В связи с большой нагрузочной способностью и высоким быстродействием полупроводниковые приборы широко применяются в[ схемах судовых электростанций, электроприводов и автоматики.

Функциональные полупроводниковые схемы. В электронной аппаратуре используется ряд стандартных функциональных схем, формирующих, передающих и преобразующих различные электрические сигналы. К ним относятся схемы стабилизаторов напряжения, фазо-чувствительных детекторов, усилителей, автогенераторов, компараторов, инверторов, триггеров, шифраторов, дешифраторов, сумматоров, квадраторов, цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей и др. Состав стандартных схем постоянно расширяется.

Электрические сигналы характеризуются длительностью, амплитудой, частотой и полярностью или фазой. Если один из этих параметров изменяется во времени плавно, то сигнал называют аналоговым, если скачкообразно — дискретным. В соответствии с этим преобразователи, выполненные на указанных выше функциональных схемах, подразделяют на аналоговые и дискретные (цифровые).

В качестве примера аналогового преобразования рассмотрим работу фазо-чувствительного амплитудного детектора (выпрямителя). Источником входного напряжения является трансформатор, вторичные обмотки которого, вырабатывающие одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе сигналы, включены в различные контуры детектора. Источником опорного напряжения служит трансформатор.

При отсутствии входного напряжения по контурам через диоды, резисторы и конденсаторы проходят токи, равные по силе и зависящие только от опорного напряжения. Они создают в течение одного полупериода на резисторах /?/ и Н2 равные, но противоположные по полярности падения напряжения. Поэтому выходное напряжение равно нулю. Во время второго полупериода также равно нулю, так как протеканию токов в контурах препятствуют диоды.

При поступлении на вход трансформатора сигнала токи, протекающие по контурам, определяются алгебраической суммой опорного и входного напряжений. Причем, если в верхнем контуре происходит сложение напряжений,то в нижнем — вычитание.

Так как через резисторы протекают токи противоположных направлений, напряжение на выходе схемы.

Таким образом, при перемене фазы входного сигнала полярность выходного напряжения изменяется на противоположную, а амплитуда выходного сигнала зависит от амплитуды входного.

Примером дискретного действия может служить работа схемы триггера Шмитта, собранная на двух транзисторах и резисторах. При отсутствии входного сигнала транзистор 1 закрыт, а транзистор 2 открыт, так как через его базу протекает ток, достаточный для насыщения транзистора. Коллекторный ток создает на резисторе падение напряжения 11б—1к2Кб, дополнительно запирающее транзистор 1, так как его плюс приложен к эмиттерам транзисторов, а минус — к базе транзистора 1 (через источник сигнала и резистор 1).

При входном сигнале, большем «порога срабатывания» (превышающего уровень 1/6 на определенное напряжение, различное для германиевых и кремниевых транзисторов), транзистор УТ1 начнет открываться. Через его коллекторно-эмиттерный переход начнет протекать ток /кь а коллекторное напряжение будет уменьшаться. Выходной транзистор УТ2 из-за уменьшения силы тока его базы выйдет из насыщения, что приведет в свою очередь к снижению силы тока, протекающего через резистор Кб, и уменьшению падения на нем напряжения (/б, т.е. к снижению влияния положительной обратной связи через резистор Кб на состояние транзистора УТ1. В результате происходит лавинообразный процесс открывания транзистора УТ1 (вплоть до его насыщения) и закрывания транзистора УТ2 (в результате прекращения тока базы /к2 и создания падения напряжения на резисторе Кб от тока /кь запирающего транзистор). Это состояние триггера будет устойчиво до тех пор, пока напряжение 6/вх превышает напряжение

При уменьшении входного сигнала (/вх до напряжения «порога отпускания», при котором транзистор УТ1 не сможет находиться в состоянии насыщения, начнется лавинообразный процесс перехода транзисторов в первоначальное состояние.

Интегральные микросхемы. В результате развития технологии электронного производства стала возможна миниатюризация полупроводниковых приборов и других элементов схем и групповое их изготовление в виде пленок (наносимых путем напыления или другим способом на общую изоляционную подложку) или в виде полупроводниковых монокристаллов. Отдельные компоненты полупроводниковых схем утрачивают свою конструктивную самостоятельность, поскольку все они являются частями одной интегральной микросхемы. При этом также уменьшается число внешних соединений, упрощаются схемы и повышается их надежность.

Интегральные микросхемы подразделяют на аналоговые и цифровые. Аналоговые микросхемы выполняют функции стандартных устройств (усилителей, стабилизаторов, генераторов и др.) аналогового действия. Характерными представителями аналоговых микросхем являются операционные усилители. Обычно они состоят из трех каскадов: входного дифференциального усилителя, выходного усилителя и схемы, соединяющей их и предназначенной для согласования уровней напряжения, повышения амплитуды сигнала, поступающего от усилителя и компенсации разбаланса.

Поскольку операционные усилители имеют два входа и два выхода и питаются от двух источников, они могут реагировать на изменение разности между уровнями сигналов на входах и выполнять требуемые операции преобразования сигналов. Они характеризуются большим входным сопротивлением и значительным коэффициентом усиления.