Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

В полевых транзисторах первой группы управляющим затвором является металлический или полупроводниковый электрод, который образует с полупроводником канальной области переход металл – полупроводник или р-n- переход. На затвор подается напряжение, которое уменьшает ток, протекающий от истока к стоку: при увеличении данного напряжения область пространственного заряда перехода (область, обедненная носителями заряда) продвигается в канальную область и снижает проводящее сечение канала. При некотором значении напряжения затвора, напряжении отсечки ток в приборе исчезает.

В полевых транзисторах с изолированным затвором управляющий металлический электрод отсоединен от канальной области с помощью тонкого слоя диэлектрика (0,05—0,20 мкм). Канал может быть или создан технологическим способом (встроенный канал), или произведен напряжением, которое подается на затвор в рабочем режиме (индуцированный канал). Прибор в зависимости от этого имеет соответствующую передаточную характеристику.

Полевые транзисторы широко используют в электронной аппаратуре для усиления электрических сигналов по напряжению и мощности. Полевые транзисторы – твердотельные аналоги электронных ламп, характеризующиеся сходной системой параметров – напряжением отсечки (0,5—20 В), крутизной характеристики (0,1—400 мА/В), входным сопротивлением по постоянному току (10 11—10 16Ом) и т. д.

Полевые транзисторы с управляющим р-n- переходом имеют среди полупроводниковых приборов наиболее низкий уровень шумов (в основном тепловые шумы) в широкой области частот – от инфранизких до СВЧ (коэффициент шума самых хороших полевых транзисторов < 0,1 дБ на частоте 10 Гц и ~ 2 дБ на частоте 400 МГц). Мощность рассеяния полевых транзисторов данного типа может доходить до нескольких десятков ватт. Их основным недостатком является сравнительно высокая проходная емкость, которая требует устранения ее при значительном усилении. В полевых транзисторах с переходом металл – полупроводник достигнуты самые высокие рабочие частоты. Полевые транзисторы с изолированным затвором имеют высокое входное сопротивление по постоянному току (до 10 16Ом, что на 2—3 порядка выше, чем у остальных полевых транзисторов, и сопоставимо с входным сопротивлением лучших электрометрических ламп).

В области СВЧ уровень шумов и усиление у этих полевых транзисторов: динамический диапазон > 100 дБ, коэффициент шума на частоте 2 ГГц около 3,5 дБ и предельная частота усиления по мощности около 10 ГГц, но они лучше по параметрам помехоустойчивости и избирательности (из-за строгой квадратичности передаточной характеристики). Относительная простота производства и схемная специфичность построения дали возможность применять их в больших интегральных схемах устройств вычислительной техники.

Преобразовательная техника – это целый ряд аппаратов, в цели которых входит преобразование электрического тока в какой-либо другой тип энергии или преобразование постоянного электрического тока в переменный.

1. Преобразователи акустические – аппараты, которые преобразуют электрическую энергию в энергию звука и проводят обратное, т. е. преобразуют энергию звука в электрическую. К акустическим преобразователям относятся различные громкоговорители, телефоны, ларингофоны, рекордеры, звукосниматели, микрофоны и т. д. Акустические преобразователи бывают контактными, магнитоэлектрическими, пьезоэлектрическими, электростатическими и магнитострикционными.

Последние четыре акустических преобразователя служат для преобразования звуковых колебаний в электрическую энергию. Практически все акустические преобразователи основаны на воздействии колебаний звука на какие-либо мембрану, пластину, электрическое поле в зависимости от того, на чем основан данный вид акустического преобразователя.

2. Преобразователи каскадные – электрические аппараты, значение которых состоит в преобразовании постоянного тока в переменный. Имеют очень сложную и дорогостоящую конструкцию и поэтому не получили практического применения. Каскадный преобразователь состоит из асинхронного двигателя и одноякорного преобразователя.

3. Преобразователи одноякорные – электрические аппараты, использование которых заключается в преобразовании постоянного тока в переменный и переменного тока в постоянный. Чаще применяются для второго процесса.

4. Пьезоэлектрический преобразователь – агрегат, способный создать ЭДС. Все процессы в данном преобразователе происходят благодаря пьезоэлектрическому эффекту, позволяющему с помощью механического воздействия получить ЭДС.

5. Электромашинные преобразователи тока – электрические аппараты, нашедшие свое применение в преобразовании рода тока, напряжения, числа фаз и частоты. Чаще всего электромашинные преобразователи тока состоят из нескольких машин преобразования такого рода. Наиболее часто используется вид, называемый «двигатель-генератор», который составляют две машины, присоединенные друг к другу муфтой. В двигателе-генераторе применяются асинхронная или синхронная машина как двигатель и машина постоянного тока с параллельным, независимым, смешанным возбуждением как генератор. Его отличают плавное регулирование напряжения, очень высокие показатели надежности, возможность серийного производства, а также низкий КПД. Последний критерий ограничивает использование электромашинных преобразователей тока только теми случаями, когда необходимо плавное изменение напряжения, в других же ситуациях, даже сходных с функциями данного аппарата, использование находят другие машины, КПД которых превосходит КПД электромашинного преобразователя тока.

6. Ламповый преобразователь частоты – аппарат для преобразования электрических колебаний с одной частотой в колебания, частота которых будет отличаться от изначальных. Чаще всего применяется в работе супергетеродинных приемниках. В этих приемниках преобразователи частоты имеют одну или две сетки управления. В первом случае – это анодный детектор, используемый в радиоприемниках, телевизорах, а также в устройствах связи. Преобразователь частоты, имеющий две сетки управления, нашел свое применение в радиовещательной технике.

7. Электромашинный преобразователь частоты – электрический аппарат, используемый для трансформации частоты переменного тока. Основным отличием от остальных является использование в его конструкции коллектора.

8. Электрический преобразователь – аппарат, необходимый при трансформации параметров электрического тока. Часто используется трансформация переменного электрического тока в постоянный, что производится с помощью различных выпрямителей тока. Обратное менее популярно, но также применяется.