Пропускает постоянную

излучения Ф, выражаемого в люменах ( 4.2). Видно, что при малых значениях светового потока характеристику можно считать линейной, а при больших фототок не пропорционален световому потоку.

Если к фотоэлементу, на фотокатод которого падает световой поток Ф ( 4.19), приложено анодное напряжение U&, то в цепи появится фототек /ф через нагрузочный резистор RH. Фототок, как следует из закона Столетова, при определенных условиях пропорционален световому потоку. Таким образом, энергетическая характеристика фототока вакуумного фотоэлемента практически линейна в большом диапазоне изменения световых потоков. При высоких значениях освещенностей энергетическая характеристика становится нелинейной, ее крутизна уменьшается из-за образования объемного заряда у поверхности фотокатода. Нелинейность энергетической характеристики фотоэлемента может явиться следствием «утомления» фотокатода, т. е. уменьшения чувствительности фотоэлемента при работе его в режиме нагрузки.

пропорционален световому потоку. Световая характеристика, построенная на 8.9, представляет собой прямую линию.

Суть внешнего фотоэффекта состоит в том, что при облучении фотокатода светом возникает явление фотоэлектронной эмиссии. При этом ток фотоэмиссии прямо пропорционален световому потоку (закон Столетова):

внести свой вклад в общий ток неосновных носителей заряда фотодиода. Ток неосновных носителей, вызванный освещением, не зависит от напряжения, приложенного к р -n-переходу, он пропорционален световому потоку и называется световым током или фототоком. При этом следует отметить, что одновременно с процессом генерации пар носителей заряда происходит и их рекомбинация. Поэтому достигнут p-n-перехода и перейдут через него только те носители, диффузионная длина которых L больше ширины области р или п. Кроме того, интенсивность света уменьшается по глубине облучаемого тела, поэтому генерация пар носителей происходит в основном на внешней облучаемой поверхности. Если ширина облучаемой области меньше диффузионной длины дырок, что соответствует реальным структурам фотодиодов, фототек в фотодиоде будет обусловлен движением дырок области п.

Законы фотоэлектронной эмиссии. Закон А. Г. Столетова устанавливает, что количество эмиттируемых электронов и, следовательно, фототек насыщения /ф пропорционален световому потоку, облучающему тело:

Семейство выходных характеристик фототранзистора в схеме с ОЭ приведено на 7.17, в. Фототок образован генерируемыми в области базы неравновесными носителями. Он пропорционален световому потоку — параметру семейства выходных характеристик, аналогичных выходным характеристикам транзистора (см.§ 4.6).

пропорционален световому потоку Ф, облучающему тело. Здесь k — коэффициент пропорциональности. Кинетическая энергия эмитированных электронов определяется частотой оптических колебаний v и в соответствии с законом Эйнштейна может быть вычислена с помощью следующего выражения:

Законы фотоэлектронной эмиссии. Закон А. Г. Столетова устанавливает, что количество эмиттируемых электронов и, следовательно, фототек насыщения /ф пропорционален световому потоку, облучающему тело:

ного фотоэлемента ( 4-17), дающая зависимость фототока-/Ф от светового потока Ф , линейна, т. е. фототек пропорционален световому потоку, падающему на катод. . Отношение фототока, выраженного в микроамперах, к световому потоку, выраженному в люменах (лм)1, назы-

фото^ЭДС. Такие фотодиоды называют полупроводниковыми фотоэлементами. Во втором случае в цепь фотодиода включают источник питания, создающий обратное смещение p-n-перехода { 1.49). Если фотодиод не освещен, он ведет себя как обычный диод, через него проходит обратный ток, образованный неосновными носителями заряда областей р и п (в данном случае его можно назвать темновым). Если на фотодиод падает свет, то вследствие внутреннего фотоэффекта в обеих областях фотодиода генерируются пары носителей заряда. Неосновные носители заряда, для которых поле p-n-перехода является ускоряющим, могут легко преодолеть p-n-переход и попасть в смежную область (дырки п-области - в область р, а электроны р-области - в область п) и тем самым внести свой вклад в общий ток неосновных носителей заряда фотодиода. Ток неосновных носителей, вызванный освещением, не зависит от напряжения, приложенного к р-п-переходу, он пропорционален световому потоку и называется световым током или фототоком. При этом следует отметить, что одновременно с процессом генерации пар носителей заряда происходит и их рекомбинация. Поэтому достигнут p-n-перехода и перейдут через него только те носители, диффузионная длина которых / больше ширины области р или п. Кроме того, интенсивность света уменьшается по глубине облучаемого тела, поэтому генерация пар носителей происходит в основном на внешней облучаемой поверхности. Если ширина облучаемой области меньше диффузионной длины дырок, что соответствует реальным структурам фотодиодов, фототек в фотодиоде будет обусловлен движением дырок области п.

В гл. 5 были рассмотрены усилительные каскады с общим эмиттером и общим истоком, которые имеют коэффициент усиления по напряжению, как правило, равный нескольким десяткам. Однако для многих устройств промышленной электроники требуются усилители с более высокими коэффициентами усиления по напряжению. В этих случаях используют многокаскадные усилители, в том числе усилители с резистивно-емкостной связью. На 6.1 приведена схема двухкаскадного усилителя напряжения с резистивно-емкостной связью на биполярных транзисторах типа п-р-п. Усилитель состоит из двух усилительных каскадов с общим эмиттером, соединенных между собой через конденсатор связи Cci, включенный между коллектором транзистора 7\ и базой транзистора Т2. Конденсатор СС1 не пропускает постоянную составляющую коллекторного

напряжения транзистора 7\ в базовую цепь транзистора Т2. Конденсатор связи СС2 не пропускает постоянную составляющую коллек-

Временные диаграммы модулятора на микросхеме К1КТ011А приведены на 6.24. На вход модулятора подается напряжение ывх ( 6.24, а). При положительной полярности напряжения ыоп ( 6.24, б) микросхема закрыта (ее сопротивление велико) и напряжение и'=мвх, при отрицательной полярности опорного напряжения — открыта (ее сопротивление мало) и и' =0. Таким образом, на выводах 3, 7 микросхемы образуется последовательность модулированных импульсов напряжения ( 6.24, в) с огибающей, соответствующей входному напряжению. Конденсатор связи Ci не пропускает постоянную (и низкочастотную) составляющую

Этот тип автогенератора имеет существенное преимущество, заключающееся в том, что элементы колебательного LC-контура находятся под низким напряжением. Такой автогенератор довольно часто применяется в устройствах промышленной электроники. Однако большим к. п. д. и большей мощностью генерируемых колебаний обладает автогенератор, схема которого изображена на 7.3, где LC-контур включен последовательно с транзистором по отношению к источнику питания. Элементы LC-контура находятся под более высоким напряжением, чем в рассмотренном автогенераторе. Это приводит к тому, что конденсатор той же емкости надо выбирать большего размера. Чтобы избавиться от этого недостатка и сохранить достоинства, которые отмечались, LC-контур включают через разделительный конденсатор Ср параллельно ( 7.4). Конденсатор Ср не пропускает постоянную составляющую тока в индуктивную катушку LK. Дроссель Lp предотвращает короткое замыкание контура по переменной составляющей через источник питания ?с. Такой генератор называют генератором с параллельным питанием в отличие от генератора с последовательным питанием. Разновидностью последнего типа автогенератора является

мого напряжения, и схемы с закрытым входом ( 13.1, б), в которых конденсатор С не пропускает постоянную составляющую измеряемого напряжения во входную цепь диода. Сопротивление резистора R выбирают настолько большим, что конденсатор, заряжаясь во время положительного полупериода измеряемого напряжения, не успевает разрядиться за время отрицательного полупериода этого напряжения. Ток, проходящий через гальванометр G, пропорционален напряжению на конденсаторе С, которое зависит от пикового значения входного напряжения. Графически процесс диодного детектирования показан на 13.1, в. Напряжение, до которого заряжается конденсатор С, имеет среднее значение Uco. Это напряжение отрицательно по отношению к аноду диода, поэтому диод работает в режиме класса С.

Видим, что на резисторе выделяется пульсирующее напряжение. Среднее значение этого напряжения примерно равно Um. Заметим, что измерить его с помощью магнитоэлектрического прибора затруднительно, поскольку на низких частотах заметно колеблется стрелка. В связи с этим напряжение UR сначала подается на фильтр нижних частот, который .пропускает постоянную составляющую Uc~Um, а затем измеряется вольтметром постоянного тока.

деляемую соотношением (1.3). Конденсатор С разделительной цепи не пропускает постоянную составляющую, и в идеальном случае выходное напряжение цепи отличается от входного отсутствием постоянной составляющей ( 2.11, б). Последовательность выходных импульсов мвых (t) стала биполярной: амплитуда отрицательной .полуволны напряжения Um — ^o — Er/T; амплитуда положительной

Входной переменный сигнал поступает от источника синусоидального напряжения et. Конденсатор Сс1 не пропускает постоянный ток от источника Ек в цепь источника сигнала ег и предотвращает шунтирование входной цепи транзистора источником сигнала. С другой стороны, этот конденсатор не пропускает постоянную составляющую тока источника сигнала (если такая имеет место)

Между анодом'И нагрузкой Rn ставят разделительный конденсатор Cg2, который не пропускает постоянную составляющую анодного напряжения в цепь нагрузки. Конденсатор Cgl во входной цепи не пропускает постоянную составляющую напряжения генератора ег или другого источника входного сигнала на вход лампы. Конденсаторы Сс1 и Сс2 называются разделительными, их включение в схему обеспечивает сохранение выбранного режима покоя во время работы усилителя.

В параллельном диодном демодуляторе сопротивление нагрузки RH включено параллельно диоду, как показано на 25.2 б. При этом конденсатор Си, включенный последовательно с источником сигнала ивх, не пропускает постоянную составляющую на вход демодулятора, поэтому такой демодулятор часто называют детектором с закрытым входом. На выходе параллельного детектора необходимо включить фильтр /?ф, Сф с полосой пропускания меньше 2?2. Другие характеристики параллельного диодного демодулятора практически не отличаются от характеристик последовательного демодулятора, в том числе и степень искажения выходного напряжения.

Наряду с описанным методом, для исключения влияния нелинейности на результат измерения, используется компенсационный метод ( 8.30, а). На вход усилителя вертикального отклонения кроме исследуемого сигнала поступает постоянное напряжение Е с потенциометра R1. Если усилитель пропускает постоянную составляющую (усилитель постоянного тока), то изменение напряжения, снимаемого с резистора R1, вызовет смещение осциллограммы в вертикальном направлении. Смещая осциллограмму, например, вниз так, чтобы ее верхняя часть совпала с линией та ( 8.30, б), замечаем изменение постоянного напряжения с помощью вольтметра. Как видно из 8.30, б вертикальный размер осциллограммы равен расстоянию между линиями тп и т'п''. Таким образом напряжение, отсчитанное по шкале вольтметра, равно размаху напряжения сигнала.