Διπλωματική Εργασία του μεταπτυχιακού φοιτητή του Τμήματος Φυσικής της Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Διπλωματική Εργασία του μεταπτυχιακού φοιτητή του Τμήματος Φυσικής της Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών"

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΔΠΜΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ Διπλωματική Εργασία του μεταπτυχιακού φοιτητή του Τμήματος Φυσικής της Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών Παναγιώτη-Αλέξανδρου Ρούσσου του Προκοπίου Αριθμός Μητρώου: 125 Θέμα Αναλογικά Ηλεκτρονικά για Βιοΐατρικές Εφαρμογές Επιβλέπων Επίκουρος Καθηγητής Σπ. Βλάσσης Πάτρα, Δεκέμβριος 2012

2

3 Περίληψη Στην παρούσα διπλωματική εργασία εκπονείται μελέτη που αφορά την σχεδίαση αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων για βιοϊατρικές εφαρμογές. Δίνεται μεγαλύτερη βαρύτητα στην υλοποίηση διαγωγών χαμηλής τροφοδοσίας και ενισχυτών ρεύματος οδηγούμενων από το υπόστρωμα. Όπως σε όλα τα διαφορικά κυκλώματα, έτσι και στους διαφορικούς διαγωγούς κύριο μέλημα των σχεδιαστών είναι η γραμμικότητα τους και οι παράμετροι που την επηρεάζουν. Προτείνεται ένας διαγωγός χαμηλής τροφοδοσίας που βασίζεται στην βαθμίδα ακόλουθου τάσης με αναστροφή και προσομοιώνεται για να μελετηθεί το εύρος της γραμμικότητας του, η απόκριση συχνότητας και η συμπεριφορά του σε χρονικά μεταβαλλόμενο ημιτονοειδές σήμα. Ο ενισχυτής ρεύματος οδηγούμενος από το υπόστρωμα που παρουσιάζεται σε αυτήν την εργασία εκμεταλλεύεται όλους τους βαθμούς ελευθερίας ενός MOS τρανζίστορ πολωμένου στην ασθενή αναστροφή και στον κόρο. Η τεχνική οδήγησης από το υπόστρωμα χρησιμοποιείται ευρέως στην σχεδίαση κυκλωμάτων χαμηλής τροφοδοσίας, αφού έχει μειωμένες απαιτήσεις τάσης, ενώ είναι και ανεξάρτητη από περιορισμούς σχετικούς με την τάση κατωφλίου. Επιπρόσθετα, τα τρανζίστορ με οδήγηση από το υπόστρωμα διατηρούνται στην περιοχή κόρου για αρνητικές, μηδενικές και σχετικά μικρές θετικές τιμές της τάσης πόλωσης V BS. Έτσι, μπορούν να επεξεργάζονται σήματα εισόδου κοινού τρόπου (common-mode input range) μεγάλης τιμής και με μεγάλο εύρος κυμάτωσης κάτι που δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί με συμβατικές κυκλωματικές τεχνικές σε τόσο χαμηλή τάση τροφοδοσίας. Όμως, τα τρανζίστορ με οδήγηση από το υπόστρωμα έχουν μικρή τιμή διαγωγιμότητας και είναι ευαίσθητα στον θόρυβο. Άλλο μειονέκτημα της τεχνικής με οδήγηση από το υπόστρωμα είναι ότι η πόλωση των τρανζίστορ εξαρτάται από την τεχνολογία ολοκλήρωσης. Το κέρδος του ενισχυτή ρεύματος οδηγούμενου από το υπόστρωμα μεταβάλλεται με εκθετικό τρόπο. Αυτή η ιδιότητα είναι σημαντική και χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα αυτομάτου ελέγχου κέρδους όπου το σήμα εισόδου μεταβάλλεται αρκετές τάξεις μεγέθους. Σε ένα παρόμοιο σύστημα χρησιμοποιούμε και τα προαναφερθέντα κυκλώματα και εξετάζουμε την συνολική συμπεριφορά του. Οι προδιαγραφές αυτών των κυκλωμάτων επιτρέπουν την εφαρμογή τους στην βιοϊατρική, αφού εμφυτεύσιμα συστήματα, βίο-αισθητήρες και βοηθητικά ακοής επεξεργάζονται σήματα σχετικά χαμηλών συχνοτήτων με χαμηλή τάση τροφοδοσίας.

4 Abstract This diploma thesis forms a study on the design of analog circuits for biomedical applications. We focus on the realization of low voltage transconductors and Bulk- Driven current amplifiers. Like all the differential circuits, the designers main concern for a differential transconductor is its linearity and the parameters that affect it. We propose a low voltage transconductor based on Flipped Voltage Follower topology and we simulate it in order to study the range of the linearity, frequency response and its behavior in temporally varying sinusoidal signal. The Bulk-Driven current amplifier presented in this thesis takes advantage of all degrees of freedom of a MOS transistor biased in weak inversion and in saturation. The Bulk-Driven technique is widely used in the design of low voltage supply, because it has reduced demands on voltage and is independent of restrictions related to the threshold voltage. Moreover, Bulk-Driven transistors are maintained in saturation for negative, zero and even small positive values of the bias voltage V BS. Consequently, they can process large input common mode signals and signals with large swing voltage range, a property that could not be achieved with conventional circuit techniques at low power supply voltages. However, the transconductance of a Bulk Driven transistor is smaller and is sensitive to noise. Another disadvantage of the Bulk-Driven technique is that the polarity of the transistor is process related. The gain of the Bulk-Driven current amplifier varies exponentially. This property is important and it is used widely in systems of automatic gain control where input signals can range several orders of magnitude. The specifications of these circuits allow their appliance in biomedicine, because implanted systems, biosensors and hearing aids process signals of relatively small frequencies with low voltage supply.

5 Ευχαριστίες Στο σημείο αυτό θα ήθελα να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες προς τον Επίκουρο Καθηγητή κύριο Βλάσση Σπυρίδωνα για την άψογη συνεργασία, την συνεχή βοήθεια και στήριξη καθ όλη την διάρκεια εκπόνησης της διπλωματικής μου εργασίας. Με τις γνώσεις και το πάθος του για το αντικείμενο, μου άνοιξε νέους ορίζοντες και νέους δρόμους στην επιστημονική έρευνα. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους καθηγητές του μεταπτυχιακού προγράμματος για τις γνώσεις που μου παρείχαν. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους γονείς μου για την συμπαράσταση και την υπομονή τους όλα αυτά τα χρόνια και την Μαριάννα για την στήριξη και την κατανόηση της.

6 Περιεχόμενα Εισαγωγή... 1 Κεφάλαιο Προβλήματα στην ακοή και τρόπος αντιμετώπισης Το σύστημα της ακοής Αίτια απώλειας ακοής και παθήσεις Συνέπειες της απώλειας ακοής Περιγραφή λειτουργίας βοηθήματος ακοής Χρήση βρόχου αυτομάτου ελέγχου του κέρδους σε βοηθήματα ακοής Κεφάλαιο Εξισώσεις ρευμάτων σε MOS και BJT τρανζίστορ MOSFET Δομή και λειτουργία των MOSFET πύκνωσης Λειτουργία χωρίς τάση στην πύλη Δημιουργία καναλιού αγωγής ρεύματος Εφαρμογή V DS μικρής τιμής Εφαρμογή V DS μεγάλης τιμής Εξισώσεις MOSFET για διαφορετικά επίπεδα αναστροφής φορέων Εξισώσεις ρευμάτων για διπολικά τρανζίστορ Ρεύμα Συλλέκτη Ρεύμα Βάσης Ρεύμα Εκπομπού Κεφάλαιο Βαθμίδες ενισχυτών μεταβλητού κέρδους Ανάλυση και υλοποίηση βαθμίδας ενισχυτή μεταβλητού κέρδους με διπολικά τρανζίστορ Ανάλυση και υλοποίηση βαθμίδας ενισχυτή μεταβλητού κέρδους με MOS τρανζίστορ Α) Στην ισχυρή αναστροφή B) Στην ασθενή αναστροφή Ενισχυτής ρεύματος γραμμικός σε db οδηγούμενος από το υπόστρωμα Αρχή λειτουργίας Υλοποίηση με απλό τερματισμό (single-ended) Υλοποίηση ενισχυτή με διαφορικό τερματισμό (differential)... 41

7 3.4 Αποτελέσματα προσομοίωσης του διαφορικού ενισχυτή ρεύματος γραμμικού σε db οδηγούμενου από το υπόστρωμα Κεφάλαιο Μη-γραμμικότητα και διαγωγοί Μη-γραμμικότητα Γενικές παρατηρήσεις Μη γραμμικότητα διαφορικών κυκλωμάτων Επίδραση ανάδρασης στην μη γραμμικότητα Τεχνικές Γραμμικοποίησης Διαγωγοί Απλό Διαφορικό Ζεύγος στην Ασθενή Αναστροφή Διαφορικό Ζεύγος με Degeneration Αντιστάσεις στην πηγή Διαγωγός με τελεστικούς ενισχυτές στην είσοδο Διαγωγός με Flipped Voltage Follower Αποτελέσματα προσομοίωσης του διαγωγού με Flipped Voltage Follower Κεφάλαιο Σύνδεση μεταβλητού ενισχυτή ρεύματος οδηγούμενου από το υπόστρωμα με ένα κύκλωμα ελέγχου του κέρδους Σύνδεση διαγωγού με τον Bulk-Driven ενισχυτή ρεύματος Κύκλωμα ελέγχου του κέρδους Σύνδεση VGA με κύκλωμα ελέγχου του κέρδους Κεφάλαιο Συμπεράσματα και μελλοντική έρευνα Βιβλιογραφία-Πηγές Παράρτημα Α Παράρτημα Β... 93

8

9 1 Εισαγωγή Στις βιοϊατρικές συσκευές που λειτουργούν με μπαταρία, όπως οι βιοαισθητήρες ή τα βοηθητικά συστήματα ακοής, απαιτείται χαμηλή κατανάλωση ισχύος για την επιμήκυνση του χρόνου ζωής της μπαταρίας. Επιπρόσθετα, λόγω του μικρού μεγέθους που πρέπει να έχουν αυτού του είδους οι κινητές συσκευές, συνίσταται η ανάγκη να λειτουργούν σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας της τάξης του 1V. Η ανάπτυξη των τεχνολογιών στα ολοκληρωμένα κυκλώματα οδηγεί στην περαιτέρω μείωση της μέγιστης επιτρεπόμενης τάσης τροφοδοσίας. Όλοι οι παραπάνω λόγοι κάνουν απαραίτητη την ανάπτυξη μεθόδων και κυκλωματικών τεχνικών που συνεισφέρουν στην λειτουργία κυκλωμάτων με χαμηλή τάση τροφοδοσίας και χαμηλή κατανάλωση ισχύος. Γενικά, στην σχεδίαση αναλογικών κυκλωμάτων παρατηρείται η τάση να μειώνεται η τροφοδοσία και η τιμή της τάσης κατωφλίου. Όμως, ο ρυθμός μείωσης της τάσης τροφοδοσίας είναι πολύ μεγαλύτερος από αυτόν της τάσης κατωφλίου, γεγονός που δημιουργεί προβλήματα στην σχεδίαση. Είναι σαφές ότι όσο μικρότερη γίνεται η τροφοδοσία τόσο μικρότερο γίνεται και το εύρος ταλάντευσης του σήματος (signal swing). Σε εφαρμογές υψηλών συχνοτήτων, τα τρανζίστορ πολώνονται είτε στην ισχυρή αναστροφή (strong inversion) είτε στην μέτρια (moderate), με αποτέλεσμα η τάση υπέρ-οδήγησης V GS -V T να είναι περίπου 0.15V. Έτσι, σε τυπικές δομές αναλογικών κυκλωμάτων όπου απαιτείται η τιμή της τροφοδοσίας να είναι δύο ή τρεις φορές η τιμή της τάσης κόρου V DS,sat συν το εύρος ταλάντευσης του σήματος θα υπήρχε πρόβλημα αν επιθυμούσαμε τάση τροφοδοσίας μικρότερη ή ίση με 1V. Επομένως, νέες τεχνικές σχεδίασης πρέπει να αναπτυχθούν για την σωστή λειτουργία κυκλωμάτων πολύ χαμηλή τροφοδοσίας. Στην παρούσα διπλωματική εργασία χρησιμοποιείται η τεχνική οδήγησης τρανζίστορ από το υπόστρωμα ή όπως αναφέρεται στην διεθνή βιβλιογραφία ως Bulk-Driven technique. Είναι μια γνωστή τεχνική που δεν εφαρμόστηκε νωρίτερα λόγω δυσκολιών σε θέματα τεχνολογίας ημιαγωγών. Τα τελευταία χρόνια όμως λόγω της μεγάλης μείωσης στην τιμή της τροφοδοσίας και της ανάπτυξης της τεχνολογίας των ημιαγωγών η χρησιμότητα της κρίνεται αναγκαία. Όπως γνωρίζουμε, τα MOSFET τρανζίστορ είναι στοιχεία τεσσάρων ακροδεκτών, της πύλης (gate), του απαγωγού (drain), της πηγής (source) και του υποστρώματος (bulk). Είθισται ο ακροδέκτης υποστρώματος να χρησιμοποιείται για την πόλωση του τρανζίστορ και όχι για την διαμόρφωση και τον έλεγχο του καναλιού. Το ρόλο αυτό παίζει ο ακροδέκτης πύλης. Με την Bulk-Driven τεχνική οι ρόλοι αντιστρέφονται και το υπόστρωμα χρησιμοποιείται πλέον για τον έλεγχο του καναλιού σε MOSFET τρανζίστορ, ενώ ο ακροδέκτης της πύλης χρησιμοποιείται μόνο για την πόλωση του. Τα τρανζίστορ με οδήγηση από το υπόστρωμα παρουσιάζουν μειωμένες απαιτήσεις για τροφοδοσία και αποτελούν ιδανική επιλογή για τοπολογίες κυκλωμάτων με πολύ χαμηλή τροφοδοσία. Μπορούν να επεξεργάζονται σήματα εισόδου κοινού τρόπου

10 2 μεγάλης τιμής και με μεγάλο εύρος ταλάντευσης. Επίσης, τα τρανζίστορ με οδήγηση από το υπόστρωμα διατηρούνται στην αγωγή για αρνητικές, μηδενικές και μικρές θετικές τιμές της V BS, σε αντίθεση με τα τρανζίστορ που οδηγούνται από την πύλη τα οποία μόνο για θετική τιμή της τάσης V GS, βρίσκονται στην αγωγή. Η επεξεργασία σήματος γίνεται ανεξάρτητη από περιορισμούς σχετικούς με την τάση κατωφλίου και παρουσιάζουν καλύτερη γραμμικότητα ως προς την διαγωγιμότητα και σταθερότερη τιμή διαγωγιμότητας στις μεταβολές του κοινού σήματος εισόδου. Πέρα από τα πλεονεκτήματα που μας προσφέρουν, τα τρανζίστορ με οδήγηση από το υπόστρωμα έχουν και κάποια σημαντικά μειονεκτήματα. Πρώτο και κύριο είναι η πολύ μικρή τιμή διαγωγιμότητας σε σχέση με αυτήν της πύλης, αφού η τιμή της μπορεί να είναι και 5 φορές μικρότερη. Επίσης, τα τρανζίστορ με οδήγηση από το υπόστρωμα παρουσιάζουν μεγάλη ευαισθησία στο θόρυβο, ενώ έχουν και χειρότερη απόκριση συχνότητας. Το γεγονός πως η πόλωση των τρανζίστορ εξαρτάται από την CMOS τεχνολογία ολοκλήρωσης περιορίζει τις εφαρμογές της τεχνικής. Έτσι, σε CMOS τεχνολογία πηγαδιού n τύπου, μόνο p τύπου κανάλι είναι διαθέσιμο. Άλλο σημείο στo οποίo πρέπει να δώσει έμφαση ένας σχεδιαστής είναι στην πιθανότητα εμφάνισης μεγάλης ορθής πόλωσης στην επαφή p-n μεταξύ υποστρώματος-πηγής για την αποφυγή της εμφάνισης του φαινομένου latch-up. Τέλος, κατά την φυσική σχεδίαση (layout) των κυκλωμάτων, τα τρανζίστορ οδηγούμενα από το υπόστρωμα παρουσιάζουν χειρότερο ταίριασμα (matching), ενώ καταλαμβάνουν σχετικά μεγαλύτερη επιφάνεια στο ολοκληρωμένο κύκλωμα. Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία γίνεται μελέτη αναλογικών κυκλωμάτων για την εφαρμογή τους σε βιοϊατρικές συσκευές και πιο συγκεκριμένα σε βοηθήματα ακοής. Έτσι, στο κεφάλαιο 1 αναφερόμαστε στο σύστημα ακοής, στις αιτίες απώλειας της ακοής καθώς και στις συνέπειες που έχει η βαρηκοΐα στην ζωή των ασθενών. Για να κατανοήσουμε το πως διαμορφώνεται το κανάλι αγωγής ρεύματος σε ένα MOSFET είτε αυτό γίνεται μέσω του ακροδέκτη της πύλης είτε μέσω του ακροδέκτη του υποστρώματος πρέπει να μελετηθεί η φυσική δομή του τρανζίστορ. Για τον λόγο αυτό, στο κεφάλαιο 2 γίνεται αναλυτική περιγραφή της δομής και της λειτουργία ενός MOSFET πύκνωσης, όπου εφαρμόζοντας μια θετική τάση V GS σε ένα NMOS πύκνωσης σχηματίζεται ένα κανάλι ελευθέρων στην επιφάνεια του υποστρώματος που βρίσκεται κάτω από την πύλη. Στην συνέχεια, αναφερόμαστε στις τρεις περιπτώσεις αναστροφής φορέων σε ένα κανάλι, στην ισχυρή αναστροφή (strong inversion), στην μέτρια αναστροφή (moderate inversion) και στην ασθενή αναστροφή (weak inversion) και δίνουμε τις εξισώσεις που περιγράφουν το ρεύμα απαγωγού και την διαγωγιμότητα της πύλης τόσο στην ισχυρή όσο και την ασθενή αναστροφή (Δεν υπάρχει ακριβές μοντέλο λειτουργία του τρανζίστορ για την μέτρια αναστροφή). Παρατηρούμε ότι το ρεύμα απαγωγού στην ασθενή αναστροφή εξαρτάται εκθετικά από την τάση V GS με μια σχέση παρόμοια με αυτήν της εξάρτησης του I C από την τάση V BE στα BJT, γι αυτό και στο τέλος του κεφαλαίου παραθέτουμε και τις εξισώσεις που περιγράφουν την λειτουργία του BJT τρανζίστορ.

11 3 Στο κεφάλαιο 3 ασχολούμαστε με βαθμίδες ενισχυτών μεταβλητού κέρδους. Αρχικά υλοποιούμε μια απλή βαθμίδα ενισχυτή μεταβλητού κέρδους με διπολικά τρανζίστορ και το διαφορικό ρεύμα που παίρνουμε στην έξοδο είναι γραμμικό. Έπειτα, γίνεται υλοποίηση του ίδιου κυκλώματος με CMOS τρανζίστορ τόσο στην ισχυρή όσο και στην ασθενή αναστροφή. Στην πρώτη περίπτωση το διαφορικό ρεύμα στην έξοδο είναι έντονα μη-γραμμικό, ενώ στην δεύτερη είναι γραμμικό, κάτι που το αναμέναμε αφού όπως έχουμε ήδη αναφέρει το ρεύμα απαγωγού στην ασθενή αναστροφή σε ένα MOSFET είναι εκθετικό όπως το ρεύμα του συλλέκτη σε ένα BJT. Στο τέλος αυτού του κεφαλαίου παρουσιάζεται ένας διαφορικός ενισχυτής ρεύματος με κέρδος γραμμικό σε db ο οποίος βασίζεται στην οδήγηση από το υπόστρωμα. Πολώνεται στην ασθενή αναστροφή και υλοποιείται με PMOS τρανζίστορ λόγω της τεχνολογίας 0.35μm AMS που χρησιμοποιούμε. Το κέρδος του συγκεκριμένου ενισχυτή μεταβάλλεται εκθετικά σε σχέση με μια τάση ελέγχου για αυτό και τον χαρακτηρίζουμε ως ενισχυτή μεταβλητού κέρδους linear-in-db. Στο κεφάλαιο 4 μελετώνται η μη-γραμμικότητα και οι διαγωγοί. Αρχικά, ορίζουμε την μη-γραμμικότητα και παρατηρούμε το πώς περιορίζεται με την χρήση διαφορικών κυκλωμάτων. Γίνεται δηλαδή μια σύγκριση μεταξύ ενός απλού και ενός διαφορικού ενισχυτή που έχουν ίδιο κέρδος. Εν συνεχεία, αναλύουμε το πώς η αρνητική ανάδραση επιδρά στην μη-γραμμικότητα ενός κυκλώματος. Επειδή η μηγραμμικότητα μπορεί να θεωρηθεί σαν μεταβολή του κέρδους μικρού σήματος με το επίπεδο εισόδου, αναμένουμε η αρνητική ανάδραση να καταστέλλει την μεταβολή, δίνοντας υψηλότερη γραμμικότητα για το σύστημα κλειστού βρόχου. Έπειτα, αναφερόμαστε σε διαγωγούς. Ξεκινάμε με ένα απλό διαφορικό ζεύγος πολωμένο στην ασθενή αναστροφή και συνεχίζουμε προσθέτοντας σε αυτό degeneration αντιστάσεις ή ακόμα και τελεστικούς ενισχυτές στην είσοδο. Στο τέλος του τέταρτου κεφαλαίου περιγράφουμε έναν διαγωγό που βασίζεται στην βαθμίδα ακόλουθου τάσης με αναστροφή (Flipped Voltage Follower). Γίνεται η ανάλυση του και παρουσιάζονται οι επιδόσεις του βασισμένες στα αποτελέσματα της προσομοίωσης του. Στο κεφάλαιο 5 χρησιμοποιούμε τον Bulk-Driven ενισχυτή ως ενισχυτή μεταβλητού κέρδους (Variable Gain Amplifier, VGA) και προτείνουμε έναν τρόπο για τον έλεγχο της μεταβολής της ενίσχυσης. Χρησιμοποιούνται κυκλώματα πλήρως διαφορικών τελεστικών ενισχυτών καθώς και ο προτεινόμενος διαγωγός του κεφαλαίου 4. Σε όλα τα διαφορικά κυκλώματα χρησιμοποιείται βρόχος ανάδρασης κοινού σήματος (common-mode feedback loop,cmfb). Στο κεφάλαιο 6 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα των προσομοιώσεων των βασικών κυκλωμάτων της διπλωματικής εργασίας.

12 4

13 5 Κεφάλαιο 1 Προβλήματα στην ακοή και τρόπος αντιμετώπισης 1.1 Το σύστημα της ακοής Η ακοή είναι μία από τις πέντε αισθήσεις. Είναι μία σύνθετη διαδικασία η οποία προσλαμβάνει τους ήχους και αποδίδει σημασία σε αυτούς. Το ανθρώπινο αυτί είναι πλήρως ανεπτυγμένο κατά τη γέννηση και ανταποκρίνεται τόσο σε χαμηλούς όσο και σε δυνατούς ήχους. Ακόμα και στην μήτρα τα βρέφη ανταποκρίνονται στους ήχους. Η ικανότητα να ακούμε είναι κρίσιμη για να μπορούμε να αποδίδουμε νόημα στον κόσμο γύρω μας. Το αυτί διακρίνεται σε τρία τμήματα: το έξω αυτί, το μέσο αυτί και το έσω αυτί. Κάθε τμήμα έχει μια συγκεκριμένη λειτουργία που επιτρέπει στα ηχητικά κύματα να μετασχηματιστούν σε ηλεκτρικούς παλμούς που ο εγκέφαλος μπορεί να κατανοήσει. Το έξω αυτί συλλέγει τα ηχητικά κύματα και τα οδηγεί στο μέσο αυτί. Εκεί, το μέσο αυτί ενισχύει τον ήχο και τον μεταδίδει στο έσω αυτί. Το έσω αυτί μετατρέπει τις ηχητικές δονήσεις σε ηλεκτρικούς παλμούς που ταξιδεύουν μέσω του ακουστικού νεύρου στον εγκέφαλο. Σχήμα 1.1 Μηχανισμός ακοής

14 6 Το εξωτερικό τμήμα του αυτιού έχει μια εξειδικευμένη μορφή. Αυτή εξυπηρετεί τον καθορισμό της κατεύθυνσης των ήχων αλλά και στην ενίσχυση των ακουστικών συχνοτήτων στο εύρος της ανθρώπινης ομιλίας. Όταν τα ηχητικά κύματα συλλέγονται οδηγούνται μέσω του ακουστικού πόρου και προσπίπτουν σε μια μικρή μεμβράνη διαμέτρου 10 χιλιοστών, το τύμπανο. Τα ηχητικά κύματα προκαλούν δονήσεις στο τύμπανο. Οι δονήσεις αυτές μεταφέρονται στο μέσο αυτί η λειτουργία του οποίου είναι η μεταφορά του ήχου. Τα οστάρια στο μέσο αυτί, η σφύρα, ο άκμονας και ο αναβολέας τίθενται σε κίνηση. Η σφύρα εφάπτεται στο τύμπανο του αυτιού και καθώς ο ήχος μεταφέρεται μέσω των τριών οσταρίων οι δυνάμεις φθάνουν ενισχυμένες στον αναβολέα. Ο αναβολέας λειτουργεί σαν έμβολο δημιουργώντας κύματα στο υγρό του εσωτερικού αυτιού. Η πιο σημαντική αύξηση δύναμης γίνεται από ένα σύστημα υδραυλικής ενίσχυσης. Πιο συγκεκριμένα, η όψη του αναβολέα έχει μια επιφάνεια 3.2mm 2 ενώ το τύμπανο έχει μια επιφάνεια 55mm 2. Αυτή η διαφορά έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της τελικής δύναμης κατά 22 φορές σε σχέση με εκείνη που δημιουργήθηκε όταν φτάνει ο ήχος στο τύμπανο. Στη συνέχεια, συναντούμε το πιο περίπλοκο όργανο της ακοής, τον κοχλία. Ο αναβολέας με την κίνηση του, δημιουργεί κύματα πίεσης που ταξιδεύουν κατά μήκος αυτού του οργάνου. Στα εσωτερικά τοιχώματα του κοχλία υπάρχουν 20 με 30 χιλιάδες αυλοειδής ίνες. Καθώς τα κύματα ταξιδεύουν κατά μήκος αυτής της δομής, συναντούν ίνες με αντίστοιχη συχνότητα συντονισμού με τον ήχο που ακούσαμε. Εκεί εκδηλώνεται απελευθέρωση ενέργειας. Δεν είναι όμως αυτές οι ίνες υπεύθυνες για την αίσθηση της ακοής. Υπάρχει μία ειδική δομή σε αυτές τις ίνες που περιέχει τριχωτά κύτταρα. Όταν οι ίνες συντονίζονται θέτουν σε κίνηση τα τριχωτά κύτταρα τα οποία στη συνέχεια στέλνουν ηλεκτρικούς παλμούς στο κοχλιακό νεύρο και κατ επέκταση στον εγκέφαλο. Κάθε χροιά ήχου συντονίζεται σε συγκεκριμένη περιοχή του κοχλία. Πιο δυνατοί ήχοι προκαλούν την κίνηση σε περισσότερα τριχωτά κύτταρα. Ο εγκέφαλος μας μεταφράζει όλα αυτά τα δεδομένα με απίστευτη ταχύτητα για να μπορεί ο άνθρωπος να παρακολουθεί συζητήσεις και γενικά να αντιλαμβάνεται τους ήχους στο περιβάλλον του. 1.2 Αίτια απώλειας ακοής και παθήσεις Οι πιο κοινές αιτίες της απώλειας ακοής είναι η γήρανση και ο θόρυβος. Καθώς μεγαλώνουμε τα τριχωτά κύτταρα στο έσω αυτί μας αρχίζουν να εκφυλίζονται. Αυτό συμβαίνει σε όλους μας. Μερικοί άνθρωποι χάνουν την ακοή τους νωρίτερα και γρηγορότερα από τους άλλους. Ένας ενήλικας στους πέντε, ενώ περισσότερο από το μισό σύνολο των ατόμων άνω των 80 υποφέρουν από απώλεια ακοής. Η απώλεια αυτή η οποία σχετίζεται με την ηλικία ονομάζεται Presbyacusis (πρεσβυακουσία). Οι περισσότεροι άνθρωποι με πρεσβυακουσία έχουν σαν πρώτη τους εμπειρία μια μείωση στην ικανότητα τους να ακούν ήχους υψηλής συχνότητας. Η ομιλία περιέχει ήχους υψηλής συχνότητας, έτσι ώστε να πρώτα σημάδια της πρεσβυακουσίας μπορεί να είναι η δυσκολία να καταλάβει κάποιος τι του λένε. Ομιλία με ήχους υψηλών συχνοτήτων έχουμε όταν χρησιμοποιούνται τα σύμφωνα σ, τα, κ, π και στ.

15 7 Άλλη σημαντική αιτία απώλειας ακοής είναι ο θόρυβος. Περιβαλλόμαστε από θορύβους σε όλους σχεδόν τους τομείς της σύγχρονης ζωής. Οι άνθρωποι δεν συμπαθούν δυνατούς θορύβους ή τους έντονους ήχους. Τα αυτιά μας είναι λεπτές και πολύπλοκες δομές που καταστρέφονται εύκολα. Μία συνεχής στάθμη θορύβου 85dB θα οδηγήσει σε βλάβες στην ακοή. Πρόκειται για το ηχητικό επίπεδο των βαρέων οχημάτων οδικής κυκλοφορίας. Το κομπρεσέρ έχει ηχητικό επίπεδο περίπου 100dB και οι συναυλίες φτάνουν σχεδόν τα dB. Παθήσεις ακοής-βαρηκοΐα Όταν κάποιο τμήμα του αυτιού δεν λειτουργεί σωστά, το αποτέλεσμα είναι η μείωση της ακοής. Υπάρχουν διάφορες παθήσεις ακοής που συνοψίζονται παρακάτω: Βαρηκοΐα Αγωγιμότητας. Προκαλείται από βλάβη στο έξω ή μέσο αυτί. Τα ηχητικά κύματα εμποδίζονται καθώς κινούνται μέσω του έξω ή μέσου αυτιού. Καθώς ο ήχος δεν μπορεί να μεταδοθεί αποτελεσματικά, η ηχητική ενέργεια που φθάνει στο έσω αυτί είναι αδύνατη ή χαμηλή. Η βαρηκοΐα αγωγιμότητας μπορεί να προκληθεί από μόλυνση, ύπαρξη σημαντικής ποσότητας σμήγματος εντός του ακουστικού πόρου, υγρό στο μέσο αυτί, βλάβη στα οστάρια του μέσου αυτιού, διάτρηση της τυμπανικής μεμβράνης ή ύπαρξη ξένου σώματος στον ακουστικό πόρο. Ενδείξεις/ συμπτώματα περιλαμβάνουν: Σχήμα 1.2 Βαρηκοΐα Αγωγιμότητας Αμυδρή ή θαμπή αντίληψη ομιλίας και άλλων ήχων Πόνος στο αυτί ή εκροή υγρού Ερυθρότητα ή πρήξιμο του εξωτερικού τμήματος του αυτιού Πίεση ή αίσθηση πληρότητας εντός του αυτιού Νευροαισθητήριος βαρηκοΐα. Προκαλείται από βλάβη στο έσω αυτί. Τα ηχητικά κύματα κινούνται κανονικά μέσω του έξω και μέσου αυτιού, ενώ το έσω αυτί αδυνατεί να συλλάβει τις δονήσεις ή αδυνατεί να στείλει τις δονήσεις στον εγκέφαλο. Συνήθως εμφανίζεται και στα δύο αυτιά. Η νευροαισθητήριος βαρηκοΐα μπορεί να

16 8 προκληθεί από μόλυνση, νόσο, ορισμένα φαρμακευτικά σκευάσματα, υπέρμετρο θόρυβο, προβλήματα από την γέννα καθώς και την γήρανση. Ενδείξεις/ συμπτώματα περιλαμβάνουν: Σχήμα 1.3 Νευροαισθητήριος Βαρηκοΐα Αντίληψη ομιλίας και άλλων ήχων με παραμόρφωση ή χωρίς ευκρίνεια Δυσκολία ακοής συγκεκριμένων τόνων (συνήθως υψηλών συχνοτήτων) Άκουσμα ενός συνεχούς ή περιοδικού κουδουνίσματος ή βουίσματος Δυσκολία στην κατανόηση ομιλίας με παρουσία θορύβου Μικτή βαρηκοΐα. Προκαλείται από βλάβη τόσο στο έξω/ μέσο αυτί όσο και στο έσω αυτί. Τυπικά, τα ηχητικά κύματα δεν μεταδίδονται αποτελεσματικά στο έσω αυτί, δεν ανιχνεύονται και δεν περνάνε στον εγκέφαλο. Για αυτόν τον λόγο, μια μικτή βαρηκοΐα αποτελεί τον συνδυασμό μεταδόσεως και νευροαισθητηρίου βαρηκοΐας. Σχήμα 1.4 Μικτή Βαρυκοΐα Ενδείξεις/ συμπτώματα περιλαμβάνουν: Βλέπε Ενδείξεις/ συμπτώματα βαρηκοΐας Αγωγιμότητας και Νευροαισθητηρίου

17 9 Κεντρική βαρηκοΐα. Προκαλείται από βλάβη στο ακουστικό νεύρο ή στα ακουστικά κέντρα. Τα ηχητικά κύματα μεταδίδονται φυσιολογικά μέσω και των τριών τμημάτων του αυτιού, αλλά είτε το ακουστικό αδυνατεί να μεταδώσει τους ηλεκτρικούς παλμούς στον εγκέφαλο είτε τα ακουστικά κέντρα του εγκεφάλου δεν λαμβάνουν τα σήματα σωστά. Μια κεντρική βαρηκοΐα μπορεί να προκληθεί από κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις, νόσους ή όγκους. Ενδείξεις/ συμπτώματα περιλαμβάνουν: Σχήμα 1.5 Κεντρική Βαρηκοΐα Αντίληψη ήχων χωρίς τη δυνατότητα της κατανόησης 1.3 Συνέπειες της απώλειας ακοής Η απώλεια της ακοής μπορεί να οδηγήσει σε πολλά κοινωνικά και ψυχολογικά προβλήματα. Οι αντιδράσεις διαφέρουν από άτομο σε άτομο. Οι άνθρωποι που υποφέρουν από απώλεια ακοής συχνά βρίσκουν εξαιρετικά δύσκολο να συμμετέχουν σε κοινωνικές δραστηριότητες, ακόμα και μέσα στην ίδια τους την οικογένεια. Μερικά κοινά κοινωνικά προβλήματα για τα άτομα αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν: Απομόνωση και απόσυρση Παραμέληση Διάσπαση της προσοχής/έλλειψη συγκέντρωσης Προβλήματα στην εργασία-μπορεί να πρέπει να εγκαταλείψουν την εργασία/ πρόωρη συνταξιοδότηση Προβλήματα συμμετοχής στην κοινωνική ζωή και μειωμένη κοινωνική δραστηριότητα Προβλήματα επικοινωνίας με σύζυγο, συγγενείς και φίλους Προβλήματα επικοινωνίας με τα παιδιά και τα εγγόνια Απώλεια της οικειότητας

18 10 Η απώλεια της ακοής μπορεί να έχει και σοβαρές αρνητικές ψυχολογικές επιπτώσεις. Οι ψυχολογικές συνέπειες μπορεί να περιλαμβάνουν: Ντροπή, ενοχή και θυμό Αμηχανία Προβλήματα συγκέντρωσης Λύπη ή κατάθλιψη Ανησυχία και απογοήτευση Άγχος και καχυποψία Ανασφάλεια Αυτοκριτική και χαμηλή αυτοεκτίμηση 1.4 Περιγραφή λειτουργίας βοηθήματος ακοής Τα άτομα με προβλήματα ακοής ωφελούνται κοινωνικά και ψυχολογικά, και βελτιώνουν την ποιότητα ζωής τους όταν η απώλεια της ακοής τους αντιμετωπίζεται με τα κατάλληλα ακουστικά βαρηκοΐας. Οι χρήστες ακουστικών βαρηκοΐας εμφανίζουν δραματική αύξηση της ποιότητας ζωής. Διατηρούν καλύτερα τις οικογενειακές σχέσεις, έχουν περισσότερη αυτοπεποίθηση, ανεξαρτησία και ασφάλεια. Παρακάτω περιγράφεται η λειτουργία ενός βοηθήματος ακοής: 1. Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν προς το αυτί (γκρίζο) και κατά συνέπεια προς το ακουστικό (ροζ) 2. Ένα μικρόφωνο λαμβάνει τους ήχους και τους μετατρέπει σε ηλεκτρικό ρεύμα 3. Ένα κύκλωμα ενισχυτή ενισχύει το ρεύμα. 4. Μία μικρή μπαταρία τροφοδοτεί το κύκλωμα του ενισχυτή 5. Το ενισχυμένο ρεύμα οδηγεί ένα μικροσκοπικό μεγάφωνο που ονομάζεται και δέκτης 6. Ο δέκτης στέλνει τους ήχους μέσα από το ear hook. 7. Το ear hook κατευθύνει τον ήχο στο εκμαγείο (ένα καλούπι από ακρυλικό υλικό ή σιλικόνη, κατασκευασμένο στα μέτρα του ακουστικού πόρου του ασθενή) 8. Τα ηχητικά κύματα αυξημένης έντασης ταξιδεύουν στο εσωτερικό του αυτιού

19 11 Σχήμα 1.6 Μέρη βοηθήματος ακοής 1.5 Χρήση βρόχου αυτομάτου ελέγχου του κέρδους σε βοηθήματα ακοής Η απώλεια ακοής είναι μία από τις πιο συνηθισμένες βλάβες του ανθρώπινου οργανισμού. Εκτιμάται ότι την χρονιά 2015 περισσότεροι από 700 εκατομμύρια άνθρωποι θα υποφέρουν από ήπια κώφωση. Οι περισσότεροι μπορούν να βοηθηθούν από συσκευές ακουστικών ανάλογα με την σοβαρότητα της κατάστασης τους. Για ασθενείς με βλάβη στην ακοή, ο ήχος που χαρακτηρίζεται από πολλές απότομες και προσωρινές μεταβολές δεν είναι κατάλληλος για το δυναμικό εύρος τους. Έτσι, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα με αυτόματο έλεγχο κέρδους (Automatic Gain Control, AGC) για να μας προσφέρει κάποια βελτίωση και σαφήνεια σε αυτό που ακούνε. Όπως γνωρίζουμε, ένα κύκλωμα AGC παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στις σύγχρονες συσκευές βοηθημάτων ακοής και στα συστήματα επικοινωνιών. Στις συσκευές βοηθημάτων ακοής, το AGC κύκλωμα είναι ένα σύστημα ρύθμισης κλειστού βρόχου που ελέγχει το κέρδος τάσης αυτόματα και διατηρεί την τάση εξόδου σε ένα κατάλληλο εύρος. Χρησιμοποιείται, δηλαδή, στην συμπίεση του δυναμικού εύρους του σήματος εισόδου. Με την συμπίεση αυτή, το σήμα εξόδου διατηρείται σε ένα μέσο επίπεδο, άνετο για τον χρήστη. Στο σχήμα 1.7 παρουσιάζεται μια γενική περιγραφή ενός βρόχου αυτομάτου ελέγχου.

20 12 V in Ενισχυτής Μεταβλητού Κέρδους Ενισχυτής Σταθερού Κέρδους V out V c Κύκλωμα Ελέγχου Κέρδους Κύκλωμα Ανορθωτή Κύκλωμα Ανιχνευτή Περιβάλλουσας Συγκριτής V ref Σχήμα 1.7 Γενική περιγραφή βρόχου αυτομάτου ελέγχου του κέρδους Ο AGC βρόχος αποτελείται από έναν ενισχυτή μεταβλητού κέρδους (VGA), που μπορεί να ακολουθείται από έναν ενισχυτή σταθερού κέρδους σε περίπτωση που το σήμα στην έξοδο χρειάζεται επιπρόσθετη ενίσχυση. Είναι αναγκαίο ο VGA να είναι γραμμικός σε db, δηλαδή πρέπει να μεταβάλλει την ενίσχυση του εκθετικά ως προς μια συγκεκριμένη ποσότητα. Αυτή η ιδιότητα είναι πολύ σημαντική για τον AGC βρόχο γιατί το σήμα εισόδου μπορεί να μεταβάλλεται απότομα αρκετές τάξεις μεγέθους. Επιπλέον, στον βρόχο αυτόν υπάρχει το κύκλωμα ανίχνευσης περιβάλλουσας της εξόδου, ένα βαθυπερατό φίλτρο και ένας συγκριτής. Αρχικά, στην είσοδο του συστήματος μας εφαρμόζεται ένα σήμα V in το οποίο ενισχύεται από τον ενισχυτή μεταβλητού κέρδους και στην έξοδο παράγεται το σήμα εξόδου V out. Εν συνεχεία, ανιχνεύεται η περιβάλλουσα της εξόδου και το σήμα V det που προκύπτει τροφοδοτείται σε ένα βαθυπερατό φίλτρο όπου ολοκληρώνεται. Έπειτα, το φιλτραρισμένο σήμα συγκρίνεται με μία τάση αναφοράς μέσω του κυκλώματος ενός διαφορικού ενισχυτή. Έτσι, η διαφορά του φιλτραρισμένου σήματος από την τάση αναφοράς ενισχύεται και τροφοδοτείται σε ένα γραμμικό κύκλωμα ελέγχου του κέρδους ιδιαιτέρως σημαντικό τόσο για την προστασία του ασθενούς από τις απότομες μεταβολές του επιπέδου του ήχου όσο και για την διατήρηση της γραμμικότητας των κυκλωμάτων. Τέλος, η έξοδος του κυκλώματος ελέγχου του κέρδους αποτελεί την τάση ελέγχου V c με βάση την οποία διαμορφώνεται η ενίσχυση του ενισχυτή μεταβλητού κέρδους. Στο σχήμα 1.8 παρουσιάζεται η σχέση μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του μικροφώνου του βοηθήματος ακοής. Συνήθως, μία κανονική στάθμη ήχου στην καθημερινότητα κυμαίνεται από 30dB σε 70dB στάθμης πίεσης ήχου (sound pressure level, SPL), όπως υποδηλώνει το Εύρος 1 του σχήματος 1.8. Όταν το σήμα μας βρίσκεται εντός του Εύρους 1, απαιτείται μία υψηλού κέρδους ενίσχυση του ασθενούς σήματος εισόδου από το κύκλωμα μας. Αντιθέτως, όταν η στάθμη του ήχου υπερβαίνει τα 70dB SPL, σε Εύρος από 2 έως 8, το κέρδος

21 13 πρέπει να αποσβένεται γραμμικά στην λογαριθμική κλίμακα για την ασφάλεια του ασθενούς. Έξοδος μικροφώνου [mv] Εύρος 2~8 Εύρος 1 Στάθμη ήχου [db SPL] Σχήμα 1.8 Χαρακτηριστική μικροφώνου για βοηθήματα ακοής Το ακουστικό πρέπει να είναι φορητό και η μπαταρία του να έχει μεγάλη διάρκεια ζωής. Για αυτούς τους λόγους, το AGC κύκλωμα του ακουστικού πρέπει να λειτουργεί σε χαμηλή τροφοδοσία ώστε να είναι μικρό σε μέγεθος και η κατανάλωση του να μειωθεί στο ελάχιστο.

22 14

23 15 Κεφάλαιο 2 Εξισώσεις ρευμάτων σε MOS και BJT τρανζίστορ 2.1 MOSFET Στο κεφάλαιο αυτό θα ασχοληθούμε με έναν σημαντικό τύπο τρανζίστορ, το τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (field-effect transistor, FET). Όπως και στην περίπτωση των διπολικών τρανζίστορ, η τάση ανάμεσα σε δύο ακροδέκτες του FET ελέγχει το ρεύμα που ρέει στον τρίτο ακροδέκτη του και μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο ως ενισχυτής όσο και ως διακόπτης. Το τρανζίστορ επίδρασης πεδίου λαμβάνει το όνομά του από τον μηχανισμό της φυσικής λειτουργίας του. Συγκεκριμένα, το ρεύμα του ελέγχεται από το πεδίο που δημιουργεί η τάση που εφαρμόζεται στον ακροδέκτη ελέγχου. Επίσης, το ρεύμα του συνίσταται μόνο από ένα τύπο φορέων (ηλεκτρόνια ή οπές) ανάλογα με τον τύπο του FET (n-καναλιού ή p-καναλιού) και γι αυτό το λόγο καλείται και μονοπολικό τρανζίστορ (unipolar transistor). Παρόλο που η βασική αρχή των FET ήταν ήδη γνωστή από την δεκαετία του 30, το στοιχείο βρήκε πρακτική εφαρμογή πολύ αργότερα στην δεκαετία του 60. Από τα τέλη της δεκαετίας του 70 ένας συγκεκριμένος τύπος FET, το FET μετάλλουοξειδίου-ημιαγωγού (MOSFET, metal-oxide semiconductor FET ), έγινε ιδιαίτερα δημοφιλές. Συγκρίνοντας τα με τα BJT, τα MOSFET μπορούν να γίνουν ιδιαίτερα μικρά, ενώ η διαδικασία που ακολουθείται για την κατασκευή τους είναι σχετικά απλή. Άλλο χαρακτηριστικό των MOSFET είναι ότι χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα για την υλοποίηση ψηφιακών λειτουργιών και μνημών χωρίς την αναγκαία χρήση αντιστάσεων και διόδων. Γι αυτούς τους λόγους σήμερα όλα τα ολοκληρωμένα κυκλώματα πολύ μεγάλης κλίμακας ολοκλήρωσης (VLSI, very-large-scale integrated circuits) κατασκευάζονται με χρήση της τεχνολογίας MOS. Επίσης, η χρήση της τεχνολογίας MOS επεκτείνεται και στην περιοχή των αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Παρόλο που η οικογένεια των FET έχει πολλούς διαφορετικούς τύπους, εμείς στην παρούσα διπλωματική εργασία θα ασχοληθούμε και θα χρησιμοποιήσουμε τα MOSFET πύκνωσης. 2.2 Δομή και λειτουργία των MOSFET πύκνωσης Στο σχήμα 2.1 φαίνεται η φυσική δομή του MOSFET πύκνωσης n-καναλιού. Το τρανζίστορ υλοποιείται πάνω σε ένα υπόστρωμα τύπου p, πρόκειται για ένα μονοκρυσταλλικό πλακίδιο πυριτίου που αποτελεί την βάση για την κατασκευή του ολοκληρωμένου κυκλώματος ή του MOSFET ως διακριτό ηλεκτρικό στοιχείο. Στο υπόστρωμα

24 16 Πηγή (S) Πύλη (G) Απαγωγός (D) Οξείδιο (SiO2) Μέταλλο n+ Περιοχή καναλιού L n+ Υπόστρωμα τύπου p Υπόστρωμα (B) Σχήμα 2.1 Τομή φυσικής δομής του MOSFET πύκνωσης δημιουργούνται δύο περιοχές τύπου n υψηλής νόθευσης, που σημειώνονται στο σχήμα με n +. Οι περιοχές αυτές είναι η πηγή (source) και ο απαγωγός (drain) του MOSFET. Ένα λεπτό στρώμα διοξειδίου του πυριτίου (SiO 2 ), το οποίο είναι εξαιρετικός μονωτής, αναπτύσσεται πάνω στην επιφάνεια του υποβάθρου, καλύπτοντας την περιοχή ανάμεσα στην πηγή και στον απαγωγό. Πάνω σε αυτό το στρώμα οξειδίου εναποτίθεται μέταλλο για τον σχηματισμό του ηλεκτροδίου της πύλης του MOSFET. Επαφές μετάλλου φτιάχνονται στον απαγωγό, στην πηγή και στο υπόστρωμα, που λέγεται και σώμα (body). Συνεπώς, σε ένα MOSFET έχουμε τέσσερις ακροδέκτες: τον ακροδέκτη πύλης (G), απαγωγού (D), πηγής (S) και υποστρώματος (B). Σύμφωνα με την παραπάνω περιγραφή, το MOSFET είναι ένα FET μετάλλουοξειδίου-ημιαγωγού(metal-oxide-semiconductor FET). Ο όρος αυτός χρησιμοποιείται και για στοιχεία που δεν έχουν μέταλλο στο ηλεκτρόδιο της πύλης. Στην πράξη τα σύγχρονα MOSFET κατασκευάζονται με μια τεχνολογία (silicon-gate technology) που χρησιμοποιεί έναν συγκεκριμένο τύπο πυριτίου (πολυκρυσταλλικό πυρίτιοpolysilicon) για το ηλεκτρόδιο της πύλης. Το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο έχει ιδιότητες μετάλλου αλλά ίδιο έργο εξόδου με αυτό του πυριτίου. Ένα άλλο όνομα για το MOSFET είναι FET απομονωμένης πύλης (insulated-gate FET ή συντομογραφικά IGFET). Με το όνομα αυτό δίνεται έμφαση στο γεγονός ότι το ηλεκτρόδιο της πύλης είναι ηλεκτρικά μονωμένο από το σώμα του στοιχείου (με το οξείδιο που βρίσκεται κάτω από την πύλη). Εξαιτίας της ύπαρξης του οξειδίου το ρεύμα πύλης είναι εξαιρετικά μικρό (της τάξης του Α ) Λειτουργία χωρίς τάση στην πύλη Έχοντας το ηλεκτρόδιο της πύλης ασύνδετο έχουμε δύο διόδους pn σε σειρά μεταξύ του απαγωγού και της πύλης. Η μία σχηματίζεται από την n + περιοχή απαγωγού και το p τύπου υποστρώματος και η άλλη από το υπόστρωμα και την n + περιοχή της πηγής (βλέπε σχήμα 2.1). Οι δίοδοι έχουν τις ανόδους τους συνδεδεμένες και αποτρέπουν την αγωγή ρεύματος από τον απαγωγό στην πηγή όταν εφαρμόζεται μια τάση V DS μεταξύ απαγωγού και πηγής.

25 Δημιουργία καναλιού αγωγής ρεύματος Θεωρούμε την κατάσταση που απεικονίζεται στο σχήμα 2.2. Έχουμε γειώσει των απαγωγό και την πηγή και έχουμε εφαρμόσει μια θετική τάση στην πύλη. Καθώς η πηγή είναι γειωμένη, η τάση πύλης που εφαρμόζουμε εμφανίζεται ανάμεσα στην πύλη και την πηγή και γι αυτό δηλώνεται σαν V GS. S V GS G D Οξείδιο (SiO2) Μέταλλο Κανάλι τύπου n n+ L n+ Υπόστρωμα τύπου p Περιοχή απογύμνωσης B Σχήμα 2.2 Εφαρμογή θετικής τάσης σε ένα NMOS πύκνωσης. Ένα κανάλι ελευθέρων ηλεκτρονίων σχηματίζεται στην επιφάνεια του υποστρώματος που βρίσκεται κάτω από την πύλη. Η θετική τάση που εφαρμόζεται απωθεί τις ελεύθερες οπές (οι οποίες είναι φορτισμένες θετικά) από την περιοχή υποστρώματος που βρίσκεται ακριβώς κάτω από την πύλη (η περιοχή του καναλιού). Οι οπές αυτές αφήνουν πίσω τους μια περιοχή απογύμνωσης φορέων, στην οποία η συγκέντρωση των αρνητικών δεσμευμένων φορτίων, που συσχετίζονται με τα άτομα των αποδεκτών, είναι μεγάλη. Τα φορτία αυτά είναι ακάλυπτα, γιατί οι αντίστοιχες οπές, που εξασφάλιζαν την ουδετερότητα φορτίου, έχουν απωθηθεί προς τα βαθύτερα στρώματα του υποβάθρου. Επίσης, η θετική τάση της πύλης έλκει ηλεκτρόνια από το υπόστρωμα και από τις περιοχές n + του απαγωγού και της πηγής προς την περιοχή του καναλιού. Όταν ένας επαρκής αριθμός ηλεκτρονίων συσσωρευθεί κοντά στην επιφάνεια του υποστρώματος που βρίσκεται κάτω από την πύλη, δημιουργείται μια περιοχή n που συνδέει τον απαγωγό με την πηγή, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.2. Τώρα αν εφαρμοστεί μια τάση μεταξύ του απαγωγού και της πηγής, θα προκύψει ρεύμα ελεύθερων ηλεκτρονίων μέσα από την περιοχή τύπου n. Η περιοχή αυτή, που η δημιουργία της καθορίζεται αποκλειστικά από την τάση πύλης, αποτελεί το κανάλι ροής ρεύματος. Γι αυτό το λόγο το MOSFET του σχήματος 2.2 καλείται MOSFET n-καναλιού ή NMOS transistor. Θα πρέπει να τονίσουμε ότι ένα MOSFET n-

26 18 καναλιού φτιάχνεται σε υπόστρωμα τύπου p και το κανάλι προκύπτει με την αναστροφή του τύπου των φορέων πλειονότητας στην επιφάνεια του υποστρώματος από p-τύπου σε n-τύπου. Για αυτό το λόγο το κανάλι λέγεται και στρώμα αναστροφής (inversion layer). Η τιμή της V GS για την οποία συσσωρεύεται επαρκής αριθμός ελευθέρων ηλεκτρονίων για την αγωγή ρεύματος λέγεται τάση κατωφλίου (threshold voltage) και δηλώνεται με V T. Προφανώς, η τάση V T, για ένα FET n-καναλιού είναι θετική. Η πύλη και το υπόστρωμα του MOSFET κάτω από την πύλη είναι παράλληλοι οπλισμοί ενός δυναμικού πυκνωτή που έχει για διηλεκτρικό το οξείδιο της πύλης. Η θετική τάση της πύλης προκαλεί τη συσσώρευση θετικού φορτίου στον πάνω οπλισμό του πυκνωτή (το ηλεκτρόδιο της πύλης). Το αντίστοιχο αρνητικό φορτίο συνίσταται από τα ηλεκτρόνια που συσσωρεύονται στο κανάλι. Το ηλεκτρικό πεδίο που σχηματίζεται κατά την εγκάρσια κατεύθυνση είναι αυτό που ελέγχει τη ποσότητα φορτίου στο κανάλι και κατά συνέπεια καθορίζει την αγωγιμότητα του. Με την σειρά του, το φορτίο καθορίζει το ρεύμα που ρέει στο κανάλι όταν εφαρμοστεί μια τάση V DS Εφαρμογή V DS μικρής τιμής Εφαρμόζουμε μια θετική τάση V DS ανάμεσα στον απαγωγό και την πηγή όπως φαίνεται στο σχήμα 2.3. Θεωρούμε πρώτα την περίπτωση που η V DS είναι μικρή. Εξαιτίας αυτής της τάσης έχουμε ροή ρεύματος απαγωγού I D μέσα από το κανάλι. Το ρεύμα συνίσταται από τη ροή ηλεκτρονίων από την πηγή προς τον απαγωγό. Το μέγεθος του I D εξαρτάται από την πυκνότητα των ηλεκτρονίων στο κανάλι, η οποία με την σειρά της εξαρτάται από την τιμή V GS. Συγκεκριμένα, στο οριακό σημείο V GS =V T δεν υπάρχουν αρκετά ελεύθερα ηλεκτρόνια διαθέσιμα για την ροή ηλεκτρικού ρεύματος (το κανάλι μόλις έχει σχηματιστεί) και το ρεύμα είναι αμελητέo. Περαιτέρω αύξηση του V GS έχει ως αποτέλεσμα την έλξη όλο και περισσότερων ηλεκτρονίων μέσα στο κανάλι. Μπορούμε να φανταστούμε την αύξηση των φορέων φορτίου σαν μια αύξηση στο βάθος του καναλιού. Το αποτέλεσμα είναι μια περιοχή αυξημένης αγωγιμότητας ή ισοδύναμα μειωμένης αντίστασης. Στην πραγματικότητα η αγωγιμότητα είναι ανάλογη της πλεονάζουσας τάσης (V GS -V T ) η οποία ονομάζεται τάση υπεροδήγησης. Συνεπάγεται ότι το ρεύμα I D θα είναι ανάλογο του V GS -V T και φυσικά ανάλογο της τάσης V DS που προκαλεί το ρεύμα αυτό.

27 19 S V GS G i G =0 i D D Μικρή V DS i S =i D Οξείδιο (SiO2) Κανάλι τύπου n n+ i D n+ Υπόστρωμα τύπου p B Σχήμα 2.3 Ένα NMOS τρανζίστορ με V GS >V T και με μικρή V DS. Στο σχήμα 2.4 παρουσιάζεται ένα τυπικό διάγραμμα που δίνει τις τιμές του ρεύματος I D σε συνάρτηση με την τάση V DS για διάφορες τιμές της V GS. Παρατηρούμε ότι το MOSFET συμπεριφέρεται σαν μια γραμμική αντίσταση που ελέγχεται από την τάση V GS. Η αντίσταση του MOSFET είναι άπειρη αν V GS V T γιατί το τρανζίστορ βρίσκεται στην αποκοπή και μειώνεται όσο η V GS αυξάνει. I D (ma) V GS =V Τ +4ΔV V GS =V Τ +3ΔV V GS =V Τ +2ΔV V GS =V Τ +ΔV V GS V T V DS (mv) Σχήμα 2.4 Η χαρακτηριστική I D -V DS του MOSFET για μικρή V DS.

28 20 Σύμφωνα με τα παραπάνω, αφού σχηματιστεί το κανάλι με την εφαρμογή μιας τάσης V GS >V T, μπορούμε να πούμε ότι περαιτέρω αύξηση της τάσης εμπλουτίζει το κανάλι ή δημιουργεί πύκνωση των φορέων στο κανάλι. Από τον τρόπο αυτό της λειτουργίας του προκύπτει και το όνομα του, MOSFET πύκνωσης (enhancementtype MOSFET). Τέλος, θα πρέπει να τονίσουμε ότι το ρεύμα I S που εξέρχεται της πηγής ισούται με το ρεύμα I D που εισέρχεται στoν απαγωγό και φυσικά I G = Εφαρμογή V DS μεγάλης τιμής Σε αυτήν την υποπαράγραφο εξετάζουμε τι συμβαίνει αν η V DS αυξηθεί. Γι αυτό τον σκοπό θεωρούμε ότι η V GS διατηρείται σταθερή σε μια τιμή μεγαλύτερη από V T. Στο σχήμα 2.5 παρατηρούμε ότι η V DS εμφανίζεται ως μια πτώση τάσης κατά μήκος του καναλιού και όσο απομακρυνόμαστε από την πηγή, η τάση αυξάνει από 0 σε V DS. i G =0 Μεγάλη V DS S V GS G i D D i S =i D Οξείδιο (SiO2) Κανάλι τύπου n n+ n+ Υπόστρωμα τύπου p B Σχήμα 2.5 Λειτουργία του NMOS πύκνωσης καθώς η V DS αυξάνει. Το κανάλι που σχηματίστηκε δεν έχει ομοιόμορφο βάθος και η αντίσταση του αυξάνει καθώς κινούμαστε προς τον απαγωγό. Η V GS διατηρείται σταθερή σε μια τιμή > V T. Συνεπώς, η τάση ανάμεσα στην πύλη και στα διάφορα σημεία του καναλιού μειώνεται από V GS στο άκρο της πηγής σε (V GS -V DS ) στο άκρο του απαγωγού. Καθώς το βάθος του καναλιού εξαρτάται από την τάση, εξάγεται το συμπέρασμα ότι το κανάλι δεν είναι πλέον ομοιόμορφο, αλλά παρουσιάζει την κλίση που φαίνεται στο πάνω σχήμα, όντας πιο βαθύ στην πηγή απ ότι στον απαγωγό. Όσο η V DS αυξάνει, το βάθος του καναλιού, όσο προχωρούμε προς την περιοχή του απαγωγού μειώνεται, με αποτέλεσμα την αντίστοιχη μείωση της αντίστασης. Άρα η χαρακτηριστική της καμπύλης I D -V DS παύει να είναι ευθεία αλλά, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.6 καμπυλώνει. Τελικά, όταν η V DS γίνει τέτοια ώστε η τάση ανάμεσα στην πύλη και το

29 21 κανάλι να είναι V T (δηλαδή όταν V GS -V DS =V T ) το βάθος του καναλιού στο άκρο του απαγωγού μηδενίζεται, φτάνει δηλαδή σε ένα σημείο που το ονομάζουμε σημείο στραγγαλισμού (pinch-off). Η αύξηση της V DS πέρα από αυτήν την τιμή έχει μικρή επίδραση στο σχήμα του καναλιού και το ρεύμα μέσα από το κανάλι παραμένει σταθερό έχοντας την τιμή που είχε για V DS =V GS -V T. Το ρεύμα απαγωγού φτάνει σε κορεσμό σε αυτήν την τιμή και το MOSFET εισέρχεται στην περιοχή λειτουργίας που ονομάζεται περιοχή κορεσμού (saturation region). Η τάση V DS,sat στην οποία ξεκινά ο κορεσμός είναι V DS,sat =V GS -V T. Προφανώς, για κάθε τιμή της V GS V T υπάρχει η αντίστοιχη τιμή της V DS,sat πέρα από την οποία το στοιχείο λειτουργεί στον κορεσμό. Η περιοχή λειτουργίας για V DS <V DS,sat καλείται τριοδική περιοχή ή απλά τρίοδος. Ο χαρακτηρισμός αυτός έχει τις ρίζες του στην εποχή των τριόδων λυχνιών κενού, στοιχείων που η λειτουργία τους έχει αρκετά κοινά σημεία με την λειτουργία των FET. Επίσης, η περιοχή της τριόδου καλείται και γραμμική περιοχή, καθώς το MOSFET σε αυτή λειτουργεί ως γραμμική αντίσταση που ελέγχεται από την τάση πύλης. Σχήμα 2.6 Κορεσμός ρεύματος απαγωγού

30 Εξισώσεις MOSFET για διαφορετικά επίπεδα αναστροφής φορέων Σύμφωνα με όσα έχουμε αναφέρει παραπάνω, είδαμε ότι το MOSFET είναι αποκομμένο όταν V GS <V T και δεν διαρρέεται από ρεύμα. Αυτό δεν είναι τελείως αληθές, αφού έχει αποδειχθεί ότι για τιμές της V GS μικρότερες αλλά κοντά στην V T, ρέει ρεύμα Ι D. Στην περιοχή αυτή, που ονομάζεται περιοχή υποκατωφλίου (subthreshold region), το ρεύμα απαγωγού εξαρτάται εκθετικά από την τάση V GS με μια σχέση παρόμοια με αυτή της εξάρτησης του Ι C από την τάση V BE στα BJT. Με βάση την θεωρία που περιγράφει την λειτουργία των MOSFET τρανζίστορ, όταν αυτό βρίσκεται σε λειτουργία έχει δημιουργηθεί ένα κανάλι αναστροφής φορέων μεταξύ των περιοχών απαγωγού και πύλης. Το επίπεδο της αναστροφής φορέων καθορίζει τον τρόπο λειτουργίας του καναλιού ή αλλιώς τον τρόπο με τον οποίο κινούνται οι φορείς μέσα σε αυτό. Υπάρχουν τρεις περιπτώσεις αναστροφής φορέων: η ισχυρή αναστροφή (strong inversion) η μέτρια αναστροφή (moderate inversion) η ασθενής αναστροφή (weak inversion) Σχήμα 2.7 Χαρακτηριστική φορτίου αναστροφής Q I με τάση πύλης-υποστρώματος V GB

31 23 Η εκθετική σχέση μεταξύ φορτίου αναστροφής Q I και τάσης πύλης- υποστρώματος V GB γίνεται πιο εμφανής, αν ξανασχεδιάσουμε την προηγούμενη χαρακτηριστική με λογαριθμικό άξονα y αυτή τη φορά. Προκύπτει: Σχήμα 2.8 Χαρακτηριστική logq I με τάση πύλης-υποστρώματος V GB Μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν η ισχυρή και η ασθενής αναστροφή, αφού για αυτές υπάρχει ακριβές μοντέλο περιγραφής της λειτουργίας των τρανζίστορ. Για κάθε μια από αυτές τις περιπτώσεις αναστροφών υπάρχουν δύο περιοχές λειτουργίας του τρανζίστορ, αυτές είναι η τριοδική περιοχή και η περιοχή κόρου. Στην τριοδική περιοχή το ρεύμα εξαρτάται από την τάση μεταξύ του απαγωγού και της πηγής (V DS ). Αντίθετα στην περιοχή κόρου το ρεύμα είναι σχεδόν σταθερό και δεν εξαρτάται από την τάση μεταξύ του απαγωγού και της πύλης. Η περιοχή λειτουργίας του MOSFET τρανζίστορ καθορίζεται από τις συνθήκες πόλωσης, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. Επίπεδο Κόρος Τρίοδος Αναστροφής φορέων Ισχυρή αναστροφή V GS V T +3U Τ, V DS V GS -V T V GS V T +3U T, V DS < V GS -V T Ασθενής αναστροφή V GS < V T -3U T, V DS > 3U T V GS < V T -3U T, V DS < 3U T Πίνακας 2.1 Καθορισμός περιοχής λειτουργίας

32 24 Σε αυτό το σημείο πρέπει να διευκρινίσουμε ότι η τάση V T είναι η τάση κατωφλίου του MOSFET, ενώ U T είναι το θερμικό δυναμικό που δίνεται από την εξίσωση (2.1): (2.1) όπου q είναι η τιμή του φορτίου του ηλεκτρονίου, k είναι η σταθερά Boltzmann, T είναι η απόλυτη θερμοκρασία. Για θερμοκρασία δωματίου, δηλαδή για Τ=300Κ έχουμε θερμικό δυναμικό U T περίπου ίσο με 26mV. Στην παρούσα διπλωματική εργασία τα τρανζίστορ των κυκλωμάτων βρίσκονται είτε στην ασθενή αναστροφή είτε στην ισχυρή. Έτσι, στην περίπτωση του κόρου για την ισχυρή αναστροφή το ρεύμα απαγωγού δίνεται από την εξίσωση: (2.2) όπου μ n είναι η ευκινησία του φορτίου στο κανάλι, C ox είναι η χωρητικότητα μεταξύ πύλης και οξειδίου, ενώ W και L είναι το πλάτος και το μήκος του καναλιού αντίστοιχα. Στην βιβλιογραφία, η εξίσωση (2.2) αναφέρεται πολύ συχνά και ως τετραγωνικός νόμος. Η αντίστοιχη διαγωγιμότητα της πύλης δίνεται από την εξίσωση: (2.3) Αντίστοιχα, για λειτουργία στην ασθενή αναστροφή και στον κόρο η μαθηματική σχέση που περιγράφει το ρεύμα απαγωγού δίνεται από την εξίσωση: (2.4) όπου I D0 είναι το ρεύμα απαγωγού όταν το V GS =V BS =0 και είναι ανάλογο του W/L του FET, ενώ n ονομάζεται ο παράγοντας κλίσης και δίνεται από τον τύπο: (2.5) όπου C D είναι η χωρητικότητα στην περιοχή απογύμνωσης.

33 25 Στην περίπτωση της ασθενούς αναστροφής, η διαγωγιμότητα της πύλης του τρανζίστορ δίνεται από τον τύπο: (2.6) Παρατηρούμε ότι σε ένα FET πολωμένο στην ασθενή αναστροφή η εξίσωση που περιγράφει το ρεύμα απαγωγού είναι εκθετική, ενώ σε FET πολωμένο στην ισχυρή αναστροφή το ρεύμα απαγωγού ακολουθεί τον τετραγωνικό νόμο. Αυτό μπορεί να φανεί και από το διάγραμμα του I D συναρτήσει του V GS, σε δύο περιπτώσεις: όταν το I D είναι σε γραμμικό άξονα και όταν το I D είναι σε λογαριθμικό. I D I D αυξάνει με (V GS -V T ) 2 V GS V T V GS GS logi D παράγοντας του e I D αυξάνει με exp(v G /nu T ) V GS nu T Σχήμα 2.9 Χαρακτηριστική I D με V GS με γραμμικό και λογαριθμικό άξονα I D

34 Εξισώσεις ρευμάτων για διπολικά τρανζίστορ Ρεύμα Συλλέκτη Όπως έχουμε αναφέρει σε παραπάνω ενότητες, η εξίσωση του ρεύματος συλλέκτη I C ενός BJT τρανζίστορ έχει εκθετική μορφή και δίνεται από τον τύπο: (2.7) όπου Ι S είναι σταθερά η οποία ονομάζεται ρεύμα κορεσμού και U T είναι η θερμικό δυναμικό. Η αιτία της εκθετικής εξάρτησης έγκειται στο γεγονός ότι το ρεύμα διάχυσης των ηλεκτρονίων είναι ανάλογο προς την συγκέντρωση των φορέων μειονότητας, η οποία με την σειρά της είναι ανάλογη προς το exp(v BE /U T ). Τυπικές τιμές για το ρεύμα κορεσμού I S κυμαίνονται μεταξύ και Α (ανάλογα με το μέγεθος του στοιχείου) και είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας. Για κάθε ο C άνοδο της θερμοκρασίας το I S διπλασιάζεται περίπου. Έχουμε δύο συμπληρωματικούς τύπους BJT τα npn και pnp τρανζίστορ Ρεύμα Βάσης Έστω ότι έχουμε npn τρανζίστορ, το ρεύμα βάσης I B απαρτίζεται από δύο συνιστώσες. Η πρώτη και επικρατούσα συνιστώσα I B1 οφείλεται στις οπές που εγχέονται από την περιοχή βάσης στην περιοχή εκπομπού. Η συνιστώσα αυτή ρεύματος είναι ανάλογη προς το exp(v BE /U T ) και στην πυκνότητα προσμίξεων της βάσης. Η δεύτερη συνιστώσα του ρεύματος βάσης I B2 οφείλεται στις οπές που πρέπει να παρασχεθούν από το εξωτερικό κύκλωμα για να αντικαταστήσουν αυτές που χάθηκαν στη βάση κατά την διαδικασία του συνδυασμού με τα ηλεκτρόνια. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων ( και επομένως και των οπών) που παίρνει μέρος σε αυτή την διαδικασία είναι ανάλογος προς την συγκέντρωση των φορέων μειονότητας και προς το πλάτος της βάσης W. Έτσι, το I B2 είναι ανάλογο του exp(v BE /U T ) και του W. Από την παραπάνω ανάλυση συμπεραίνουμε ότι το ολικό ρεύμα βάσης I B (=I B1 +I B2 ) θα είναι ανάλογο του exp(v BE /U T ). Μπορούμε επομένως να εκφράσουμε το I B ως κλάσμα του I C με τον ακόλουθο τρόπο: (2.8) Έτσι, (2.9)

35 27 όπου το β είναι σταθερό για κάθε συγκεκριμένο τρανζίστορ. Για σύγχρονα npn τρανζίστορ, το β κυμαίνεται μεταξύ 100 και 200, αλλά μπορεί να λάβει και τιμή 1000 σε ειδικές περιπτώσεις τρανζίστορ. Η σταθερά β λέγεται και κέρδος ρεύματος κοινού εκπομπού. Όπως φαίνεται από τα παραπάνω, η τιμή του β επηρεάζεται πολύ από δύο παράγοντες: το πλάτος της περιοχής βάσης και τη σχετική νόθευση των περιοχών βάσης και εκπομπού. Για να πάρουμε υψηλό β (που είναι ιδιαίτερα επιθυμητό εφόσον το β παριστά παράμετρο κέρδους) η βάση θα πρέπει να είναι στενή και ελαφρώς νοθευμένη, ενώ ο εκπομπός πρέπει να έχει υψηλό ποσοστό προσμίξεων Ρεύμα Εκπομπού Εφόσον το ρεύμα που εισέρχεται μέσα σε ένα τρανζίστορ θα πρέπει να το εγκαταλείψει, μπορούμε να πούμε ότι το ρεύμα εκπομπού Ι Ε είναι το άθροισμα του ρεύματος συλλέκτη I C και του ρεύματος βάσης Ι Β : (2.10) Χρήση των εξισώσεων (2.8) και (2.10) δίνει: (2.11) το οποίο είναι (2.12) Εναλλακτικά, μπορούμε να γράψουμε την εξίσωση (2.11) με την μορφή όπου η σταθερά α σχετίζεται με τη β ως εξής: Ι C =αι Ε (2.13) (2.14) Έτσι, το ρεύμα εκπομπού μπορεί να γραφεί (2.15)

36 28 Τέλος, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση (2.14) για να εκφράσουμε το β ως προς το α: (2.16) Από την εξίσωση (2.14) παρατηρούμε ότι το α είναι σταθερά μικρότερη αλλά πολύ κοντά στην μονάδα. Για παράδειγμα, αν το β=100 τότε α Η εξίσωση (2.16) μας δείχνει κάτι ιδιαίτερα σημαντικό: μικρές αλλαγές στα α αντιστοιχούν σε πολύ μεγάλες αλλαγές του β. Αυτή η παρατήρηση εκφράζεται φυσικά από το γεγονός ότι τρανζίστορ του ίδιου τύπου μπορεί να έχουν εντελώς διαφορετικές τιμές για το β. Το α λέγεται και κέρδος ρεύματος κοινής βάσης.

37 29 Κεφάλαιο 3 Βαθμίδες ενισχυτών μεταβλητού κέρδους 3.1 Ανάλυση και υλοποίηση βαθμίδας ενισχυτή μεταβλητού κέρδους με διπολικά τρανζίστορ Στο παρακάτω σχήμα παρουσιάζεται κύκλωμα υλοποιημένο με BJT τρανζίστορ. Σαν είσοδο στο συγκεκριμένο κύκλωμα έχουμε δύο πηγές ρεύματος Ι in, ενώ η έξοδος μας είναι διαφορική και αποτελείται από τα ρεύματα Ι ο1 και Ι ο2. V CC Q 3 Q 4 I A -I in I o1 I o2 I A +I in Q 1 Q 2 I in I in I A I B I A Σχήμα 3.1 Υλοποίηση βαθμίδας ενισχυτή μεταβλητού κέρδους με BJT τρανζίστορ Θεωρούμε ότι τα τρανζίστορ που χρησιμοποιούμε είναι ίδια και ότι το β τους είναι πολύ μεγάλο. Με αυτό τον τρόπο εξασφαλίζουμε ότι ο ακροδέκτης της βάσης δεν θα διαρρέεται από ρεύμα δηλαδή Ι ΒASE =0. Επίσης, από την τοπολογία του κυκλώματος διαπιστώνουμε ότι το τρανζίστορ Q 3 διαρρέεται από ρεύμα Ι Α -Ι in, αφού αυτό επιβάλλουν οι πηγές ρεύματος Ι Α και Ι in. Με αντίστοιχη λογική μπορούμε να πούμε ότι το τρανζίστορ Q 4 διαρρέεται από ρεύμα I A +I in, επειδή σε αυτήν την περίπτωση η πηγή ρεύματος Ι in έχει αντίθετη φορά. Με βάση τα παραπάνω έχουμε, ότι το ρεύμα εξόδου που είναι ίσο με το ρεύμα του συλλέκτη του τρανζίστορ Q 1 είναι ίσο με το ρεύμα εκπομπού του, δηλαδή Ι ο1 =Ι Ε1 (αφού Ι ΒASE =0). Ομοίως και για το Q 2 έχουμε ότι Ι ο2 =Ι Ε2. Επομένως, από την εξίσωση (2.15) έχουμε: (3.1)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών) Τα μοντέρνα ψηφιακά κυκλώματα (λογικές πύλες, μνήμες, επεξεργαστές και άλλα σύνθετα κυκλώματα) υλοποιούνται σήμερα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Διπολικά τρανζίστορ Το διπολικό τρανζίστορ (bipolar ή BJT) είναι ένας κρύσταλλος τριών στρωμάτων με διαφορετικό επίπεδο εμπλουτισμού: τον εκπομπό Ε, τη βάση

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI «Τρανζίστορ και Απλά Κυκλώματα» (επανάληψη βασικών γνώσεων) Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ 1 Δομή Παρουσίασης MOSFET

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις θεωρίας Σημειώσεις στο τρανζίστορ MOSFET

Ερωτήσεις θεωρίας Σημειώσεις στο τρανζίστορ MOSFET Ερωτήσεις θεωρίας Σημειώσεις στο τρανζίστορ MOSFET 1. Nα σχεδιάσετε τη δομή (διατομή) και το κυκλωματικό σύμβολο ενός τρανζίστορ MOSFET πύκνωσης (ή εμπλουτισμού) καναλιού τύπου n. 2. Να αναπτύξετε τις

Διαβάστε περισσότερα

Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου Τα πιο βασικά στοιχεία δομής των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων

Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Αγγελική Αραπογιάννη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών The MOS Transistor Polysilicon Aluminum 2 N-MOS Τρανζίστορ Διάταξη τριών

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου) ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου) 1 FET Δομή και λειτουργία Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ενός

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ενότητα 5: Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου (MOS-FET, J-FET) Δρ. Δημήτριος Γουστουρίδης Τμήμα

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS Α. Αναστροφέας MOSFET. Α.1 Αναστροφέας MOSFET µε φορτίο προσαύξησης. Ο αναστροφέας MOSFET (πύλη NOT) αποτελείται από

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 5 Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η μελέτη των

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών) Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ενός είδους

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική Ηµιαγώγιµα υλικά και πυρίτιο Η κατασκευή ενός ολοκληρωµένου κυκλώµατος γίνεται µε βάση ένα υλικό ηµιαγωγού (semiconductor), το οποίο

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΠΕΔΙΟΥ. Eλεγχος εσωτερικού ηλεκτρικού πεδίου με την εφαρμογή εξωτερικού δυναμικού στην πύλη (gate, G).

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΠΕΔΙΟΥ. Eλεγχος εσωτερικού ηλεκτρικού πεδίου με την εφαρμογή εξωτερικού δυναμικού στην πύλη (gate, G). ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι 1. Ημιαγωγική δίοδος Ένωση pn 2. Τρανζίστορ FET 3. Πόλωση των FET - Ισοδύναμα κυκλώματα 4. Ενισχυτές με FET 5. Διπολικό τρανζίστορ (BJT) 6. Πόλωση των BJT - Ισοδύναμα κυκλώματα 7. Ενισχυτές

Διαβάστε περισσότερα

«Αναθεώρηση των FET Transistor»

«Αναθεώρηση των FET Transistor» ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Αναθεώρηση των FET Transistor» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤΗΜΜΥ Δομή FET Χαρακτηριστικά Λειτουργία Πόλωση Μοντέλα και υλοποιήσεις μικρού σήματος για FET ΤΗΜΜΥ - 2

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών) Διεργασίες Μικροηλεκτρονικής Τεχνολογίας, Οξείδωση, Διάχυση, Φωτολιθογραφία, Επιμετάλλωση, Εμφύτευση, Περιγραφή CMOS

Διαβάστε περισσότερα

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε.

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΟΜΗ Το διπολικό τρανζίστορ (bipolar junction transistor-bjt) είναι ένας κρύσταλλος µε τρεις περιοχές εµπλουτισµένες µε προσµίξεις, δηλ. αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Εισαγωγή σε Βασική Φυσική Στοιχείων MOS

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Εισαγωγή σε Βασική Φυσική Στοιχείων MOS Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ Εισαγωγή στα Ολο. Κυκλ. Φυσική MOS Ενισχυτές ενός σταδίου Διαφορικοί Ενισχυτές Καθρέφτες Ρεύματος Απόκριση Συχνότητας Ηλεκτρικός Θόρυβος Ανατροφοδότηση Σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

Χαρακτηρισμός και μοντέλα τρανζίστορ λεπτών υμενίων βιομηχανικής παραγωγής: Τεχνολογία μικροκρυσταλλικού πυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας

Χαρακτηρισμός και μοντέλα τρανζίστορ λεπτών υμενίων βιομηχανικής παραγωγής: Τεχνολογία μικροκρυσταλλικού πυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας Χαρακτηρισμός και μοντέλα τρανζίστορ λεπτών υμενίων βιομηχανικής παραγωγής: Τεχνολογία μικροκρυσταλλικού πυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας Υποψήφιος Διδάκτορας: Α. Χατζόπουλος Περίληψη Οι τελευταίες εξελίξεις

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος 1.1 Εισαγωγή 1.2 Περιοχή Απογύμνωσης μιας Επαφής pn 1.2.1 Χωρητικότητα της Περιοχής Απογύμνωσης 1.2.2 Κατάρρευση Επαφής 1.3

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική. «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας UTH ΤHMMY

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική. «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας UTH ΤHMMY ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤHMMY Σκοπός διάλεξης Γιατί χρησιμοποιούμε στάδια εξόδου Ακόλουθος εκπομπού Παρουσίαση των βασικών προδιαγραφών του Ψαλιδισμός

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου

ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου Απαραίτητα όργανα και υλικά ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου 7. Απαραίτητα όργανα και υλικά. Τροφοδοτικό DC.. Πολύμετρα (αμπερόμετρο, βολτόμετρο).. Πλακέτα για την

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ ΕΠΑΦΗΣ (JFET) Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού

Διαβάστε περισσότερα

5 η ενότητα ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

5 η ενότητα ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ρ. Λάμπρος Μπισδούνης Καθηγητής 5 η ενότητα ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ T.E.I. ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. 1 Περιεχόμενα 5 ης ενότητας Στην πέμπτη ενότητα θα μελετήσουμε την ανατροφοδότηση

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 7. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET)

Άσκηση 7. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET) ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 7 Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET) Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η κατανόηση της λειτουργία των

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜAΤΩΝ ΜΕ ΔΙΟΔΟ GUNN

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜAΤΩΝ ΜΕ ΔΙΟΔΟ GUNN ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜAΤΩΝ ΜΕ ΔΙΟΔΟ GUNN Το φαινόμενο Gunn, ή το φαινόμενο των μεταφερόμενων ηλεκτρονίων, που ανακαλύφθηκε από τον Gunn το 1963 δηλώνει ότι όταν μια μικρή τάση DC εφαρμόζεται κατά μήκος του

Διαβάστε περισσότερα

Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από

Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από την μία κατεύθυνση, ανάλογα με την πόλωσή της. Κατασκευάζεται

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Διαφορικός ενισχυτής

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Διαφορικός ενισχυτής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Διαφορικός ενισχυτής Ο διαφορικός ενισχυτής (differential amplifier) είναι από τα πλέον διαδεδομένα και χρήσιμα κυκλώματα στις ενισχυτικές διατάξεις. Είναι βασικό δομικό στοιχείο του τελεστικού

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΔΙΟΔΟΣ (Μάθημα 4 ο 5 ο 6 ο 7 ο ) 1/12 4 o εργαστήριο Ιδανική δίοδος n Συμβολισμός της διόδου n 2/12 4 o εργαστήριο Στατική χαρακτηριστική διόδου Άνοδος (+) Κάθοδος () Αν στην ιδανική

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου.

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου. 12. ΤΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)-Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ ιαφάνεια 1 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου. Αρχή

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας ΔΙΟΔΟΣ Οι περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές όπως οι τηλεοράσεις, τα στερεοφωνικά συγκροτήματα και οι υπολογιστές χρειάζονται τάση dc για να λειτουργήσουν σωστά.

Διαβάστε περισσότερα

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ;

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ; ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ; Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Κινητά τηλέφωνα Τηλεπικοινωνίες Δίκτυα Ο κόσμος της Ηλεκτρονικής Ιατρική Ενέργεια Βιομηχανία Διασκέδαση ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Τι περιέχουν οι ηλεκτρονικές

Διαβάστε περισσότερα

Πόλωση των Τρανζίστορ

Πόλωση των Τρανζίστορ Πόλωση των Τρανζίστορ Πόλωση λέμε την κατάλληλη συνεχή τάση που πρέπει να εφαρμόσουμε στο κύκλωμα που περιλαμβάνει κάποιο ηλεκτρονικό στοιχείο (π.χ τρανζίστορ), έτσι ώστε να εξασφαλίσουμε την ομαλή λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ https://eclass.teiath.gr/courses/tio101/

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3. Λογικές Πύλες

Κεφάλαιο 3. Λογικές Πύλες Κεφάλαιο 3 Λογικές Πύλες 3.1 Βασικές λογικές πύλες Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα που εκτελούν τις βασικές πράξεις της Άλγεβρας Boole καλούνται λογικές πύλες.κάθε τέτοια πύλη δέχεται στην είσοδό της σήματα με

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3: Τρανζίστορ FET Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Υπεύθυνος καθηγητής Πλέσσας Φώτιος

Εργαστήριο Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Υπεύθυνος καθηγητής Πλέσσας Φώτιος Εργαστήριο Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Υπεύθυνος καθηγητής Πλέσσας Φώτιος Αναφορά αποτελεσμάτων εργαστηριακών μετρήσεων και μετρήσεων προσομοίωσης κυκλωμάτων εργαστηρίου Ονόματα φοιτητών ομάδας Μουστάκα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΔΙΟΔΟΙ Επαφή ΡΝ Σε ένα κομμάτι κρύσταλλο πυριτίου προσθέτουμε θετικά ιόντα 5σθενούς στοιχείου για τη δημιουργία τμήματος τύπου Ν από τη μια μεριά, ενώ από την

Διαβάστε περισσότερα

Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π. Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π. Εισαγωγή Control Systems Laboratory Γιατί Ηλεκτρονικά? Τι είναι τα Mechatronics ( hrp://mechatronic- design.com/)? Περιεχόμενο

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Τελεστικός ενισχυτής

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Τελεστικός ενισχυτής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Τελεστικός ενισχυτής Ο τελεστικός ενισχυτής, TE (operational ampliier, op-amp) είναι ένα από τα πιο χρήσιμα αναλογικά κυκλώματα. Κατασκευάζεται ως ολοκληρωμένο κύκλωμα (integrated circuit) και

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενο της άσκησης

Περιεχόμενο της άσκησης Προαπαιτούμενες γνώσεις Επαφή p- Στάθμη Fermi Χαρακτηριστική ρεύματος-τάσης Ορθή και ανάστροφη πόλωση Περιεχόμενο της άσκησης Οι επαφές p- παρουσιάζουν σημαντικό ενδιαφέρον επειδή βρίσκουν εφαρμογή στη

Διαβάστε περισσότερα

Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ.1) με τα εξής χαρακτηριστικά: R 2.3 k,

Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ.1) με τα εξής χαρακτηριστικά: R 2.3 k, Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ) με τα εξής χαρακτηριστικά: 3 k, 50, k, S k και V 5 α) Nα υπολογιστούν οι τιμές των αντιστάσεων β) Να επιλεγούν οι χωρητικότητες C, CC έτσι ώστε ο ενισχυτής

Διαβάστε περισσότερα

ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΑΘ.. 12 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 1. ΓΕΝΙΚΑ Οι μετατροπείς συνεχούς ρεύματος επιτελούν τη μετατροπή μιας τάσης συνεχούς μορφής, σε συνεχή τάση με ρυθμιζόμενο σταθερό πλάτος ή και πολικότητα.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ Σκοπός : 1. Γνωριμία με το τρανζίστορ. Μελέτη πόλωσης του τρανζίστορ και ευθεία φορτίου. 2. Μελέτη τρανζίστορ σε λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

Διατάξεις ημιαγωγών. Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Τρανζίστορ. Ολοκληρωμένο κύκλωμα

Διατάξεις ημιαγωγών. Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Τρανζίστορ. Ολοκληρωμένο κύκλωμα Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Διατάξεις ημιαγωγών p n Άνοδος Κάθοδος Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Άνοδος Κάθοδος dpapageo@cc.uoi.gr http://pc64.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους

Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους 3. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΓΚΑΡΣΙΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (Field Effect Transistor FET) 3.1. Γενικά Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους φορέων (ηλεκτρόνια και οπές), τα τρανζίστορ

Διαβάστε περισσότερα

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο ΤΕΙ Δυτικής Ελλάδας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Εργαστήριο Σχεδίασης Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων «Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο 2016-2017 Διάλεξη 2 η :

Διαβάστε περισσότερα

1. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

1. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ 1. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Ο τελεστικός ενισχυτής αποτελεί την βασική δομική μονάδα των περισσοτέρων αναλογικών κυκλωμάτων. Στην ενότητα αυτή θα μελετήσουμε τις ιδιότητες του τελεστικού ενισχυτή, μερικά βασικά

Διαβάστε περισσότερα

4 η ενότητα ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ

4 η ενότητα ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ ρ. Λάμπρος Μπισδούνης Καθηγητής 4 η ενότητα ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ T..I. ΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. Περιεχόμενα 4 ης ενότητας Στην τέταρτη ενότητα θα μελετήσουμε τους ενισχυτές

Διαβάστε περισσότερα

Η αντιστοιχία των παραπάνω επαφών με αυτές του διπολικού τρανζίστορ είναι (προφανώς) η εξής: S E, D C, G B.

Η αντιστοιχία των παραπάνω επαφών με αυτές του διπολικού τρανζίστορ είναι (προφανώς) η εξής: S E, D C, G B. 3. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΓΚΑΡΣΙΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (Field Effect Transistor FET) 3.1. Γενικά Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους φορέων (ηλεκτρόνια και οπές), τα τρανζίστορ

Διαβάστε περισσότερα

Η αντιστοιχία των παραπάνω επαφών με αυτές του διπολικού τρανζίστορ είναι (προφανώς) η εξής: S E, D C, G B.

Η αντιστοιχία των παραπάνω επαφών με αυτές του διπολικού τρανζίστορ είναι (προφανώς) η εξής: S E, D C, G B. 3. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΓΚΑΡΣΙΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (Field Effect Transistor FET) 3.1. Γενικά Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους φορέων (ηλεκτρόνια και οπές), τα τρανζίστορ

Διαβάστε περισσότερα

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131 Περιεχόμενα v ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΔΙΟΔΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ...1 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 1.2 ΥΛΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ: Ge, Si ΚΑΙ GaAs...2 1.3 ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΚΑΙ ΕΝΔΟΓΕΝΗ ΥΛΙΚΑ...3 1.4 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΣΤΑΘΜΕΣ...6 1.5 ΕΞΩΓΕΝΗ

Διαβάστε περισσότερα

Εξαρτημένες Πηγές και Τελεστικός Ενισχυτής

Εξαρτημένες Πηγές και Τελεστικός Ενισχυτής Ανάλυση Κυκλωμάτων Εξαρτημένες Πηγές και Τελεστικός Ενισχυτής Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr Εισαγωγή Οι εξαρτημένες πηγές είναι πολύ ενδιαφέροντα ηλεκτρικά στοιχεία, αφού αποτελούν αναπόσπαστα στοιχεία

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ 45 ίοδοι - Επαφή p-n Τα ηλεκτρονικά εξαρτήµατα κατασκευάζονται µε βάση έναν κρύσταλλο πυριτίου. Το πυρίτιο σε πολύ χαµηλή θερµοκρασία έχει τα τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους

Διαβάστε περισσότερα

Ταλαντωτές. Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος 2011 Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη

Ταλαντωτές. Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος 2011 Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη Ταλαντωτές Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη Ταλαντωτές ΑΝΑΔΡΑΣΗ Στοιχεία Ταλάντωσης Ενισχυτής OUT Ταλαντωτής είναι ένα κύκλωμα που παράγει ηλεκτρικό σήμα σταθερής συχνότητας

Διαβάστε περισσότερα

οµές MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

οµές MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 οµές MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Τα τρανζίστορ MOSFET είναι διατάξεις ελεγχόµενες από τάση οι οποίες δεν απαιτούν µεγάλα ρεύµατα

Διαβάστε περισσότερα

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT)

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT) Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής Μάθημα: Βασικά Ηλεκτρονικά Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT) Εργασία του Βασίλη Σ. Βασιλόπουλου Χειμερινό Εξάμηνο 2017-18 Πηγή:

Διαβάστε περισσότερα

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Πόλωση BJT

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Πόλωση BJT Ενισχυτικές Διατάξεις 1 Πόλωση BJT Η πόλωση τρανζίστορ όπως την έχετε γνωρίσει, υποφέρει από δύο βασικά μειονεκτήματα: Υπερβολική χρήση πηγών dc. Το γεγονός αυτό είναι ιδιαίτερα έντονο σε κυκλώματα πολυβάθμιων

Διαβάστε περισσότερα

Διαφορικοί Ενισχυτές

Διαφορικοί Ενισχυτές Διαφορικοί Ενισχυτές Γενικά: Ο Διαφορικός ενισχυτής (ΔΕ) είναι το βασικό δομικό στοιχείο ενός τελεστικού ενισχυτή. Η λειτουργία ενός ΔΕ είναι η ενίσχυση της διαφοράς μεταξύ δύο σημάτων εισόδου. Τα αρχικά

Διαβάστε περισσότερα

«Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ»

«Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ» ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤΗMMΥ Σκοπός διάλεξης Παρουσίαση των σημαντικότερων τοπολογιών ενισχυτών με ένα και περισσότερα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 2 Δίοδοι-Επαφή pn 1. Ποιες είναι οι 3 κατηγορίες υλικών στην ηλεκτρονική; a) Στερεά, υγρά αέρια. b) Αγωγοί, μονωτές, ημιαγωγοί. c) Γη, αέρας, φωτιά. d) Ημιαγωγοί, μονωτές,

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικού & Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ 4.1 MOS Τρανζίστορ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΙV ΤΟ MOS ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ 4.1.1 Εισαγωγή: Αντικείµενο της εργαστηριακής

Διαβάστε περισσότερα

Σημειώσεις κεφαλαίου 16 Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα

Σημειώσεις κεφαλαίου 16 Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα Σημειώσεις κεφαλαίου 16 Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ ΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Ένα σύστημα ηλεκτρονικής επικοινωνίας αποτελείται από τον πομπό, το δίαυλο (κανάλι) μετάδοσης και

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor Κεφάλαιο Ένα: 1.1 Εισαγωγή Το 1951 ο William Schockley εφεύρε το πρώτο transistor επαφής, µια ηµιαγωγική διάταξη η οποία µπορεί να ενισχύσει ηλεκτρονικά σήµατα, όπως ραδιοφωνικά και τηλεοπτικά σήµατα.

Διαβάστε περισσότερα

HY:433 Σχεδίαση Αναλογικών/Μεικτών και Υψισυχνών Κυκλωμάτων

HY:433 Σχεδίαση Αναλογικών/Μεικτών και Υψισυχνών Κυκλωμάτων HY:433 Σχεδίαση Αναλογικών/Μεικτών και Υψισυχνών Κυκλωμάτων «Ηλεκτρικός Θόρυβος» Φώτης Πλέσσας fplessas@e-ce.uth.gr Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Δομή Παρουσίασης Εισαγωγή Στατιστικά Χαρακτηριστικά

Διαβάστε περισσότερα

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα δημιουργούνται ανεπιθύμητα ηλεκτρικά σήματα, που οφείλεται σε διάφορους παράγοντες, καθώς επίσης και

Διαβάστε περισσότερα

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Επαφή p n Ανάστροφη πόλωση Πολώνουμε

Διαβάστε περισσότερα

Μνήμες RAM. Διάλεξη 12

Μνήμες RAM. Διάλεξη 12 Μνήμες RAM Διάλεξη 12 Δομή της διάλεξης Εισαγωγή Κύτταρα Στατικής Μνήμης Κύτταρα Δυναμικής Μνήμης Αισθητήριοι Ενισχυτές Αποκωδικοποιητές Διευθύνσεων Ασκήσεις 2 Μνήμες RAM Εισαγωγή 3 Μνήμες RAM RAM: μνήμη

Διαβάστε περισσότερα

6. Τελεστικοί ενισχυτές

6. Τελεστικοί ενισχυτές 6. Τελεστικοί ενισχυτές 6. Εισαγωγή Ο τελεστικός ενισχυτής (OP AMP) είναι ένας ενισχυτής με μεγάλη απολαβή στον οποίο προσαρτάται ανάδραση, ώστε να ελέγχεται η λειτουργία του. Χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ Εισαγωγή στα Ολο. Κυκλ. Βασική Φυσική MOS Ενισχυτές ενός σταδίου Διαφορικοί Ενισχυτές Καθρέφτες Ρεύματος Απόκριση Συχνότητας Ηλεκτρικός Θόρυβος Ανατροφοδότηση Σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ A. Πίνακες αληθείας λογικών πυλών. Στη θετική λογική το λογικό 0 παριστάνεται µε ένα χαµηλό δυναµικό, V L, ενώ το λογικό 1

Διαβάστε περισσότερα

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μάθηµα 5ο.. Λιούπης

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μάθηµα 5ο.. Λιούπης Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Μάθηµα 5ο. Λιούπης Τεχνολογία CMOS Υλοποιεί την πλειοψηφία των µοντέρνων ψηφιακών κυκλωµάτων λογικές πύλες µνήµες επεξεργαστές άλλα σύνθετα κυκλώµατα Συνδυάζει συµπληρωµατικά pmos και

Διαβάστε περισσότερα

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 12: Καθρέφτες Ρεύματος και Ενισχυτές με MOSFETs

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 12: Καθρέφτες Ρεύματος και Ενισχυτές με MOSFETs Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 12: Καθρέφτες Ρεύματος και Ενισχυτές με MOSFETs Γιάννης Λιαπέρδος TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Ενισχυτής

Διαβάστε περισσότερα

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Επαφή p n Ανάστροφη πόλωση Πολώνουμε

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 4 Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 4 Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα: 4 Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης reatve ommons. Για εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Καθρέπτες ρεύματος, ενεργά φορτία και αναφορές τάσης ρεύματος» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤΗΜΜΥ Σκοπός διάλεξης Παρουσίαση των καθρεπτών ρεύματος και της χρήσης τους

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Εισαγωγή σε Ενισχυτές

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Εισαγωγή σε Ενισχυτές Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ Εισαγωγή στα Ολο. Κυκλ. Βασική Φυσική MO Ενισχυτέςενόςσταδίου Διαφορικοί Ενισχυτές Καθρέφτες Ρεύματος Απόκριση Συχνότητας Ηλεκτρικός Θόρυβος Ανατροφοδότηση Σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου «Τελεστικοί Ενισχυτές»

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου «Τελεστικοί Ενισχυτές» Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ Εισαγωγή στα Ολο. Κυκλ. Βασική Φυσική MOS Ενισχυτές ενός σταδίου Διαφορικοί Ενισχυτές Καθρέφτες Ρεύματος Απόκριση Συχνότητας Ηλεκτρικός Θόρυβος Ανατροφοδότηση Σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ 2 Το τρανζιστορ Ορισμός Το τρανζίστορ είναι μία διάταξη στερεάς κατάστασης φτιαγμένη από ημιαγώγιμο υλικό με ακροδέκτες σε τρία ή περισσότερα σημεία τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά

Διαβάστε περισσότερα

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Κεφάλαιο 7: Μεταβατική απόκριση κυκλωμάτων RL και RC Οι διαφάνειες ακολουθούν το βιβλίο του Κων/νου Παπαδόπουλου «Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων» ISBN: 9789609371100 κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ:

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 2η. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 2η. Σημειώσεις μαθήματος: E mail: Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ E mail: pasv@teiath.gr 2 1 Όπως

Διαβάστε περισσότερα

Ορθή πόλωση της επαφής p n

Ορθή πόλωση της επαφής p n Δύο τρόποι πόλωσης της επαφής p n Ορθή πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ορθή πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος Ανάστροφη πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΙΣΧΥΤΕΣΜΙΑΣΒΑΘΜΙΔΑΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 1

ΕΝΙΣΧΥΤΕΣΜΙΑΣΒΑΘΜΙΔΑΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 1 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣΜΙΑΣΒΑΘΜΙΔΑΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 1 Ενισχυτές ενός τρανζίστορ Ο στόχος αυτής της παρουσίασης είναι 1. Μελέτη των χαρακτηριστικών ενός ενισχυτή 2. Ανάλυση του ενισχυτή χρησιμοποιώντας ωμικά φορτία 2 Χαρακτηριστικά

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος

ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος Ο τελεστικός ενισχυτής μπορεί να συνδεθεί σε διάφορες συνδεσμολογίες δημιουργώντας πολύ χρήσιμα κυκλώματα. τόσο στα αναλογικά κυκλώματα

Διαβάστε περισσότερα

Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1

Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1 Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3...2 ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΕΝΙΣΧΥΤΩΝ...2 3.1 Απόκριση συχνότητας ενισχυτών...2 3.1.1 Παραμόρφωση στους ενισχυτές...5 3.1.2 Πιστότητα των ενισχυτών...6 3.1.3

Διαβάστε περισσότερα

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ & ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: 10 ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ: Χαρακτηριστικές n-mosfet ΑΣΚΗΣΗ 10: Το tranitor MOSFET Σε αυτή την Άσκηση θα

Διαβάστε περισσότερα

ηλεκτρικό ρεύμα ampere

ηλεκτρικό ρεύμα ampere Ηλεκτρικό ρεύμα Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ο ρυθμός με τον οποίο διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο από μια περιοχή του χώρου. Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύστημα SI είναι το ampere (A). 1 A =

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Διάλεξη 1: Ημιαγωγοί Δίοδος pn Δρ. Δ. ΛΑΜΠΑΚΗΣ 1 Ταλαντωτές. Πολυδονητές. Γεννήτριες συναρτήσεων. PLL. Πολλαπλασιαστές. Κυκλώματα μετατροπής και επεξεργασίας σημάτων. Εφαρμογές με

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Εισαγωγή Ιστορικά στοιχεία Οι πρώτοι τελεστικοί ενισχυτές χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την εκτέλεση μαθηματικών πράξεων, δηλαδή πρόσθεση, αφαίρεση, ολοκλήρωση και διαφόριση.

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (1 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (1 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (1 η σειρά διαφανειών) Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα, ιδιαίτερα τα ψηφιακά χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση λογικών συναρτήσεων και την αποθήκευση

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Σχήμα 1 Σχήμα 2 Σχήμα 3

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Σχήμα 1 Σχήμα 2 Σχήμα 3 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Μάθημα: Φυσική Ημιαγωγών και Διατάξεων Εξεταστική Περίοδος: Ιούνιος 017 Καθηγητής: Δ. Τριάντης ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 Ο (+=4 ΜΟΝΑΔΕΣ) Α) Θεωρούμε μια διάταξη MIS (Metal: Al, Isulator:

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 11. Κυκλώματα Χρονισμού

Κεφάλαιο 11. Κυκλώματα Χρονισμού Κεφάλαιο 11. Κυκλώματα Χρονισμού Σύνοψη Στο κεφάλαιο αυτό αναλύεται η λειτουργία των κυκλωμάτων χρονισμού. Τα κυκλώματα αυτά παρουσιάζουν πολύ μεγάλο πρακτικό ενδιαφέρον και απαιτείται να λειτουργούν με

Διαβάστε περισσότερα

του διπολικού τρανζίστορ

του διπολικού τρανζίστορ D λειτουργία - Πόλωση του διπολικού τρανζίστορ ρ Παραδείγματα D ανάλυσης Παράδειγμα : Να ευρεθεί το σημείο λειτουργίας Q. Δίνονται: β00 και 0.7. Υποθέτουμε λειτουργία στην ενεργό περιοχή. 4 a 4 0 7, 3,3

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Ισχύος. ίοδος

Ηλεκτρονικά Ισχύος. ίοδος Ηλεκτρονικά Ισχύος Πρόκειται για στοιχεία κατασκευασμένα από υλικά με συγκεκριμένες μη γραμμικές ηλεκτρικές ιδιότητες (ημιαγωγά στοιχεία) Τα κυριότερα από τα στοιχεία αυτά είναι: Η δίοδος Το thyristor

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ Για να κατανοήσουµε τη λειτουργία και το ρόλο των διόδων µέσα σε ένα κύκλωµα, θα πρέπει πρώτα να µελετήσουµε τους ηµιαγωγούς, υλικά που περιέχουν

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στους Ταλαντωτές Οι ταλαντωτές είναι από τα βασικότερα κυκλώματα στα ηλεκτρονικά. Χρησιμοποιούνται κατά κόρον στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα

Εισαγωγή στους Ταλαντωτές Οι ταλαντωτές είναι από τα βασικότερα κυκλώματα στα ηλεκτρονικά. Χρησιμοποιούνται κατά κόρον στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Υλοποίηση και Εργαστηριακή Αναφορά Ring και Hartley Ταλαντωτών Φοιτητής: Ζωγραφόπουλος Γιάννης Επιβλέπων Καθηγητής: Πλέσσας Φώτιος

Διαβάστε περισσότερα

HY121-Ηλεκτρονικά Κυκλώματα

HY121-Ηλεκτρονικά Κυκλώματα HY121-Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Συνοπτική παρουσίαση της δομής και λειτουργίας του MOS τρανζίστορ Γιώργος Δημητρακόπουλος Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κρήτης Η δομή του τρανζίστορ Όπως ξέρετε υπάρχουν

Διαβάστε περισσότερα

Τελεστικοί Ενισχυτές

Τελεστικοί Ενισχυτές Τελεστικοί Ενισχυτές Ενισχυτές-Γενικά: Οι ενισχυτές είναι δίθυρα δίκτυα στα οποία η τάση ή το ρεύμα εξόδου είναι ευθέως ανάλογη της τάσεως ή του ρεύματος εισόδου. Υπάρχουν τέσσερα διαφορετικά είδη ενισχυτών:

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη Σχεδίαση Κυκλωμάτων RF

Εισαγωγή στη Σχεδίαση Κυκλωμάτων RF Εισαγωγή στη Σχεδίαση Κυκλωμάτων RF Κεφάλαιο 6. NA Σωτήριος Ματακιάς, -3, Σχεδίαση Τηλεπικοινωνιακών I Κυκλωμάτων, Κεφάλαιο 5 /3 Βασικές παράμετροι των NA: Receiver Front End Z =5Ω RF Filter - -8dB Z =5Ω

Διαβάστε περισσότερα

Φωτοδίοδος. 1.Σκοπός της άσκησης. 2.Θεωρητικό μέρος

Φωτοδίοδος. 1.Σκοπός της άσκησης. 2.Θεωρητικό μέρος Φωτοδίοδος 1.Σκοπός της άσκησης Ο σκοπός της άσκησης είναι να μελετήσουμε την συμπεριφορά μιας φωτιζόμενης επαφής p-n (φωτοδίοδος) όταν αυτή είναι ορθά και ανάστροφα πολωμένη και να χαράξουμε την χαρακτηριστική

Διαβάστε περισσότερα