Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

ЛЕКЦИЯ- ПЭ № 5 От 27.10. и 18.11. 2016 г (должна 4.11)

Основные полупроводниковые приборы на основе Р- N перехода и их значение в электронике

Выпрямительные диоды , основные схемы выпрямления: их свойства и применение в электронике.

2. Стабилитроны, варикапы и  туннельные диоды.

Тиристоры и их применение в электронике.

Билеты № 13, 14, 15.

1

Ранее отмечалась сильная зависимость полупроводниковых МЭТ от различ-ных физических факторов (эл.поля, освещенности, температуры, давления и т.д.), обусловила создание огромной номенклатуры полупроводниковых приборов (диодов, тиристоров, фотодиодов, варисторов, и т. д), использующих указанные физические факторы.

В настоящей лекции дадим краткий обзор этих приборов.

Выпрямительные диоды и основные схемы выпрямления

Вся известная аппаратура питается от напряжения постоянного тока, а основной источник энергии – это промышленная сеть переменного (синусоидального) тока.

Поэтому роль выпрямительных диодов велика в их широком применении в выпрямителях переменного напряжения в постоянный разнообразной силовой и радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). В основном применяются сплавные диффузионные кремниевые и германиевые диоды.

При этом германиевые диоды рассчитаны на работу с малыми (менее 300 мА)  и средними ( 0,3-10 А) выпрямленными токами I ₀ а также с малыми обратными напряжениями U _обр до 50-400В , а кремниевые – средними и большими (более 10 А) и U _обр до 1000В.

Величины I ₀ и U _обр – основные параметры этих диодов, так как I ₀ – это нагрузочный ток выпрямителя, а U _обр – это напряжение на диоде в отрицательный полупериод выпрямляемого sin -напряжения.

Основные (базовые) схемы выпрямления

Однополупериодный выпрямитель

Простейший выпрямитель (напр. в простейших китайских «адаптерах» без сглаживающего конденсатора) - это т.н. однополупериодная схема выпрямле-ния (рисунок 1).

Для этого выпрямителя получены следующие соотношения, которые будут положены в основу последующих схем.

U _вых  = U ₀ ≈ 0,45 U _вх ; U _обр  = U _{обр. макс.} ≈ 3,14 U ₀ ; I _{д макс} = 3,14 I ₀ ;

К_п = U_{m вх} / U ₀ = 1,57,  где

U _вх – действующее значение входного напряжения и   U_{m вх} – его амплитуда;

U _{0 ,} I _{0 -} средние значения выпрямленных напряжения и тока;

U _обр  - обратное максимальное напряжение на диоде в отрицательный полу-период входного напряжения;

К_п – коэффициент пульсаций;

 I _{д макс} – максимальная амплитуда тока на диоде при выпрямлении.

Мостовая схема выпрямителя (имеет наибольшее применение)

 

      У этой схемы такие же значения  U ₀ и К_п, что и в предыдущей, но зато  U _обр  ≈ 1,57 U ₀ в два раза меньше. Кроме того, в ней вторичная обмотка трансформатора содержит вдвое меньше витков, чем в предыдущей схеме.

Стабилитроны

        

Стабилитрон – это п-проводниковый диод, у которого пробойный участок обратной ветви ВАХ используется для стабилизации выпрямленного напряжения. Включается он в обратном направлении.

Диапазон тока 1-2 обратно включенного диода является рабочим участком стабилитрона, в области которого напряжение на диоде не зависит от тока и является стабилизирующим напряжением.

Принцип работы: при изменении напряжения на величину ток диода на участке 1-2 изменяется соответственно на величину  , где

 – номинальный ток стабилитрона, указываемый в справочниках.                                  

Варикапы

Варикап – это п-проводниковый диод, у которого ширина обратно смещенного  Р- N перехода используется как управляемая емкость.

                    

Особенности туннельного диода (ТД) и принцип работы

ТД - это т.н.вырожденный ПП-прибор с очень узким P-N переходом ( 5-15 нм) , в котором очень высокая концентрация примесей ( ≈10²⁴ 1/м³) и очень большая напряженность эл.  поля (Е ≈ 10⁸ В/м) . Его св-ва становятся почти как у металлов с перекрытием ВЗ и ЗП. Однако, процесс возникает другой: в этих условиях даже в отсутствие внешнего напряжения резко акти-визируется процесс «туннелирования» валентных электронов из n -области  в р-область, а валентных электронов из р-области в п-об-ласть ,т.е. в переходе возникает равновесный встречный туннельный ток с результативным током, равным нулю!

Такое равновесие можно нарушить подачей напряжения, а именно:

При обратном и небольшом прямом напряжениях одна из составляющих тока начинает преобладать и образует ток туннельного эффекта (участок АОБ на ВАХ).

В максимальной точке Б ВАХ электроны с n-стороны достигают всех вакантных состояний на p-стороне и дальнейший рост числа туннелирую-щих электронов не приводит к перемещению их через барьер из-за отсут-ствия нужных энергетических уровней, и в результате ток уменьшается практически до нуля (участок Б-В). По мере дальнейшего повышения прямого напряжения туннельный эффект полностью прекращается и p-n переход приобретает свойства обычного диода (участок ВГ ВАХ).

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

1. Операционный усилитель: определение, функциональная схема, обозначения, инвертирующий и неинвертирующий входы. Основные практические схемы.

2. Задача на определение параметров интегрирующей R - C цепи:     определить длительность импульсов на выходе интегрирующей R-C цепи и величину емкости C, если на вход цепи поступает однополяр-ный прямоугольный импульс длительностью 1 мкс. Принять R=1кОм; RC =10 t _{и вх} ( рис. ниже) (Ответ: t _{и вых} = 31 мкс).      

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14

1. Дифференциальный усилитель - основной входной каскад опера-ционного усилителя. Принцип его работы.

2.Задача на определение параметров дифференцирующей цепи: определить длительность выходного прямоугольного импульса                (в мкс) на выходе дифференцирующей CR-цепи, если она подключе-на к генератору ЭДС Е_г  с внутренним сопротивлением R_г. Принять                 t_{u вх} = 10( R _г + R )∙ C ₁ = 1мкс. Внутреннее сопротивление генератора принять равным 100 ом. Емкость конденсатора 100 пФ. ( рис. ниже).             (Ответ: t_{u вых} = 0,3 мкс).

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15

1. Основной. признак в классификации МЭТ по электропроводности в теории твердого тела.

2. Задача на определение массы алюминия для проводов двухпро-водной линии.

От генератора переменного тока с ЭДС Е = 250 В и внутренним со-противлением r = 0,1 Ом необходимо протянуть к потребителю двух-проводную линию длиной 100 м. Какая масса алюминия потребуется на изготовление подводящих проводов, если максимальная мощ-ность потребителя 22 кВт и он рассчитан на напряжение 220 В.      Принять удельное сопротивление алюминия ρ = 2,8∙ 10^-2 Ом∙ мм² / м = 2,8∙10^-8 Ом∙м, а плотность алюминия d = 2,7∙10³ кг/м³.

(Ответ: m = 15 кг)

Следующая лекция будет посвящена фото и свето- П-пр приборам а также остальным приборам без P - N перехода, использующим непосредственно физические св-ва полупроводниковых МЭТ. Подробная информация по теме лекций дается в нижеуказанном учебном пособии.

Тихонов А. И. Информационно-измерительная техника и электроника: учеб. пособие по курсу лекций / А. И. Тихонов. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. – 312 с. [ В библ.173 экз.].

 

 

В заключение лекции для ее закрепления предлагается небольшой видеофайл о тиристоре .

Благодарю за внимание!

                                                                                                                 

 

 

 

ЛЕКЦИЯ- ПЭ № 5 От 27.10. и 18.11. 2016 г (должна 4.11)