEG A KAPCSOLÁS

Kollektor kapcsolású erősítőfokozat:
A kollektor váltakozó áramú szempontból földpotenciálon van a tápfeszültséget szolgál-tató generátor pozitív pólusával együtt. A bemeneti jelgenerátor ebben a kapcsolásban a bázis és kollektor közé kapcsolódik, a kimeneti jel az emitter és a kollektor elektródák között áll rendelkezésre.
Az elemek szerepe és a kapcsolás működése: R1 és R2 munkapont-beállító; RE munka-pont-beállító, munkapont-stabilizáló és munkaellenállás; Rt terhelő-ellenállás; Cbe, Cki egyenfeszültég-leválasztó és váltakozó feszültség csatoló kondenzátorok; T tranzisztor erősítő elem. Feltételezve, hogy a bemeneti feszültség a pozitív félperiódusban nő, ez a bemeneti csatolókondenzátoron keresztül növeli az UBE feszültségét és az IB áramot. A növekvő bázis-áram felerősítve jelenik meg az emitter körben és az IE növekedése előidézi az RE emitterellenálláson eső feszültéség növekedését, tehát az uki kimeneti feszültség nő. A beme-neti jel az erősítő fokozaton keresztül, nem szenved fázisfordítást. Megállapítható, hogy az emitterpotenciál követi a bázispotenciált, ezért a kapcsolást emitterkövető erősítőnek nevez-zük. A tranzisztor egyenáramú munkapont beállítása ugyanúgy történik, mint az emitter kap-csolású erősítő fokozatoknál.
Váltakozó feszültségű jellemzők:
- Feszültségerősítés: a kapcsolás feszültségerősítése megközelítően egységnyi-nek tekinthető és az erősítés során nincs fázisfordítás:.
- Bemeneti ellenállás:
- Áramerősítés:
- Teljesítményerősítés:
- Kimeneti ellenállás:

Alkalmazás: a közös kollektoros erősítőfokozatot, jellemzői alkalmassá teszik, hogy erősítők utolsó fokozataként alkalmazzák. A kapcsolás kis kimeneti ellenállása, jó illesztést valósít meg a terhelő-ellenállás és az erősítő között.
Báziskapcsolású erősítőfokozat:
Az egyenáramú munkapont-beállítás feszültségosztós megoldású, a munkapont hőmér-sékletváltozás okozta eltolódásának kompenzálását emitterellenállás biztosítja. A báziskon-denzátornak köszönhetően váltakozó áramú szempontból a bázis földpotenciálon van.
Az elemek szerepe és a kapcsolás működése: R1, R2 munkapont-beállító; RE munkapont-beállító és munkapont-stabilizáló ellenállás; RC munkapont-beállító és mun-kaellenállás; Rt terhelő-ellenállás; Cbe, Cki egyenfeszültég-leválasztó és váltakozó feszültség csatoló kondenzátorok; CB a tranzisztor bázisát váltakozó áramú szempontból földeli; T tranzisztor erősítő elem. A bemeneti jel pozitív félperiódusában az emitterpotenciál nő, ami az UBE feszültség csökkenéséhez vezet, mivel a bázispotenciál állandó. Az UBE csökkenésének következményeként csökken az IE és az IC, ami az RC kollektorellenálláson eső feszültség csök-kenéséhez vezet. Ez a kollektorpotenciál csökkenését eredményezi, és így az uki kimeneti feszültség növekszik. Megállapítható, hogy a kapcsolás nem fordít fázist.
Váltakozó feszültségű jellemzők:
- Bemeneti ellenállás:
- Kimeneti ellenállás:
- Feszültségerősítés:
- Áramerősítés:

Alkalmazás: előnytelen be- és kimeneti ellenállás-viszonyai miatt általában magasfrekvenciás, hangolt erősítőkben alkalmazzák. A nagyfrekvenciás hangolt erősítők be-menetének és kimenetének transzformátoros illesztése viszonylag könnyen megoldható. A bemenet és a kimenet között elhelyezkedő bázisréteg hatására, csökken a bemenet és a kime-net között fellépő káros visszahatás.

ISMERTESSE A FÖLDELT EMITTERES ALAPKAPCSOLÁS MUNKAPONT-BEÁLLÍTÁSÁNAK SZEMPONTJAIT ÉS MÓDSZEREIT! MAGYARÁZZA EL A KISJELŰ VEZÉRLÉS JELLEMZŐINEK MEGHATÁ

Munkaponti adatok meghatározása:
A kapcsolás munkapontját bázisellenállással vagy bázisosztó alkalmazásával állíthatjuk be. A bemenet a bázis-emitter, a kimenet a kollektor-emitter, a közös elektróda az emitter. A kapcsolást felépítő elemek, és az ok szerepe:
- R1, R2 munkapont-beállító
- RE munkapont-beállító és munkapont-stabilizáló
- RC munkapont-beállító, és munkaellenállás
- Cbe, Cki egyenfeszültség-leválasztó, valamint váltakozó feszültség csatoló
- CE, az RE ellenállást váltakozó áramú szempontból rövidrezárja
- T tranzisztor az erősítő elem

Földelt emitteres erősítő
A munkaponti adatokat szerkesztéssel az alkalmazott tranzisztor IC = f(UCE) karakterisztikái alapján, az egyenáramú munkaegyenes segí6ségével határozhatjuk meg. A szerkesztésnél az M-munkapontot az A-osztályú beállításra érvényesen, a munkaegyenes közepén kell felvenni. A kapcsolás egyenáramú munkaellenállása ebben az esetben RC+RE. Ha az UT, RC és az RE értékét ismerjük, a tranzisztor négy munkaponti adata (IC, UCE, IB, UBE) a karakterisztikáról leolvasható.

A tranzisztor IC=f(UCE) karakterisztikái
Munkapont beállítása:
A bázisosztót alkotó ellenállások értéke, a munkaponti adatok segítségével meghatározható:;
Kisjelű vezérlés jellemzői:

Hibrid paraméteres helyettesítő kapcsolás
- Feszültségerősítés: közepes működési frekvencián (1kHz) dolgozunk, tehát a kondenzátorok rövidzárnak tekinthetők. A feszültségerősítés a kimeneti fesz. és a bemeneti fesz. hányadosa:
- Áramerősítés: a kimeneti áram és a bemeneti áram hányadosa:
- Teljesítményerősítés: a teljesítményerősítés és áramerősítés abszolút értékének szorzata:
- Bemeneti ellenállás: az az ellenállás, amely az erősítő bemenetét lezárja, ha a meghajtó generátort nem vesszük figyelembe:
- Kimeneti ellenállás: az az ellenállás, amely az erősítő kimenetét lezárja, amikor a terhelő ellenállás nem terheli a kimenetet:
Frekvenciafüggés:
A váltakozó áramú helyettesítő kapcsolásban a csatoló kondenzátorokat közepes frekvencián, váltakozó áramú szempontból rövidzárnak tekintjük. Alacsonyabb frekvenciákon ezek a kondenzátorok szintcsökkenést okoznak, mivel frekvenciafüggő feszültségosztót alkotnak az őket terhelő ellenállással. A szintcsökkenés általában nem lehet nagyobb mint 3 dB.
Az emitter kondenzátor alacsony frekvencián már szakadás. Kisfrekvenciás erősítéscsökkenést okoz, de megnöveli a kapcsolás bemeneti ellenállását is. Méretezésnél az a cél, hogy az erősítő alsó határfrekvenciáján is közelítően zárja rövidre az emitter ellenállást.

ÉRTELMEZZE AZ OPTOELEKTRONIKA ALAPFOGALMAIT! MAGYARÁZZA EL A FOTOELLENÁLLÁSOK, FOTODIÓDÁK, FOTOTRANZISZTOROK MŰKÖDÉSÉT, ÉS ÉRTELMEZZE JELLEMZŐ TULAJDO

Optoelektronikai alapfogalmak:
Fényáram (fluxus, jele: ): a fény terjedésére merőleges, tetszőleges nagyságú felületen időegység alatt áthaladó fényenergia mennyiség. Fénytechnikai mértékegysége a lumen (lm).
Pontszerű fényforrás fényerőssége (jele: I): az a fényenergia mennyiség határozza meg, amelyet időegység alatt az 1m sugarú gömb 1m2 felületén át kisugároz: , ahol Ω a térszög nagysága. Mértékegysége a candela (cd).
A megvilágítás erőssége (jele: E): a szemlélő előtt megjelenő, megvilágított A felület világosságára jellemző: . Mértékegysége a lux (lx).
Fotoellenállás:
A fotoellenállás egy záróréteg nélküli passzív félvezető elem, amely fénysugárzás hatására változtatja az ellenállását. Megvilágítás nélkül a fotoellenállásra nem esik fény, a töltéshordozók nincsenek gerjesztve, emiatt a fotoellenállás nagy ellenállást képvisel. Megvilágítás alatt a fény töltéshordozókat gerjeszt, így a fotoellenállás ellenállása kisebb értékű lesz. A fotoellenállás ellenállása a megvilágítás erősségének függvénye, és igen széles határok között változik. Állandó fényerősség esetén a fotoellenállás ellenállásának értéke a következőktől függ: a fotoellenállás alapanyagától és szennyezettségének mértékétől; a megvilágított felület nagyságától; a vezető pálya alakjától.
A fotoellenállások fontos jellemzője a sötétellenállás és a világos-ellenállás, valamint a maximális fotoérzékenység hullámhossza és a megszólalási idő. Az R0 sötétellenállás a fotoellenállás sötétben mért ellenállása. Az R1000 világos-ellenállás az 1000 lux megvilágítási erősség esetén mért ellenállásérték. A tr megszólalási idő az az idő, amely a sötét állapotot követően 1000 lux erősségű fénnyel megvilágított fotoellenállás esetén addig telik el, amíg az áram az R1000-nél érvényes értékének a 65%-át el nem éri.
Alkalmasak lassú változást igénylő szabályozás- és vezérléstechnikai feladatok ellátására. Pl.: fénysorompók, közvilágítás-kapcsolók, megvilágítási erősség mérőkben és vészjelzőkben.
A PN-átmenet viselkedése fényhatás esetén:
H a megvilágítás hatására megfelelő energiával rendelkező fotonok hatolnak be a PN-átmenetbe, akkor belső fényelektromos hatás következtében helyi töltéshordozó párok keletkeznek. A tértöltési tartományban jelenlevő villamos erőtér a keletkezett töltéshordozó párokat szétválasztja. A szétválasztott töltéshordozók kifelé folyó áramként megjelenhetnek a külső áramkörben. A fotoáram mind nyitóirányú, mind záróirányú külső feszültség esetén is záróirányban folyik.
Fotodiódák:
Különleges felépítésű félvezető diódák, amelyek PN-átmenete fénysugárzással megvilágítható. A fotodiódákat leggyakrabban záróirányban működtetik. Záróirányban polarizálva, a megvilágítás hatására záróirányú áramuk megnő. A zárási áram növekedése egyenesen arányos a megvilágítás erősségével. A fotodióda S fényérzékenységét a zárási fotoáram és a megvilágítás hányadosaként határozzuk meg: .
A fotodióda záró árama a megvilágítás erősségével arányosan növekszik, ezért különösen jól alkalmazhatók fénymérésre. Sok helyen alkalmazzák még a szabályozás- és vezérléstechnikában.
Fototranzisztorok:
Megvilágítható bázis-kollektor átmenettel rendelkező speciális szilíciumtranzisztorok. A záróirányban előfeszített PN-átmenet megfelelő megvilágítása esetén, a fellépő elektromos hatás révén keletkező töltéshordozók megnövelik ezt az áramot és IB=0 beállításban ennek az áramnak a (B+1)-szerese jelenik meg a kollektor körben. Tehát közös emitter kapcsolásban a kollektor a fototranzisztor B egyenáramú áramerősítési tényezőjének megfelelően megnövelt fotoáramot állít elő. Alkalmazási területei megegyeznek a fotodiódákéval, azonban nagyobb érzékenységet, de alacsonyabb határfrekvenciát biztosítanak.
Fénykibocsátó dióda (LED):
Speciális felépítésű diódák, amelyek az elektromos energiát fényenergiává alakítják. Ezeknek a diódáknak az alapanyaga vegyület típusú félvezető. A kis hatásfok ellenére számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek: hasznos kimeneti fényelőállításhoz alacsony áramot és feszültséget igényelnek; majdnem késedelem nélkül reagálnak a vezérlő jelre; nagyon kicsi helyen elférnek, ütésállók és élettartamuk nagyon nagy. A fotodióda fényerőssége egy bizonyos nyitóirányú áramértéken felül már nem változik számottevően. Mivel a fénydióda nagyon kis értékű dinamikus ellenállással rendelkezik nyitófeszültsége fölött, ezért általában áramgenerátoros táplálást alkalmaznak.
Elsődlegesen jelző és kijelző-elemként kerülnek felhasználásra különböző műszer-előlapokon, hétszegmenses és alfanumerikus kijelzőkben.
Lézer dióda:
A lézer fény kibocsátására és erősítésére alkalmas eszköz, amelynek működése a kényszerített fénykibocsátás jelenségén alapszik. A dióda alapanyaga vegyület típusú félvezető. A hagyományos fénydiódákhoz viszonyított előnyük: nagy, 20% feletti átalakítási hatásfok; viszonylag nagy sugárzási teljesítmény; a kibocsátott fény rendkívül kicsi széttartása. Alkalmazzák információk digitális rögzítésére és olvasására alkalmas berendezésekben (CD lemezjátszó, CD ROM) és az üvegszálas digitális információ-átvitelben.
Folyadékkristályos (LCD) kijelzők:
Eltérően a fénydiódáktól nem bocsátanak ki fényt, hanem csak külső megvilágítás esetén láthatók. Működésük a folyadékkristályok azon tulajdonságán alapszik, hogy külső elektromos feszültség hatására változtatják fénytani tulajdonságaikat. A folyadékkristály külső feszültség nélkül átlátszó, külső feszültség esetén pedig sötét. A folyadékkristályok olyan szerves vegyületek, amelyek szilárd- és folyékony halmazállapotban is úgy viselkednek, mint a kristályok.
Térvezérlésű folyadékkristályos kijelzők: alapállapotban a folyadékkristályok átengedik a fénysugarakat. Ha a folyadékkristályokat megfelelően nagy erősségű elektromos térbe helyezzük, a folyadékot alkotó molekulák térbeli elhelyezkedése megváltozik, és az anyag zavaros lesz. Megvilágítás hatására a zavaros folyadék tejfehérnek látszik. Ez a jelenség a villamos tér megfelelő térbeli alkalmazásával, tetszőleges karakterek megjelenítését teszi lehetővé. A kijelzőket kondenzátorszerűen alakítják ki; a két fegyverzetre feszültséget kapcsolva állítják elő a szükséges elektromos teret. A vezérléshez váltakozó feszültséget használnak, mivel az egyenfeszültség elektrolízist indít el, ami a folyadékkristály élettartamát jelentősen csökkenti. A váltakozó feszültség frekvenciája legalább akkora legyen, hogy a szem számára ne legyen érzékelhető a villódzó hatás.
Dinamikus szórás elvén működő folyadékkristályos kijelzők: működésükhöz nagy vezérlőteljesítmény szükséges. Az elektromosan vezető folyadékkristályban a rákapcsolt váltakozó feszültség hatására részecskemozgás indul meg, aminek következtében a folyadék zavaros lesz. Megvilágítás hatására a zavaros részek kifehérednek. Főleg nagyméretű kijelzők esetén kerülnek felhasználásra.
Numerikus kijelzők:
Decimális számok kijelzését teszik lehetővé. A legegyszerűbb megoldás az úgynevezett hétszegmenses kijelző, amely több egyedi elem felhasználásával több számjegy egyidejű megjelenítésére alkalmas. A nagyszámú csatlakoztatás csökkentése miatt a hétszegmenses kijelzők egyik kivezetése közös mindegyik szegmens-elem esetén. A szegmensek vezérlését integrált áramkörös dekódolókkal oldják meg.
Alfanumerikus kijelzők:
Számjegyek és betűk megjelenítésére használják. Az alfanumerikus kijelzők csoportjában két típust különböztetünk meg: 16 szegmenses és pont-mátrix kijelzőket. A 16 szegmenses kijelző vezérlése speciális, digitális integrált áramkörökkel történik. A pont-mátrix kijelzők jobb felbontással rendelkeznek, mint a 16 szegmenses kijelzők. A nagyszámú kijelző elem gazdaságos vezérlése az oszlopok multiplexelésével oldható meg.

ISMERTESSE A NÉGYRÉTEGŰ DIÓDA, A KÉTBÁZISÚ DIÓDA, A DIAC FELÉPÍTÉSÉT, MŰKÖDÉSI ELVÉT ÉS HASZNÁLATI JELLEMZŐIT! MAGYARÁZZA EL A TIRISZTOR ÉS A TRIAC MŰ

Felépítés, működési elv:
1. Négyrétegű dióda: szilícium alapú eszköz, amely négy egymás után kapcsolódó PNPN félvezető rétegből áll, három váltakozó irányú PN-átmenetet alkotva.
A három PN-átmenet mindegyike egy-egy diódát alkot, amelyeket D1, D2 és D3 jelöl. A négyrétegű dióda anódja (A) erősen szennyezett P réteg, katódja (K) erősen szennyezett N réteg. A köztes rétegek szennyezettsége legalább két nagyságrenddel kisebb, ami záróirányban kis visszáramot és nyitóirányban nagy billenési feszültséget (UB) eredményez.
2. Tirisztortetróda: olyan négyrétegű tirisztor szerkezet, amelynek anódoldali és katódoldali kapuelektródáját is kivezették. Működésének jellegzetessége, hogy gyújtása illetve oltása mindkét vezérlőelektródáján keresztül kiváltható.
3. DIAC: kétirányú, félvezető kapcsolóeszköz. Két stabil üzemi állapota van, egy nagy ellenállású állapot, amelyet zárási vagy blokkolási állapotnak is neveznek és egy kis ellenállású állapot, amelyet vezetési állapotnak is neveznek. A vezetési állapotba való átmenet a rákapcsolt feszültség polaritásától függetlenül egy meghatározott UB0 feszültségnél, az áttörési feszültségnél következik be.
A DIAC alkalmazásai: a triac vezérlésére dolgozták ki. Leginkább érintkező nélküli kapcsolóelemként alkalmazzák.
4. Tirisztor: megegyezik a négyrétegű dióda felépítésével azzal a különbséggel, hogy egy további kivezetéssel, vezérlőelektródával rendelkezik. Két stabil üzemi állapotuk van: egy nagy- és egy kis ellenállású állapot, amelyek között az átkapcsolás a vezérlőelektródán keresztül valósítható meg. Az elektródák elnevezése: anód (A); katód (K); vezérlőelektróda, vagy kapu (G). A vezérlőelektróda csatlakozási pontjától függően megkülönböztetünk, P vezérelt vagy katódvezérlésű tirisztorokat, és N vezérelt vagy anódvezérlésű tirisztorokat.

Miután a tirisztor bekapcsol, megmarad ebben az állapotban függetlenül a kapuelektróda potenciáljától. Ez a tény különbözteti meg alapvetően egy tirisztor kapuelektródájának szerepét és egy tranzisztor bázisának szerepétől. A tirisztor nagy ellenállású állapotban van mindaddig, amíg az anód-katód feszültsége túl nem lépi az UB0 billenési feszültséget és anódárama el nem éri az IL reteszelési áramértéket. A vezetés megszűntetésére két lehetőség van: az anódáram csökkentése az IH tartóáram értékére; az anódfeszültség negatív polaritásának biztosítása.
Alkalmazása: váltakozó áramú körben gyújtásvezérlésre használják.
5. TRIAC: szerkezeti felépítése két antiparalell kapcsolású tirisztor egy kristályban való elhelyezésével. A Ti2 tirisztor csak akkor válik vezérelhetővé, ha a kapuelektróda kivezetése alá egy kis méretű N-típusú réteget visznek be.

Tirisztor antiparalell kapcsolása Egyesítés egyetlen kristályba Közös elektróda létrehozása
A tirisztorhoz hasonlóan, a triac karakterisztikáján is megkülönböztetünk az anódfeszültség minkét irányában: vezetési tartományt; átmeneti tartományt; blokkolási tartományt. A nyitott állapotba vezérlés négy különböző módon történhet. Ezeket gyújtási módusoknak nevezzük: az I. módusban a triac a karakterisztika I. térnegyedében működik. A II. módusban a vezérlőelektródára negatív feszültséget kapcsolnak. A III. módusban a triac a karakterisztika III. térnegyedében működik A IV. módusban a vezérlőelektródára pozitív feszültséget kapcsolnak.
Alkalmazása: kis teljesítményű izzólámpa, elektromos fűtés vagy az egyfázisú váltakozó áramú motorok szabályozása. Konkrét alkalmazás: teljes hullámú szabályzó.

CSOPORTOSÍTSA A TÉRVEZÉRLÉSŰ TRANZISZTOROKAT FELÉPÍTÉSÜK SZERINT, MAGYARÁZZA EL MŰKÖDÉSÜKET! KARAKTERISZTIKÁJUK ÉS HELYETTESÍTŐ KÉPÜK ALAPJÁN ÉRTELMEZ

Felépítés, működési elv:
1. Záróréteges térvezérlésű tranzisztor (JFET): a JFET csatornáját a félvezető térfogatában két záróirányban polarizált PN-átmenet határolja. Ezt a fajta tranzisztort N és P csatornás változatban készítik. A csatorna két végére fémezéssel kapcsolt elektródák a D drain és az S source. A vezérlőelektróda a G gate. A JFET tranzisztor szerkezetét egy nagyon vékony gyengén szennyezett réteg alkotja, amely két erősen szennyezett, a csatornával ellentétes szennyezettségű félvezető réteg között helyezkedik el.
Ha a csatorna két elektródájára feszültséget kapcsolunk (UDS) és a gate elektróda feszültsége (UGS) nulla, a két PN-átmenet záró irányú polarizálást kap. Az N-típusú csatornában a D drain elektródától az S source elektróda felé áramló elektronok árama UGS=0 feszültségnél a legnagyobb, mivel ebben az esetben a csatorna szélessége maximális. Ezen tulajdonsága miatt, a záróréteges térvezérlésű tranzisztorokat önvezetőknek is nevezzük.
Minél nagyobb a zárófeszültség annál kisebb a vezetőréteg keresztmetszete, tehát az ellenállása is. A csatorna-ellenállás növekedése a csatornán folyó ID áram csökkenését eredményezi. A záróréteg szélessége az UGS feszültség segítségével vezérelhető. A szükséges vezérlőteljesítmény minimális értékű, mivel a kisebbségi töltéshordozók mozgásának eredményeképpen egy elhanyagolható nagyságú záróirányú áram folyik. Az UGS feszültségnek a vezérelhetőség biztosítása miatt N csatornás JFET esetén negatívnak, míg P csatornás eszköz esetén pozitívnak kell lennie. Az UDS feszültség N csatornás JFET esetén pozitív, P csatornás esetén negatív.
2. Növekményes (önzáró) típusú MOSFET: a tranzisztor aktív része egy P-típusú, gyengén szennyezett Si alapkristályból áll, amelyet szubsztrátnak neveznek. Az alapkristályban kér erősen szennyezett N-típusú vezető szigetet alakítanak ki, amelyek csatlakozással ellátva a tranzisztor S source- és D drain-elektródáját alkotják. A kristály külső felületén termikus oxidációval nagyon jó szigetelő tulajdonsággal rendelkező szilícium-dioxid fedőréteget növesztenek, amelyen az S és D csatlakozások számára ablakot hagynak. A szigetelő rétegre vékony fémréteget visznek fel, ez lesz a gate vezérlőelektróda, amely ily módon elszigetelődik a kristálytól.
Ha a gate elektróda szabadon van, bármilyen polaritású feszültséget kapcsolunk a drain és a source közé, a tranzisztor zárva marad, azaz nem fog áram folyni a két kivezetés között. A gate-elektródára pozitív feszültséget kapcsolva a source-hoz képest a szubsztrátban elektromos tér keletkezik. A külső elektromos tért hatására a szubsztrátban található elektronok közvetlenül a SiO2 szigetelőréteghez vándorolnak, és az S és D elektróda között egy N-típusú vezetőcsatornát alkotnak. Az ID drain áram megindul. A csatorna vezetőképessége az UGS feszültséggel szabályozható.
A MOSFET tranzisztornak az a jellegzetessége, hogy UGS=0 feszültségnél le van zárva, ezért nevezik önzáró tranzisztornak. A növekményes elnevezés arra utal, hogy a csatorna elektrondúsulás révén keletkezik.
3. Kiürítéses (önvezető) típusú MOSFET: ha az SiO2 szigetelőréteg alatti szubsztrátban gyenge N-típusú szennyezést valósítanak meg, akkor vezetőképes összekötés lép fel az S és D között anélkül, hogy a gate-elektródára feszültséget kapcsolnánk. Az ilyen felépítésű tranzisztort önvezető MOSFET-nek nevezik.
Az önvezető MOSFET esetén ID≠0, ha UGS=0. Vezérlése mind pozitív, mind negatív gate-feszültséggel lehetséges. Két üzemmódban működhet:
- Dúsításos üzemmód (UGS>0): a pozitív gate-feszültség a csatorna elektronokkal való feldúsulásához és nagyobb vezetőképességhez vezet.
- Kiürítéses üzemmód (UGS<0): uds="Uk">Uk): a tranzisztor drain árama csak az UGS feszültség függvénye.
Jellemző adatok:
- Egy P munkapontra vonatkoztatva a JFET meredekségét (S), az átviteli jelleggörbe meredekségével definiáljuk:
- Az ID áram, UDS-től való függését a differenciális kimeneti ellenállás (rDS) határozza meg:
- A bemeneti ellenállás (rGS) nagyon nagy és közelítőleg állandó értéket képvisel
2. Növekményes MOSFET: az ID áram csak akkor jelenik meg, ha az UGS feszültség túllép egy határértéket, amely ahhoz szükséges, hogy az elektrondúsulás nagysága a csatornában megfelelő értéket érjen el és kialakuljon a vezető híd. Az UDS feszültéség növelésével az ID áram egy telítési értéket ér el. Ez a jelenség a gate és a drain közelében lévő csatorna potenciálkülönbségének csökkenésével magyarázható, amely a csatorna elektronokban való szegényedéséhez vezet.
Jellemző adatok:
- Az átviteli jelleggörbe S meredeksége egy P munkapontban a MOSFET vezérlési tulajdonságát jellemzi:
- A kimeneti jelleggörbe meredeksége egy P munkapontban az eben a pontban érvényes, rDS differenciális kimeneti ellenállást adja meg:
3. Kiürítéses MOSFET: UGS=0V feszültségen egy bizonyos értékű ID áram folyik. Ha UGS>0, akkor a csatorna vezetőképessége és az ID nő. A kimeneti jelleggörbék magasabban helyezkednek el. Ha UGS<0,>

CSOPORTOSÍTSA A TÉRVEZÉRLÉSŰ TRANZISZTOROKAT FELÉPÍTÉSÜK SZERINT, MAGYARÁZZA EL MŰKÖDÉSÜKET! KARAKTERISZTIKÁJUK ÉS HELYETTESÍTŐ KÉPÜK ALAPJÁN ÉRTELMEZ

Felépítés, működési elv:
1. Záróréteges térvezérlésű tranzisztor (JFET): a JFET csatornáját a félvezető térfogatában két záróirányban polarizált PN-átmenet határolja. Ezt a fajta tranzisztort N és P csatornás változatban készítik. A csatorna két végére fémezéssel kapcsolt elektródák a D drain és az S source. A vezérlőelektróda a G gate. A JFET tranzisztor szerkezetét egy nagyon vékony gyengén szennyezett réteg alkotja, amely két erősen szennyezett, a csatornával ellentétes szennyezettségű félvezető réteg között helyezkedik el.
Ha a csatorna két elektródájára feszültséget kapcsolunk (UDS) és a gate elektróda feszültsége (UGS) nulla, a két PN-átmenet záró irányú polarizálást kap. Az N-típusú csatornában a D drain elektródától az S source elektróda felé áramló elektronok árama UGS=0 feszültségnél a legnagyobb, mivel ebben az esetben a csatorna szélessége maximális. Ezen tulajdonsága miatt, a záróréteges térvezérlésű tranzisztorokat önvezetőknek is nevezzük.
Minél nagyobb a zárófeszültség annál kisebb a vezetőréteg keresztmetszete, tehát az ellenállása is. A csatorna-ellenállás növekedése a csatornán folyó ID áram csökkenését eredményezi. A záróréteg szélessége az UGS feszültség segítségével vezérelhető. A szükséges vezérlőteljesítmény minimális értékű, mivel a kisebbségi töltéshordozók mozgásának eredményeképpen egy elhanyagolható nagyságú záróirányú áram folyik. Az UGS feszültségnek a vezérelhetőség biztosítása miatt N csatornás JFET esetén negatívnak, míg P csatornás eszköz esetén pozitívnak kell lennie. Az UDS feszültség N csatornás JFET esetén pozitív, P csatornás esetén negatív.
2. Növekményes (önzáró) típusú MOSFET: a tranzisztor aktív része egy P-típusú, gyengén szennyezett Si alapkristályból áll, amelyet szubsztrátnak neveznek. Az alapkristályban kér erősen szennyezett N-típusú vezető szigetet alakítanak ki, amelyek csatlakozással ellátva a tranzisztor S source- és D drain-elektródáját alkotják. A kristály külső felületén termikus oxidációval nagyon jó szigetelő tulajdonsággal rendelkező szilícium-dioxid fedőréteget növesztenek, amelyen az S és D csatlakozások számára ablakot hagynak. A szigetelő rétegre vékony fémréteget visznek fel, ez lesz a gate vezérlőelektróda, amely ily módon elszigetelődik a kristálytól.
Ha a gate elektróda szabadon van, bármilyen polaritású feszültséget kapcsolunk a drain és a source közé, a tranzisztor zárva marad, azaz nem fog áram folyni a két kivezetés között. A gate-elektródára pozitív feszültséget kapcsolva a source-hoz képest a szubsztrátban elektromos tér keletkezik. A külső elektromos tért hatására a szubsztrátban található elektronok közvetlenül a SiO2 szigetelőréteghez vándorolnak, és az S és D elektróda között egy N-típusú vezetőcsatornát alkotnak. Az ID drain áram megindul. A csatorna vezetőképessége az UGS feszültséggel szabályozható.
A MOSFET tranzisztornak az a jellegzetessége, hogy UGS=0 feszültségnél le van zárva, ezért nevezik önzáró tranzisztornak. A növekményes elnevezés arra utal, hogy a csatorna elektrondúsulás révén keletkezik.
3. Kiürítéses (önvezető) típusú MOSFET: ha az SiO2 szigetelőréteg alatti szubsztrátban gyenge N-típusú szennyezést valósítanak meg, akkor vezetőképes összekötés lép fel az S és D között anélkül, hogy a gate-elektródára feszültséget kapcsolnánk. Az ilyen felépítésű tranzisztort önvezető MOSFET-nek nevezik.
Az önvezető MOSFET esetén ID≠0, ha UGS=0. Vezérlése mind pozitív, mind negatív gate-feszültséggel lehetséges. Két üzemmódban működhet:
- Dúsításos üzemmód (UGS>0): a pozitív gate-feszültség a csatorna elektronokkal való feldúsulásához és nagyobb vezetőképességhez vezet.
- Kiürítéses üzemmód (UGS<0): uds="Uk">Uk): a tranzisztor drain árama csak az UGS feszültség függvénye.
Jellemző adatok:
- Egy P munkapontra vonatkoztatva a JFET meredekségét (S), az átviteli jelleggörbe meredekségével definiáljuk:
- Az ID áram, UDS-től való függését a differenciális kimeneti ellenállás (rDS) határozza meg:
- A bemeneti ellenállás (rGS) nagyon nagy és közelítőleg állandó értéket képvisel
2. Növekményes MOSFET: az ID áram csak akkor jelenik meg, ha az UGS feszültség túllép egy határértéket, amely ahhoz szükséges, hogy az elektrondúsulás nagysága a csatornában megfelelő értéket érjen el és kialakuljon a vezető híd. Az UDS feszültéség növelésével az ID áram egy telítési értéket ér el. Ez a jelenség a gate és a drain közelében lévő csatorna potenciálkülönbségének csökkenésével magyarázható, amely a csatorna elektronokban való szegényedéséhez vezet.
Jellemző adatok:
- Az átviteli jelleggörbe S meredeksége egy P munkapontban a MOSFET vezérlési tulajdonságát jellemzi:
- A kimeneti jelleggörbe meredeksége egy P munkapontban az eben a pontban érvényes, rDS differenciális kimeneti ellenállást adja meg:
3. Kiürítéses MOSFET: UGS=0V feszültségen egy bizonyos értékű ID áram folyik. Ha UGS>0, akkor a csatorna vezetőképessége és az ID nő. A kimeneti jelleggörbék magasabban helyezkednek el. Ha UGS<0,>

ISMERTESSE A BIPOLÁRIS TRANZISZTOROK FELÉPÍTÉSÉT ÉS MŰKÖDÉSI ELVÉT! RAJZOLJA FEL KARAKTERISZTIKÁIT, MAGYARÁZZA EL A KARAKTERISZTIKA MÉRÉSSEL TÖRTÉNŐ F

Felépítés, működési elv:
A bipoláris tranzisztor háromelektródás eszköz amely három, egy kristályban kialakított N-P-N vagy P-N-P elrendezésű, szennyezett félvezető tartományból áll. Ennek megfelelően megkülönböztetünk NPN, illetve PNP tranzisztorokat. Az egyes tartományok: emitter (E) – töltéshordozókat kibocsátó elektróda; bázis (B) – vezérlő elektróda; kollektor (C) – töltéshordozókat gyűjtő elektróda.
Az emitter és kollektor megközelítőleg azonos szennyezettségű és mindkét típusú tranzisztornál erősebben szennyezett, mint a bázistartomány. A bázis alacsony szennyezettsége miatt a szabad töltéshordozók száma kicsi, ezért a bázisrétegnek kicsi a vezetőképessége. Normális működés esetén az emitter és a bázis közötti PN-átmenet vezetési irányban, a bázis és a kollektor közötti PN-átmenet pedig záró irányban kell üzemelnie. Kis jelű Si-tranzisztorok esetén az UBE=0,6÷0,8V, az UCE=5÷18V.

Az NPN és PNP tranzisztor elvi működése megegyezik. A PNP tranzisztor többségi töltéshordozói a lyukak, kisebbségi töltéshordozói az elektronok. Az NPN tranzisztorok esetén az elektronok a többségi töltéshordozók, a lyukak pedig kisebbségi töltéshordozóként viselkednek.
A bázis-emitter átmenet nyitó irányú előfeszítése lehetővé teszi az emitter tartományban található lyukak rendezett mozgását (IE). A bázistartomány kiürített rétegnek tekinthető a kollektor-bázis átmenet záróirányú előfeszítése, a bázisréteg kicsi szennyezettsége és vékonysága miatt. Ennek következtében a bázistartományba jutott lyukak elenyésző része rekombinálódik az itt található elektronokkal és létrehozza a kis értékű bázisáramot (IB). Mivel a lyukak a bázistartományban kisebbségi töltéshordozónak számítanak, diffúzióval a kollektor tartományba áramlanak és létrehozzák a kollektor elektródán keresztül az IC áramot. A tranzisztor többségi töltéshordozói áramelágazást hoznak létre, melynek összetevői az emitteráram, a bázisáram és a kollektoráram. Az emitteráram a kollektor- és a bázisáram összegeként adódik: IE= IB+ IC. A tranzisztorban létrejövő áramelágazást, egy árameloszlási tényezővel fejezik ki: egyenáram és váltakozó áram esetén. A a tranzisztor nagyjelű, vagy egyenáramú áramerősítési tényezője, α pedig a kisjelű vagy váltakozó áramú áramerősítési tényezője. Számértékük közelítően megegyezik.
A tranzisztorokon három feszültség lép fel: az UCE, az UBE és az UCB feszültség. Kirchhoff második törvényének megfelelően: UCE=UCB+UBE. A tranzisztort az UBE feszültség révén az IB bázisáram vezérli. Segítségével változtatható az emitterben áramló lyukak, illetve elektronok mennyisége, ami az emitter és a kollektoráram értékét meghatározza.
Ha UBE=0 akkor, IB=0 és IC=0. Ekkor a kollektor és az emitter szakasz ellenállása nagy. Ha a bázis-emitter feszültség túllépi a bázis-emitter határréteg zárófeszültségét, megindul a bázisáram. Az UBE feszültség és az IB növelésével az IC kollektoráram nő és a kollektor-emitter szakasz ellenállása fokozatosan csökken. Az UBE és IB adott értékén a tranzisztor teljesen kivezérelté válik és a kollektor-emitter szakasz ellenállása eléri a legkisebb értékét.
Tranzisztor karakterisztikái:
A négypólusként ábrázolt tranzisztor egyértelműen jellemezhető a ki- és bemenetén fellépő feszültségekkel és áramokkal. A négy jellemzőt összekapcsoló függvények grafikus ábrázolása révén kapjuk a tranzisztor karakterisztikáit.
Tranzisztor jelleggörbéi báziskapcsolásban:

Báziskapcsolásban fellépő feszültségek és áramok, NPN tranzisztor esetén
- Bemeneti jelleggörbék: a bemeneti karakterisztika az IE és az UBE közötti kapcsolatot ábrázolja, ha UCB biztosított. A jelleggörbe exponenciális változást mutat.
- Kimeneti jelleggörbék: az IC és az UCB közötti kapcsolatot ábrázolja, különböző emitteráramoknál. A jelleggörbe megközelítően vízszintes egy adott IE értékre, tehát a kollektoráram nagyon kis mértékben függ a kollektor-bázis feszültség nagyságától.

Tranzisztor jelleggörbéi emitter kapcsolásban:

Emitter kapcsolásban fellépő feszültségek és áramok, NPN tranzisztor esetén
- Bemeneti jelleggörbék: az UBE és az IB közötti kapcsolatot ábrázolja. Hasonló a nyitóirányú dióda jelleggörbéhez.
- Kimeneti jelleggörbék: az IC és az UCE közötti viszonyt ábrázolja. Az egyes jelleggörbék meghatározott bázisáram értékekre érvényesek, amelyet a karakterisztika felvétele során állandó értéken kell tartani.

Áramokra vonatkozó átviteli (transzfer) jelleggörbék:
Ezt a jelleggörbét áramvezérlési jelleggörbének is nevezik. A kollektoráram és a bázisáram összetartozó értékeit adják meg, állandó UCE feszültségnél.
Tranzisztor alapegyenletei, négypólus paraméterei:
Aktív működés közben folyó áramokra vonatkozó alapegyenletek: IE=IC+IB; IC=A*IE+ICB; IB=(1-A)*IE-ICB.
Négypólus paraméterek (hibrid): ; ; .

Tranzisztor frekvenciafüggése:
A belső kapacitások miatt a tranzisztor vezérelhetősége nagyfrekvenciás irányban romlik, ugyanakkora bemeneti áramváltozás kisebb kimeneti áramváltozást hoz létre, vagyis az áramerősítési tényezők nagyfrekvencián csökkennek.
A váltakozó áramú helyettesítő kapcsolásban a csatoló kondenzátorokat közepes frekvencián, váltakozó áramú szempontból rövidzárnak tekintjük. Alacsonyabb frekvenciákon ezek a kondenzátorok szintcsökkenést okoznak, mivel frekvenciafüggő feszültségosztót alkotnak az őket terhelő ellenállással. A szintcsökkenés általában nem lehet nagyobb mint 3 dB.

A. ISMERTESSE A ZENER DIÓDA MŰKÖDÉSÉT, ÉRTELMEZZE A KARAKTERISZTIKA ALAPJÁN LEGFONTOSABB JELLEMZŐIT! RAJZOLJA FEL A ZENER DIÓDÁS ELEMI STABILIZÁTOR KA

Zener-dióda működése:
A Zener-diódák a PN-átmenet azon tulajdonságát használják ki, hogy közelítőleg állandó értékű a záróirányú feszültség a kivezetései között, ha letörési tartományban működik. Nyitóirányú működésük megegyezik a normális Si-diódákéval. Záróirányban a PN-átmenet szennyezésétől függő UZK Zener-feszültségig nagy ellenállást, a Zener-feszültség elérése után kis ellenállást képviselnek. A Zener-dióda félvezető rétegeinek szennyezése erősebb, mint más diódák esetében, mivel a letörési feszültségszintet csökkenteni kell és megfelelően kis értékű differenciális ellenállás csak így érhető el. A letörési tartományban tapasztalható kis ellenállású állapot a Zener-hatás és lavinahatás (lásd: 4a-tétel) együttes következménye.
Zener-dióda jelleggörbéje, tulajdonságai:
I. Nyitótartomány: nyitó irányú polarizálás esetén a Zener-dióda karakterisztikája megegyezik egy közönséges Si-dióda karakterisztikájával (UD=0,7V).
II. Zárótartomány: nagyon kis értékű zárási áram folyik, amely a diódának nagyon nagy záróirányú ellenállást biztosít.
III. Könyöktartomány: ebben a tartományban kezdődnek meg a letörési jelenségek. Erősen szennyezett szilíciumdiódák letörési feszültsége 6V-nál kisebb, és a letörési mechanizmus alapja a Zener-letörés. Ha gyengébben szennyezett az átmenet, akkor a lavinaletörés lesz a fellépő jelenség.
IV. Letörési tartomány: kis feszültségváltozás nagy áramváltozást eredményez. Ezek a változások határozzák meg a Zener-dióda, nagyon kis értékű rZ differenciális ellenállását. A differenciális ellenállás értéke a letörési tartományban meghatározza a Zener-dióda feszültségstabilizálási képességét. Minél kisebb a differenciális ellenállás, annál jobb a feszültségstabilizálási képesség.

Jelleggörbét jellemző mennyiségek: kis értékű záróirányú áramok esetén a feszültség erőteljesen változik az áram változásával, tehát a differenciális ellenállás nagy értékű, ezért a Zener-dióda működési tartományának alsó határát egy, IZmin minimális Zener-áram határozza meg. A fellépő áram értéke nem lépheti túl az IZmax maximális Zener-áram szintet a dióda maradandó károsodása nélkül, ezért célszerű áramhatárolást alkalmazni, melyet legegyszerűbb egy ellenállással megvalósítani. Az UZK jellemző Zener-feszültségen általában azt a feszültséget értjük, amely esetén egy meghatározott IZK záróirányú áram folyik. A minimális (IZmin) és maximális (IZmax) Zener-áram között elhelyezkedő jelleggörbe szakaszt működési tartománynak nevezzük.
Zener-diódás elemi stabilizátor:
A letörési tartományban működő Zener-dióda kis differenciális belső ellenállásán (rZ), nagy áramváltozás mellett is csak kis feszültségváltozás jön létre. Az R előtét ellenállást (a bemeneti feszültségingadozásokat veszi fel) és a dióda típusát a következő szempontok szerint kell megválasztani:
1. Ikimin és Ubemax esetén, a diódán átfolyó áram a megengedhető maximum alatt legyen
2. Az Ikimax és az Ubemin együttes értéke mellett a dióda árama nullánál nagyobb legyen, mert így a dióda munkapontja a lineáris Zener-tartományban marad.
A Zener-dióda munkapontja a bemeneti feszültségváltozástól függetleníthető, ha az R helyére áramgenerátort kapcsolunk. Ha a beállítás olyan, hogy Iki <<>

Kapacitásdióda:
A félvezető dióda tértöltési tartománya a diódával párhuzamosan kapcsolt kapacitásként viselkedik. Az átmenet két oldalán található különböző típusú töltéshordozók páronként elemi kondenzátorokat képeznek. Ezeknek az elemi kondenzátoroknak a párhuzamos kapcsolásából alakul ki az átmenet eredő kapacitása, melyet Cs záróréteg-kapacitásnak nevezünk. A záróréteg-kapacitás a legtöbbször károsan befolyásolja a dióda működését, mivel magas frekvencián kicsi impedanciája rövidrezárja a PN-átmenetet, megszüntetve ennek egyenirányító tulajdonságát.
A kapacitás diódák különleges felépítésű Si-diódák, amelyek feszültséggel szabályozható kapacitásként működnek. Éles PN-átmenet esetén a záróréteg-kapacitás a zárófeszültség négyzetének reciprokával egyenlő.
A kapacitásdióda rezgőkörök feszültségvezérelt hangolására és frekvenciademodulációt megvalósító áramkörökben szokták alkalmazni (TV vevőkészülék hangoló egysége).

Nagyfrekvenciás dióda (tűsdióda):
A félvezető alapanyagból (Ge, Si) kis lemezt készítenek, amelynek felületére egy rugós alakra hajlított hegyes huzalt (tűt) helyeznek és áramimpulzus segítségével összehegesztik a kristállyal. A huzal ötvözőanyagként megfelelő akceptoratomokat tartalmaz (Wolfram), amelyek az áramimpulzus hatására bekövetkező erős felhevülés során behatolnak az N-típusú félvezetőkristályba, és nagyon kis átmérőjű és mélységű P-típusú tartományt alakítanak ki. A tű hegye körül így alakul ki a mikro-átmenet.
A tűs diódák nagy előnye, hogy az átmenet kicsiny felülete miatt igen kicsi a rétegkapacitása. Ezért alkalmas nagyfrekvenciás működésre is. A semleges rétegek soros ellenállása meglehetősen nagy, ezért karakterisztikája elég erősen eltér az ideálistól.
A tűsdiódák egyik különleges típusa az aranytűs dióda, amely egyesíti a tűs és a rétegdióda előnyeit. Az aranytűs dióda 30÷50 MHz frekvenciahatárig alkalmazható. Főleg a híradástechnikában alkalmazzák magasfrekvenciás detektorokban, frekvenciaváltó áramkörökben és kapcsoló áramkörök alkotóelemeként.
Schottky-diódák:
A Schottky-diódák egy fém-félvezető közötti átmenet tulajdonságait használják ki. Az N-szennyezettségű félvezető rétegre vékony aranybevonatot visznek fel a fém vákuumban történő párologtatásával. A fém-félvezető felületen keresztül diffúziós folyamatok indulnak el, amelynek során az N-rétegből elektronok vándorolnak át a fémrétegbe. A diffúzió következtében az érintkezési felület két oldalán tértöltési-zóna és ebben egy potenciálgát alakul ki.
A záróirányú áram értéke igen csekély. A Schottky-diódák nagyon magas frekvenciákig működnek kielégítően (GHz). Nyitóirányú feszültségesésük csupán 0,3÷0,4 V. A gyakorlatban a gyorsműködésű digitális integrált áramkörök részegységeként alkalmazzák.
Alagútdiódák:
Az alagútdióda egy nagymértékben szennyezett P++N++ -átmenetből áll. A félvezető rétegek erős szennyezése következtében, már kis záróirányú feszültségek esetén is kis ellenállású állapotba kerül. Nyitóirányú polarizálás esetén jelleggörbéjén egy negatív jelleggörbe-tartomány is kialakul (PV-szakasz). A jelleggörbe P és V pontja között a dióda differenciális ellenállása negatív előjelet vesz fel. Ezt a jelenséget nagyon előnyösen használják ki rezgőkörök csillapításának megszüntetésére. A megfelelő hatásfok elérése érdekében főleg magasfrekvencián (1÷100 GHz) alkalmazzák detektálásra, rezgéskeltésre és erősítésre.

ISMERTESSE AZ EGY P-N ÁTMENETES FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK FIZIKAI FELÉPÍTÉSÉT ÉS MŰKÖDÉSÉT! CSOPORTOSÍTSA A FÉLVEZETŐ DIÓDÁKAT ALKALMAZÁSI TERÜLETEIK ALAPJÁN

A félvezető dióda olyan elektronikai félvezető eszköz, amely egy fém-, üveg- vagy műanyagtokba zárt kivezetésekkel ellátott PN-átmenetet tartalmaz. A rajzjel háromszögrésze a P-tartományt (anód) szimbolizálja, míg a függőleges vonalrésze az N-tartományt (katód). A PN-átmenet a rákapcsolt feszültség polaritásától függően nyitó-, vagy záróirányban működtethető. Nyitóirányú a félvezető dióda előfeszítése, ha a P tartomány az N-réteghez képest pozitív feszültséget kap, ellenkező polaritás esetében záróirányú előfeszítésről beszélünk. Ha a félvezető dióda nyitóirányú polarizálással van bekötve a dióda által képviselt ellenállás nagyon kis értékű. Záróirányú polarizálás esetén a dióda ellenállása igen nagy értékű. A dióda tehát nyitóirányban átengedi az elektromos áramot, záróirányban pedig lezárja, ezért a félvezető diódának egyenirányító hatása van.
A félvezető dióda nyitóirányú előfeszítése (polarizálása):
A dióda nyitóirányú előfeszítése esetén a tértöltési tartományban kialakult villamos térerősség (E0) egy alacsonyabb E0-EF szintre gyengül, míg a potenciálgát értéke egy UD-UF értékre csökken. A nyitóirányú előfeszítés csökkenti a diffúziós feszültséget, amely megakadályozza a többségi töltéshordozók vándorlását.

Kis nyitóirányú feszültség esetén (UF <> UD feszültségértékre gyakorlatilag lineárisnak tekinthető. A nyitóirányú áram értéke függ a hőmérséklettől, mivel a hőmérséklet növekedésével a termikus töltéshordozók száma exponenciálisan nő, a dióda nyitóirányú karakterisztikája balra tolódik.
A félvezető dióda záróirányú előfeszítése (polarizálása):
A dióda záróirányú előfeszítése esetén a tértöltési tartományban kezdetben kialakult villamos térerősség (E0) egy E0 + ER szintre felerősödik, míg a potenciálgát értéke UD + UR értékre nő. A tértöltési zóna a félvezetőben a záróirányú feszültség függvényében kiszélesedik.
A PN-átmeneten záróirányú polarizálása esetén nagyon kis értékű áram halad át, amelynek értéke független a rákapcsolt zárófeszültségtől. Ezt az áramot záróirányú áramnak vagy visszáramnak nevezzük. A záróirányú áram nagysága a hőmérséklet növekedésével exponenciálisan nő. Állandó hőmérsékleten nulla záróirányú feszültség esetén a visszáram is nulla.

A kisebbségi töltéshordozók áramlása már igen kis záróirányú feszültség esetén megindul és a visszáram néhány tized voltnál telítésbe kerül. Az UR záróirányú feszültséget tovább növelve a karakterisztikán egy kritikus feszültségértéket érünk el (UZ – letörési feszültség), ahol a visszáram először kismértékben, majd rohamosan növekszik. A karakterisztikának ezt a szakaszát letörési tartománynak nevezzük. A gyors áramnövekedés két jelenség, általában együttes fellépésének tulajdonítható:
1. Zener-letörés: a kialakuló villamos tér erőhatása elektronokat szabadít ki a félvezető kristály kötéséből, amelyek szabad töltéshordozóként részt vesznek az áram létrehozásában. A Zener-letörés mindkét oldalon erősen szennyezett zónájú diódákban lép fel (Zener-diódák).
2. Lavinaletörés: ha a záróirányú feszültség túllép egy kritikus értéket (UZK), a félvezetőben jelenlevő szabad elektronok akkora mozgási energiára tesznek szert, hogy ütközéseik révén további elektronokat szabadítanak ki az atomi kötésekből. Ennek következtében lavinaszerű töltéshordozó-sokszorozás indul meg.
A félvezető dióda teljes karakterisztikája:
A félvezető diódák I=f(U) karakterisztikájának meghatározására alkalmas kapcsolásban alkalmazott feszültségforrás, változtatható kimeneti feszültséget kell biztosítson. A jelleggörbéből meghatározható a diódák ellenállása: egyenáramú ellenállás (RF = UF / IF); differenciális ellenállás (rF = ∆UF / ∆IF).


A dióda teljes karakterisztikáján négy különböző tartományt különböztetünk meg:
I. Letörési tartomány: kis záróirányú feszültségváltozás hatására nagy áramváltozás következik be. Az egyenáramú- és differenciális ellenállás értéke gyakorlatilag nullának tekinthető. Az átmeneten átfolyó visszáram igen nagy értéket vehet fel, amelyet korlátozni kell.
II. Zárási tartomány: a visszáram telítési jelleget mutat. Az egyenáramú- és differenciális ellenállás értéke nagyon nagy. A dióda egyenfeszültség és váltakozófeszültség esetén is szakadásként viselkedik.
III. Nyitóirányú tartomány, exponenciális szakasza (UF ≤ UD): a diódán átfolyó áram a nyitóirányú feszültség növekedésével exponenciálisan nő. A PN-átmenet egyenáramú ellenállása ugyanakkor egyre kisebb lesz.
IV. Nyitóirányú tartomány, lineáris szakasza (UF ≥ UD): a diódán folyó áram minimális mértékben függ a nyitóirányú feszültség változástól. A dióda kis értékű elektromos ellenállásként viselkedik.
A félvezető diódák csoportosítása:
a. Egyenirányító diódák: váltakozó áram egyenirányítására, azaz egyenárammá való átalakítására használják.
b. Zener diódák: feszültségstabilizálásra és feszültséghatárolásra használják.
c. Tűsdiódák: főleg híradástechnikában alkalmazzák magas frekvenciás detektorokban, frekvenciaváltó áramkörökben és kapcsoló áramkörök alkotóelemeként.
d. Kapacitásdiódák: rezgőkörök feszültségvezérelt hangolására és frekvencia-modulációt megvalósító áramkörökben használják.
e. Alagútdiódák: magas frekvencián alkalmazzák detektálásra, rezgéskeltésre és erősítésre.
f. Schottky diódák: gyorsműködésű digitális integrált áramkörök részegységeként alkalmazzák.