Mikroelektronické praktikum - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

22 FEKT Vysokého učení technického v Brněrozvíjející počítačové metody. Tyto metody slouží jako nástroj pro řešení (analýzu, syntézu)elektronických obvodů.Pro rozbor či návrh elektronického obvodu je nutná (jak již bylo uvedeno) znalostchování jednotlivých jeho součástek (parametrů) při působení vnějších vlivů (např. teploty,osvětlení, napájecího napětí, aj.) - respektive jejich změn. Zvláštní problematikou, zejména uobvodů zpracovávajících větší kmitočtové šířky pásma, je kmitočtová závislost reálnýchsoučástek, u kterých musíme uvažovat vliv doprovodných parazitních parametrů. V prvotnífázi návrhu uvažujeme zpravidla ideální chování všech součástek, tj. bez působení vnějšíchvlivů a bez doprovodných parazitních parametrů (kapacit, indukčností...).Jednoznačnou a vyčerpávající klasifikaci součástek a obvodů z hlediska teorie obvodůlze provést jen stěží, provedeme proto jen základní rozdělení. U součástek je to např. podle:a) funkce v obvodu - pasivní (R, L, C), aktivní (zesilovací elektronky, bipolární,unipolární tranzistory, prvky vykazující záporný odpor)b) zapojení v obvodu - dvojpólové (jednobran), vícepólové (n-bran)c) průběhu funkčních charakteristik y = f( x)- lineární ( např. i = f( u) = u R,X = f( ) = LLω ω )- nelineární( i = f ( u ) − dioda,C = f ( u ) − kapacitní dioda, R = f ( υ) − termistorddTNelineární průběhy mohou být nesymetrické vzhledem k počátku funkční soustavyy = f( x)(většina dvoupólových polovodičových prvků), nebo symetrické (např.antiparalelní-sériové zapojení dvou stejných nesymetrických prvků).Rozdělení obvodů:a) Obvody se soustředěnými prvky - jsou obvody sestavené z prvků, jejichžgeometrické rozměry jsou zanedbatelné vzhledem k délce vlny λ zpracovávanéhoelektrického signálu. Těmito prvky jsou běžné elektronické součástky. Elektronickýstav takového obvodu je popsán obyčejnou diferenciální rovnicí.b) Obvody s rozloženými prvky (rozprostřenými parametry). Zde jsou geometrickérozměry prvků srovnatelné s délkou vlny λ zpracovávaných signálů. Tyto prvky,zejména jejich přívody se chovají jako úseky vedení, vlnovody či antény - nebo jejichsoučásti - a matematický popis takového obvodu vede na parciální diferenciálnírovnice.Oba uvedené druhy obvodů mohou vykazovat lineární nebo nelineární závislosty = f( x)závislé (sledované) y veličiny a nezávislé (působící) x veličiny. Zvláštní skupinuobvodů tvoří parametrické, jejichž parametry jsou lineárně závislé např. na čase. Jsoupopsány lineárními diferenciálními rovnicemi s proměnnými, např. časově závislýmikoeficienty (viz. např. parametrické zesilovače).U nelineárních obvodů je parametr alespoň jednoho prvku nelineárně závislý nanezávislé x veličině. Situace v takovém obvodě je popsána nelineární diferenciální rovnicí ajeho řešení se obvykle značně usnadní použitím vhodných grafických metod.dTaj.)