Вольт-амперна характеристика електронних приладів

Почати розповідь варто було б з Едісона. Цей допитливий чоловік науки експериментував зі своєю лампочкою розжарювання, намагаючись досягти нових вершин в електричному освітленні, а винайшов випадково диодную лампу. У вакуумі електрони покидали катод і неслися в бік другого електрода, відокремленого простором. Про випрямленні струму в той час знали мало, але запатентований винахід з часом знайшло своє застосування. Ось тоді-то і знадобилася вольт-амперна характеристика. Але про все по порядку.

Вольт-амперна характеристика будь-якого електронного приладу - вакуумного, а рівно і напівпровідникового - допомагає зрозуміти, як поведе себе прилад при включенні в електричний ланцюг. По суті, це залежність вихідного струму від прикладеної до приладу напруги. Винайдений Едісоном попередник діода призначений для відсічення негативних значень напруги, хоча, строго кажучи, все буде залежати від напрямку включення приладу в ланцюг, але про це як-небудь іншим разом, щоб не втомлювати читача зайвими подробицями.

Отже, вольт-амперна характеристика ідеального діода являє собою позитивну гілку математичної параболи, відомої більшості з шкільних уроків. Струм крізь такий прилад може текти лише в одному напрямку. Природно, ідеал відрізняється від реального життя, і на практиці при негативних значеннях напруги все ж існує паразитний струм, називаний зворотним (витоку). Він істотно менше, ніж корисний струм, іменований прямим, але, тим не менш, забувати про неідеальність реальних приладів не слід.

Вакуумний тріод відрізняється від свого молодшого побратима з двома електродами наявністю керуючої сітки, що перегороджує поперек середнє перетин вакуумної колби. Катод зі спеціальним покриттям, що полегшує відділення від його поверхні електронів, служив джерелом елементарних частинок, які приймав анод. Потік управлявся напругою, що подається на сітку. Вольт-амперна характеристика вакуумної тріодної лампи вельми нагадує диодную, але з одним великим уточненням. В залежності від напруги на базі коефіцієнт параболи зазнає зміна, і виходить сімейство ліній схожої форми.

На відміну від діода, тріоди працюють при позитивних напругах між катодом і анодом. Необхідна функціональність досягається маніпуляцією сітковим напругою. І, нарешті, потрібно зробити останнє уточнення. Оскільки катод володіє кінцевою здатністю до емісії електронів, то на кожній характеристиці є ділянка насичення, де подальше зростання напруги вже не призводить до зростання вихідного струму.

Незважаючи на різну природу і принципи роботи, вольт-амперна характеристика транзистора не надто відрізняється від тріодної, лише крутизна параболи порівняно велика. Ось чому лампові схеми по зрілому міркуванні часто переносили на напівпровідникову основу. Порядок фізичних величин інший, транзистори користуються незрівнянно меншими напругами харчування. До того ж напівпровідникові прилади можуть управлятися як позитивними, так і негативними напруженнями, що дає бoacute-більшу ступінь свободи конструкторам при проектуванні схем.

Для повного задоволення запитів на перенесення вже готових рішень були винайдені і прилади з фотоефектом. Правда, якщо лампи користувалися зовнішньої його різновидом, то вдосконалена елементна база з цілком зрозумілих причин функціонує на основі внутрішнього фотоефекту. Вольт-амперна характеристика фотоефекту відрізняється тим, що значення вихідного струму зсувається, залежно від освітлення. Чим інтенсивність світлового потоку вище, тим більше і вихідний струм. Так працюють фототранзистори, а фотодіоди використовують гілку зворотного струму. Це допомагає створювати прилади, що вловлюють фотони і керовані зовнішніми джерелами світла.