Presentazione sull'argomento diodo. Lezione di fisica sul tema "Semiconduttori

Indice.1.
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4.
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6.
7.
8.
9.
Definizione.
Area di applicazione.
Principio di funzionamento.
Tipi di dispositivi e loro designazione.
VAC.
fattore di rettifica.
Circuiti a ponte per l'accensione dei diodi.
Diodi Schottky.

Definizione.

Il diodo raddrizzatore è
dispositivo a semiconduttore con
con una giunzione p-n e con due
elettrodi, che serve
per la conversione
AC in
costante.

Area di applicazione.

I diodi raddrizzatori sono utilizzati in
circuiti di controllo, commutazione,
circuiti restrittivi e di disaccoppiamento, in
alimentatori per la conversione
(rettifica) Tensione CA in
costante, nei circuiti di moltiplicazione della tensione e
convertitori di tensione CC,
dove non ci sono requisiti elevati per
parametri di frequenza e tempo dei segnali.

Come funziona un diodo raddrizzatore

Il principio di funzionamento di questo dispositivo è basato su
caratteristiche giunzione p-n. L'anodo è collegato a p
strato, catodo a n strato. Vicino agli incroci di due
semiconduttori c'è uno strato in cui non ci sono
portatori di carica. Questo è lo strato barriera. Il suo
la resistenza è ottima.
Quando esposto a uno strato di un certo esterno
tensione alternata, il suo spessore diventa
meno e alla fine scompaiono del tutto.
La corrente crescente si chiama corrente continua. Lui
passa dall'anodo al catodo. Se la variabile esterna
la tensione avrà una polarità diversa, quindi
lo strato barriera sarà più grande, la resistenza aumenterà.

Tipi di dispositivi e loro designazione.

In base alla progettazione, esistono due tipi di dispositivi: puntiformi e planari.
Nell'industria, il silicio è il più comune (designazione -
Si) e germanio (designazione - Ge). Primo temperatura di lavoro più alto.
Il vantaggio di quest'ultimo è una piccola caduta di tensione con corrente continua.
Il principio della designazione del diodo è un codice alfanumerico:
- Il primo elemento è la designazione del materiale con cui è realizzato;
- La seconda definisce una sottoclasse;
- Il terzo denota possibilità di lavoro;
- Il quarto è il numero di serie dello sviluppo;
- Quinto - designazione dell'ordinamento per parametri.

Parametri dei diodi raddrizzatori.

intervallo di frequenze diodi raddrizzatori
piccolo. Durante la trasformazione dell'industriale
La frequenza operativa CA è di 50 Hz,
la frequenza limite dei diodi raddrizzatori non lo è
supera i 20 kHz.
Secondo la media massima consentita diretta
i diodi attuali sono divisi in tre gruppi: diodi di piccole dimensioni
potenza (Ipr.av. ≤ 0,3 A), diodi di media
potenza (0,3 A< Iпр.ср. < 10 А) и мощные
(potenza) diodi (Ipr.av. ≥ 10 A). Diodi di media e
l'alta potenza richiede dissipazione del calore, quindi
hanno elementi strutturali per l'installazione
al radiatore.

Parametri dei diodi raddrizzatori.

I parametri del diodo includono
intervallo di temperatura ambiente(Per
diodi al silicio tipicamente da -60 a +125 °C)
e temperatura massima del case.
Tra i diodi raddrizzatori, uno dovrebbe essere particolarmente
selezionare i diodi Schottky creati sulla base
contatto metallo-semiconduttore e
caratterizzato da una maggiore operatività
frequenza (per 1 MHz o più), bassa diretta
caduta di tensione (inferiore a 0,6 V).

Caratteristiche voltampere

Caratteristica volt-ampere (VAC)
diodo raddrizzatore può
presentare graficamente. Dal grafico
Si può vedere che il CVC del dispositivo non è lineare.
Nel quadrante iniziale del volt-ampere
caratteristiche del suo ramo diretto
riflette la massima conduttività
dispositivo quando collegato
differenza di potenziale diretta. Inversione
ramo (terzo quadrante) caratteristica IV riflette
situazione di bassa conducibilità. Questo
avviene con la differenza inversa
potenziali.
Caratteristiche volt-ampere reali
soggetto alla temperatura. CON
aumento di temperatura diretto
la differenza di potenziale diminuisce.

Rapporto di rettifica

Il fattore di rettifica può essere calcolato.
Sarà uguale al rapporto di corrente continua
dispositivo al contrario. Questo calcolo è accettabile.
per il dispositivo perfetto. Senso
fattore di rettifica può raggiungere
diverse centinaia di migliaia.
Più grande è meglio è
il raddrizzatore fa il suo
lavoro.

Circuiti a ponte per l'accensione dei diodi.

Ponte a diodi - circuito elettrico,
progettato per convertire
("rettifica") della variabile
corrente in pulsante. Tale raddrizzamento
si chiama bidirezionale.
Abbiamo individuato due opzioni per includere i bridge
schemi:
1. Monofase
2. Trifase.

Circuito a ponte monofase.

Una tensione alternata viene applicata all'ingresso del circuito (per semplicità, lo faremo
considerare sinusoidale), in ciascuno dei semicicli la corrente
passa attraverso due diodi, gli altri due diodi sono chiusi
Rettifica della semionda positiva
Rettifica della semionda negativa

come risultato di tale trasformazione all'uscita del circuito a ponte
la tensione di ripple è il doppio della frequenza
tensione di ingresso.
IN
a) tensione iniziale (tensione di ingresso), b)
rettifica a semionda, c) onda intera
raddrizzatura

Circuito a ponte trifase.

In un circuito a ponte raddrizzatore trifase, di conseguenza
tensione di uscita con meno ripple di
in un raddrizzatore monofase.

Diodi Schottky

I diodi Schottky sono ottenuti utilizzando una giunzione metallo-semiconduttore.
In questo caso, substrati realizzati in n-silicio a bassa resistenza (o
carburo di silicio) con un sottile strato epitassiale ad alta resistenza di
o un semiconduttore.
UGO e la struttura del diodo Schottky:
1 - cristallo di silicio iniziale a bassa resistenza
2 - strato epitassiale ad alta resistenza
‖
‖‖‖
Silicio
‖‖‖
3 - area carica spazio
4 - contatto metallico

Il materiale di presentazione può essere utilizzato come lezione di fisica, informatica o ingegneria elettrica per spiegare come funzionano i semiconduttori. Viene considerata la classificazione delle sostanze in base al tipo di conducibilità. Viene fornita una spiegazione della conduttività intrinseca e delle impurità. spiegato lavoro p-n- transizione. Diodo e sue proprietà. Viene brevemente dato il concetto di transistor.

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Didascalie delle diapositive:

Presentazione sul tema: "Semiconduttori" Docente: Vinogradova L.O.

Classificazione delle sostanze in base alla conducibilità Conduttività intrinseca dei semiconduttori Conducibilità delle impurità dei semiconduttori Giunzione p - n e sue proprietà Diodo a semiconduttore e sua applicazione Transistor Elettricità in vari mezzi Corrente elettrica nei semiconduttori

Classificazione delle sostanze in base alla conducibilità Sostanze diverse hanno proprietà elettriche diverse, tuttavia, in base alla conducibilità elettrica possono essere suddivise in 3 gruppi principali: Proprietà elettriche delle sostanze Conduttori Semiconduttori Dielettrici Conducono bene la corrente elettrica Questi includono metalli, elettroliti, plasma ... Il più i conduttori utilizzati sono Au, Ag, Cu, Al, Fe ... Praticamente non conducono corrente elettrica Questi includono plastica, gomma, vetro, porcellana, legno secco, carta ... Occupano una posizione intermedia nella conducibilità tra conduttori e dielettrici Si, Ge, Se, In, Come

Classificazione delle sostanze in base alla conducibilità Ricordiamo che la conduttività delle sostanze è dovuta alla presenza in esse di particelle cariche libere, ad esempio nei metalli si tratta di elettroni liberi - - - - - - - - - -

Conducibilità intrinseca dei semiconduttori Si consideri la conducibilità dei semiconduttori a base di silicio Si Si Si Si Si Si - - - - - - - - Il silicio è un elemento chimico a 4 valenze. Ogni atomo ha 4 elettroni nello strato elettronico esterno, che vengono utilizzati per formare legami coppia-elettrone (covalenti) con 4 atomi vicini In condizioni normali (basse temperature), non ci sono particelle cariche libere nei semiconduttori, quindi il semiconduttore non conduce corrente elettrica

Conducibilità intrinseca dei semiconduttori Consideriamo i cambiamenti in un semiconduttore con l'aumentare della temperatura Si Si Si Si Si - - - - - - + buco elettronico libero + + Con l'aumentare della temperatura, l'energia degli elettroni aumenta e alcuni di essi lasciano i legami, diventando elettroni liberi. Al loro posto rimangono cariche elettriche non compensate (particelle cariche virtuali), chiamate buchi. campo elettrico elettroni e lacune iniziano un movimento (contrario) ordinato, formando una corrente elettrica - -

Conduttività intrinseca dei semiconduttori Pertanto, la corrente elettrica nei semiconduttori è un movimento ordinato di elettroni liberi e particelle virtuali positive - buchi All'aumentare della temperatura, aumenta il numero di portatori di carica gratuiti, aumenta la conduttività dei semiconduttori, la resistenza diminuisce R (Ohm ) t (0 C) R 0 metallo semiconduttore Torna all'indice

La conduttività intrinseca dei semiconduttori è chiaramente insufficiente per l'applicazione tecnica dei semiconduttori.Pertanto, per aumentare la conducibilità, le impurità (drogaggio) vengono introdotte nei semiconduttori puri, che sono donatori e accettore.Impurità donatrici Si Si As Si Si - - - - - - - Quando si droga 4 - silicio di valenza Si 5 - arsenico di valenza As, uno dei 5 elettroni di arsenico diventa libero. Pertanto, modificando la concentrazione di arsenico, è possibile modificare la conducibilità del silicio in un ampio intervallo. semiconduttore è chiamato semiconduttore di tipo n, gli elettroni sono i principali portatori di carica e un'impurità di arsenico che fornisce elettroni liberi è chiamata donatore Impurezza conducibilità semiconduttori - -

Conducibilità delle impurità dei semiconduttori Impurità accettore Se il silicio è drogato con indio trivalente, all'indio manca un elettrone per formare legami con il silicio; si forma una lacuna Si Si In Si Si - - - - - + Modificando la concentrazione di indio, è possibile modificare la conduttività del silicio in un ampio intervallo, creando un semiconduttore con le proprietà elettriche desiderate fori, chiamati accettore - -

Conducibilità delle impurità dei semiconduttori Quindi, ci sono 2 tipi di semiconduttori con un grande uso pratico: p - tipo n - tipo Portatori di carica principali - lacune Portatori di carica principali - elettroni + - Oltre ai portatori principali in un semiconduttore, esiste un numero molto piccolo di portatori di carica minori (in un semiconduttore di tipo p, questi sono elettroni, e in un semiconduttore di tipo n, questi sono buchi), il cui numero aumenta con l'aumentare della temperatura Al contenuto

Giunzione p – n e sue proprietà Si consideri un contatto elettrico di due semiconduttori di tipo p e n, chiamato giunzione p – n + _ 1. , elettroni - a sinistra) La resistenza di transizione è piccola, la corrente è grande. Tale inclusione è chiamata diretta, nella direzione in avanti p - n la giunzione conduce bene la corrente elettrica p n

Giunzione p – n e sue proprietà + _ 2. Inclusione inversa + + + + - - - - I principali portatori di carica non passano attraverso la giunzione p – n direzione inversa p - n giunzione praticamente non conduce corrente elettrica p n Strato di blocco Al contenuto

Diodo a semiconduttore e sua applicazione Un diodo a semiconduttore è una giunzione p - n racchiusa in un alloggiamento Designazione di un diodo a semiconduttore nei diagrammi Volt - caratteristica corrente di un diodo a semiconduttore (CVC) I (A) U (B) La proprietà principale di p - n giunzione è la sua conduttività unilaterale

Diodi a semiconduttore e relative applicazioni Applicazioni di diodi a semiconduttore Raddrizzatore CA Rilevamento di segnali elettrici Stabilizzazione di corrente e tensione Trasmissione e ricezione di segnali Altre applicazioni

Prima del diodo Dopo il diodo Dopo il condensatore Sul carico Diodo a semiconduttore e sua applicazione Circuito raddrizzatore a semionda

Diodo a semiconduttore e sua applicazione Uscita di ingresso del circuito raddrizzatore a onda intera (ponte) + - ~

Transistor canale p-n-p tipo p canale n-p-n Tipo n Abbreviazioni convenzionali: E - emettitore, K - collettore, B - base. Il transistor è stato il primo dispositivo a semiconduttore in grado di svolgere le funzioni di amplificazione e modulazione di un triodo a vuoto (costituito da anodo, catodo e griglia). I transistor sostituirono le valvole termoioniche e rivoluzionarono l'industria elettronica.

L'azione dei varicaps si basa sull'uso del capacitivo proprietà p-n transizione. Varicaps possono essere utilizzati per vari scopi come condensatori variabili. A volte vengono utilizzati negli amplificatori parametrici. Il principio di funzionamento di un amplificatore parametrico è la compensazione parziale delle perdite in un circuito oscillatorio costituito da un induttore L e un condensatore C, con una variazione periodica della capacità del condensatore o dell'induttanza della bobina (a condizione che la variazione si verificano in determinati rapporti quantitativi e di fase con la frequenza di oscillazione del circuito). In questo caso, l'aumento della potenza delle oscillazioni elettriche (segnale) avviene a causa dell'energia della sorgente, che cambierà periodicamente il valore del parametro reattivo. Come tale parametro reattivo variabile, viene utilizzato un varicap, la cui capacità cambia a causa dell'effetto di una tensione armonica fornita da uno speciale generatore di pompe. Se, con l'aiuto di un varicap e di un generatore di pompe, tutte le perdite del circuito vengono completamente compensate, ad es. portarlo in uno stato di autoeccitazione, allora un tale sistema è chiamato generatore parametrico.

diapositiva 2

Diodo - dispositivi elettrovuoto o semiconduttori che passano corrente elettrica alternata in una sola direzione e hanno due contatti per l'inclusione in un circuito elettrico.

diapositiva 3

Un diodo ha due terminali chiamati anodo e catodo. Quando un diodo è collegato a un circuito elettrico, la corrente fluisce dall'anodo al catodo. La capacità di condurre corrente in una sola direzione è la proprietà principale del diodo. I diodi appartengono alla classe dei semiconduttori e sono considerati componenti elettronici attivi (resistori e condensatori sono passivi).

diapositiva 4

La conduzione unilaterale del diodo è la sua proprietà principale. Questa proprietà determina lo scopo del diodo: – conversione di oscillazioni modulate ad alta frequenza in correnti di frequenza audio (rilevamento); – Raddrizzatore da CA a CC Proprietà del diodo

diapositiva 5

Classificazione dei diodi Secondo il materiale semiconduttore iniziale, i diodi sono divisi in quattro gruppi: germanio, silicio, arseniuro di gallio e fosfuro di indio. I diodi al germanio sono ampiamente utilizzati nei ricevitori a transistor perché hanno un coefficiente di trasferimento più elevato rispetto ai diodi al silicio. Ciò è dovuto alla loro maggiore conduttività a bassa tensione (circa 0,1…0,2 V) di un segnale ad alta frequenza all'ingresso del rivelatore e ad una resistenza di carico relativamente bassa (5…30 kOhm). Diodi a semiconduttore

diapositiva 6

Secondo il design e le caratteristiche tecnologiche, i diodi sono puntiformi e planari. Secondo il loro scopo, i diodi a semiconduttore sono suddivisi nei seguenti gruppi principali: raddrizzatore, universale, impulso, varicap, diodi zener (diodi di riferimento), stabistori, diodi tunnel, diodi invertiti, a valanga (LPD), tiristori, fotodiodi, LED e optoaccoppiatori.

Diapositiva 7

I diodi sono caratterizzati dai seguenti parametri elettrici principali: - corrente che attraversa il diodo nella direzione diretta (corrente diretta Ipr); - corrente che attraversa il diodo in verso opposto (corrente inversa Iobr); – la CORRENTE rettificata massima ammissibile rett. Massimo; – la massima corrente continua ammissibile I pr.dop.; - tensione continua U n p ; - tensione inversa e circa R; - la massima tensione inversa consentita e arr.max - capacità Cd tra i terminali del diodo; – dimensioni e range di temperatura di esercizio

Diapositiva 8

Quando si collega un diodo in un circuito, è necessario rispettare la corretta polarità. Per facilitare la determinazione della posizione del catodo e dell'anodo, vengono applicati segni speciali sulla custodia o su uno dei terminali del diodo. Esistono vari modi per contrassegnare i diodi, ma molto spesso viene applicata una striscia anulare sul lato della custodia corrispondente al catodo. Se non è presente la marcatura del diodo, è possibile determinare i terminali dei diodi a semiconduttore utilizzando un dispositivo di misurazione: il diodo trasmette corrente solo in una direzione Funzionamento del diodo

Diapositiva 9

Il funzionamento di un diodo può essere visualizzato con un semplice esperimento. Se una batteria è collegata al diodo tramite una lampada a incandescenza a bassa potenza in modo che il terminale positivo della batteria sia collegato all'anodo e il terminale negativo al catodo del diodo, la corrente fluirà nel circuito elettrico risultante e la lampada si accenderà. Il valore massimo di questa corrente dipende dalla resistenza della giunzione a semiconduttore del diodo e dalla tensione continua ad essa applicata. Questo stato il diodo è chiamato aperto, la corrente che lo attraversa è corrente continua I pre la tensione applicata ad esso, a causa della quale il diodo è aperto, è chiamata tensione continua U pr Se i cavi del diodo vengono scambiati, la lampada non lo farà bagliore, quindi come il diodo sarà nello stato chiuso e fornirà una forte resistenza alla corrente nel circuito. Vale la pena notare che una piccola corrente attraverso la giunzione a semiconduttore del diodo scorrerà ancora nella direzione opposta, ma rispetto alla corrente continua sarà così piccola che la lampadina non reagirà nemmeno. Tale corrente è chiamata corrente inversa I arr e la tensione che la crea è chiamata tensione inversa U arr.

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Diapositiva 10

Marcatura del diodo Sul corpo del diodo viene solitamente indicato il materiale semiconduttore di cui è composto (lettera o numero), il tipo (lettera), lo scopo o le proprietà elettriche del dispositivo (numero), la lettera corrispondente al tipo di dispositivo , e la data di produzione, nonché la sua simbolo. Il simbolo del diodo (anodo e catodo) indica come deve essere collegato il diodo sulle schede del dispositivo. Il diodo ha due terminali, uno dei quali è il catodo (meno) e l'altro è l'anodo (più). Un'immagine grafica condizionale sul corpo del diodo viene applicata sotto forma di una freccia che indica la direzione diretta, se non è presente alcuna freccia, viene inserito il segno "+". Sui terminali piatti di alcuni diodi (ad esempio la serie D2) è impresso direttamente il simbolo del diodo e la sua tipologia. Quando si applica un codice colore, un segno colorato, un punto o una striscia viene applicato più vicino all'anodo (Fig. 2.1). Per alcuni tipi di diodi, la marcatura a colori viene utilizzata sotto forma di punti e strisce (Tabella 2.1). I diodi di vecchio tipo, in particolare i diodi puntiformi, sono stati prodotti con un design in vetro ed erano contrassegnati con la lettera "D" con l'aggiunta di un numero e una lettera che indicava il sottotipo del dispositivo. I diodi planari al germanio-indio erano designati "D7".

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diapositiva 11

Sistema di notazione Il sistema di notazione consiste di quattro elementi. Il primo elemento (lettera o numero) indica l'originale materiale semiconduttore da cui è composto il diodo: G o 1 - germanio * K o 2 - silicio, A o 3 - arseniuro di gallio, I o 4 - fosfuro di indio. Il secondo elemento è una lettera che indica la classe o il gruppo del diodo. Il terzo elemento è un numero che determina lo scopo o le proprietà elettriche del diodo. Il quarto elemento indica il numero di sequenza sviluppo tecnologico diodo ed è designato dalla A alla Z. Ad esempio, il diodo KD202A sta per: K - materiale, silicio, D - diodo raddrizzatore, 202 - scopo e numero di sviluppo, A - varietà; 2S920 - diodo zener al silicio ad alta potenza di tipo A; AIZ01B - un diodo tunnel al fosfuro di indio di un tipo di commutazione di tipo B. A volte ci sono diodi designati da sistemi obsoleti: DG-Ts21, D7A, D226B, D18. I diodi D7 differiscono dai diodi DG-Ts in un design dell'alloggiamento interamente in metallo, per cui funzionano in modo più affidabile in un'atmosfera umida. I diodi al germanio del tipo DG-Ts21 ... DG-Ts27 e i diodi D7A ... D7Zh vicini a loro nelle caratteristiche vengono solitamente utilizzati nei raddrizzatori per alimentare apparecchiature radio da una rete a corrente alternata. Il simbolo del diodo non sempre include alcuni dati tecnici, quindi devono essere cercati nei libri di riferimento dispositivi a semiconduttore. Un'eccezione è la designazione di alcuni diodi con le lettere KS o un numero invece di K (ad esempio, 2C): diodi zener e stabistori al silicio. Dopo queste designazioni ci sono tre cifre, se queste sono le prime cifre: 1 o 4, quindi prendendo le ultime due cifre e dividendole per 10 otteniamo la tensione di stabilizzazione Ust. Ad esempio, KS107A è uno stabistor, Ust = 0,7 V, 2S133A è un diodo zener, Ust = 3,3 V. Se la prima cifra è 2 o 5, le ultime due cifre mostrano Ust, ad esempio KS 213B - Ust = 13 V, 2C 291A - 0Ust \u003d 91 V, se il numero è 6, è necessario aggiungere 100 V alle ultime due cifre, ad esempio KS 680A - Ust \u003d 180 V.

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diapositiva 12

Schema strutturale di un diodo a semiconduttore con giunzione p - n: 1 - cristallo; 2 - conclusioni (indirizzi attuali); 3 - elettrodi (contatti ohmici); 4 - piano p - giunzione n. Tipica caratteristica corrente-tensione di un diodo a semiconduttore con giunzione p - n: U - tensione ai capi del diodo; I - corrente attraverso il diodo; U* arr e I* abr - la massima tensione inversa consentita e la corrispondente corrente inversa; U st - tensione di stabilizzazione.

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diapositiva 13

Circuito equivalente a segnale basso (per livelli di segnale bassi) di un diodo a semiconduttore con giunzione p - n: r p-n - resistenza non lineare della giunzione p - n; r b - resistenza del volume del semiconduttore (base del diodo); r yt - resistenza alle perdite superficiali; C B - capacità di barriera p - n-giunzione; C diff - capacità di diffusione dovuta all'accumulo di cariche mobili nella base a tensione continua; C a - capacità del corpo; L a - induttanza dei cavi di corrente; A e B sono conclusioni. La linea continua mostra la connessione degli elementi relativi all'effettiva giunzione p - n. Caratteristiche corrente-tensione dei diodi tunnel (1) e invertiti (2): U - tensione ai capi del diodo; I - corrente attraverso il diodo

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Diapositiva 14

Diodi a semiconduttore (aspetto): 1 - diodo raddrizzatore; 2 - fotodiodo; 3 - diodo a microonde; 4 e 5 - array di diodi; 6 - diodo a impulsi. Custodie diodi: 1 e 2 - metallo-vetro; 3 e 4 - metallo-ceramica; 5 - plastica; 6 - vetro

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diapositiva 15

Diodo Schottky I diodi Schottky hanno una caduta di tensione molto bassa e sono più veloci dei diodi convenzionali. Diodo Zener / Diodo Zener / Diodo Zener impedisce alla tensione di superare una certa soglia in una particolare sezione del circuito. Può svolgere funzioni sia protettive che restrittive, funzionano solo nei circuiti CC. Durante il collegamento, osservare la polarità. I diodi Zener dello stesso tipo possono essere collegati in serie per aumentare la tensione stabilizzata o formare un partitore di tensione. Varicap Varicap (altrimenti diodo capacitivo) cambia la sua resistenza a seconda della tensione applicata ad esso. Viene utilizzato come condensatore variabile controllato, ad esempio, per sintonizzare circuiti oscillatori ad alta frequenza.

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diapositiva 16

Tiristore Il tiristore ha due stati stabili: 1) chiuso, cioè lo stato di bassa conducibilità, 2) aperto, cioè lo stato di alta conducibilità. In altre parole, è in grado di passare da uno stato chiuso a uno stato aperto sotto l'azione di un segnale. Il tiristore ha tre uscite, oltre all'anodo e al catodo, c'è anche un elettrodo di controllo: viene utilizzato per trasferire il tiristore allo stato attivo. I moderni tiristori importati sono prodotti anche nelle custodie TO-220 e TO-92.I tiristori sono spesso utilizzati nei circuiti per il controllo della potenza, per l'avviamento regolare dei motori o per l'accensione delle lampadine. I tiristori ti consentono di controllare grandi correnti. Per alcuni tipi di tiristori, la corrente diretta massima raggiunge 5000 A o più e il valore della tensione nello stato chiuso è fino a 5 kV. Potenti tiristori di potenza del tipo T143 (500-16) sono utilizzati negli armadi di controllo dei motori elettrici, convertitori di frequenza

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Diapositiva 17

Diodi LED Henry Round Un LED emette luce quando viene attraversato da una corrente elettrica. I LED sono utilizzati nei dispositivi di visualizzazione degli strumenti, nei componenti elettronici (accoppiatori ottici), nei telefoni cellulari per illuminare il display e la tastiera, i potenti LED sono utilizzati come fonte di luce nelle lampade, ecc. I LED sono disponibili in diversi colori di bagliore, RGB, ecc.

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Ultima diapositiva della presentazione: Diodo

Diodo a infrarossi I LED a infrarossi (abbreviati come diodi IR) emettono luce nella gamma degli infrarossi. I campi di applicazione dei LED infrarossi sono la strumentazione ottica, i dispositivi di controllo remoto, i dispositivi di opto-commutazione, le linee di comunicazione wireless. I diodi IR sono designati allo stesso modo dei LED. I diodi a infrarossi emettono luce al di fuori del campo visibile, il bagliore del diodo IR può essere visto e visualizzato, ad esempio, attraverso una fotocamera cellulare, questi diodi vengono utilizzati anche nelle telecamere a circuito chiuso, in particolare sulle telecamere stradali in modo che l'immagine sia visibile di notte. Fotodiodo Un fotodiodo converte la luce che colpisce la sua area fotosensibile in corrente elettrica e trova applicazione nella conversione della luce in un segnale elettrico.

diodo zener
7

Stabilizzatore di tensione basato su un diodo zener e CVC di diodi zener 1-KS133A, 2-KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh

Stabilizzatore di tensione basato
diodo zener e CVC dei diodi zener 1-KS133A, 2KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh
Stepanov Konstantin Sergeevich

Caratteristiche corrente-tensione
1-KS133A, 2-KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh
9
Stepanov Konstantin Sergeevich

Varicap: designazione e relativo wah
Capacità massima del varicap
è 5-300 pF
10
Stepanov Konstantin Sergeevich

Stepanov Konstantin Sergeevich

APPLICAZIONE DEI DIODI

In ingegneria elettrica:
1) dispositivi di rettifica,
2) dispositivi di protezione.
Stepanov Konstantin Sergeevich

SCHEMA RADDRIZZATORE

Stepanov Konstantin Sergeevich

Stepanov Konstantin Sergeevich

Funzionamento di un raddrizzatore a semionda

Tensione di uscita del raddrizzatore


u(t) = u(t) - u(t),
Sotto forma di un valore medio -
U = Um/π,


carico
Entrata
carico
Stepanov Konstantin Sergeevich
diodo

SCHEMA RADDRIZZATORE

Raddrizzatore a onda intera monofase
punto medio
Stepanov Konstantin Sergeevich

Raddrizzatore a punto medio a onda intera monofase

Stepanov Konstantin Sergeevich

Funzionamento di un raddrizzatore a onda intera

determinato anche dalla seconda legge
Kirchoff:
Come valore istantaneo -
u(t)= u(t) - u(t),
Sotto forma di un valore effettivo -
U = 2Um/π
carico
Entrata
carico
Stepanov Konstantin Sergeevich
diodo

SCHEMA RADDRIZZATORE

Stepanov Konstantin Sergeevich

Raddrizzatore a ponte monofase

Stepanov Konstantin Sergeevich

Funzionamento di un ponte raddrizzatore a onda intera

In questo circuito, la tensione di uscita
è determinata dalla seconda legge di Kirchhoff:
Come valore istantaneo -
u(t)= u(t) - 2u(t),
Sotto forma di un valore effettivo -
U = 2Um/π,
ignorando la caduta di tensione ai capi
diodi a causa delle loro piccole dimensioni.
carico
Entrata
carico
Stepanov Konstantin Sergeevich
diodo

SCHEMA RADDRIZZATORE

Stepanov Konstantin Sergeevich

Frequenza di pulsazione
f1p = 3 fs
Stepanov Konstantin Sergeevich

SCHEMA RADDRIZZATORE

Stepanov Konstantin Sergeevich

Controllo del ponte trifase

La componente costante in questo circuito
grande abbastanza
M
, quindi Ud 0 \u003d 0,955 Ul m,
U 2 U Peccato
d0
2
M
dove: U2 è il valore effettivo della lineare
tensione all'ingresso del raddrizzatore,
m è il numero di fasi del raddrizzatore.
Ul m - valore di ampiezza del lineare
voltaggio
Le ampiezze delle increspature armoniche sono piccole,
e la loro frequenza di pulsazione è alta
Um1 \u003d 0,055 Ul m (frequenza f1p \u003d 6 fc)
Um2 = 0.013Ul m (frequenza f2p = 12 fs)
Stepanov Konstantin Sergeevich

FILTRI DI RETE

Capacitivo (C - filtri)
Induttivo (L - filtri)
Filtri LC
Stepanov Konstantin Sergeevich

Capacitivo (C - filtro)

Stepanov Konstantin Sergeevich

Capacitivo (C - filtro)

Stepanov Konstantin Sergeevich

Capacitivo (C - filtro)

Stepanov Konstantin Sergeevich

Induttivo (L - filtro)

Stepanov Konstantin Sergeevich

Induttivo (L - filtro)

Stepanov Konstantin Sergeevich

Stepanov Konstantin Sergeevich

Transistor bipolari
transistor bipolare
detto semiconduttore
dispositivo con due giunzioni p-n.
Ha una struttura a tre strati
tipo n-p-n o p-n-p
33
Stepanov Konstantin Sergeevich

Struttura e designazione
transistor bipolare
34
Stepanov Konstantin Sergeevich

Stepanov Konstantin Sergeevich

La struttura di un transistor bipolare

Stepanov Konstantin Sergeevich

Modalità operative del transistor
Ci sono le seguenti modalità transistor:
1) modalità di interruzione della corrente (modalità chiusa
transistor) quando entrambe le giunzioni sono polarizzate
direzione inversa (chiuso); 2) modalità
saturazione (modalità transistor aperto),
quando entrambe le transizioni sono spostate in avanti
direzione, le correnti nei transistor sono massime e
non dipendono dai suoi parametri: 3) modalità attiva,
quando la giunzione dell'emettitore è polarizzata in avanti
direzione, collettore - nella direzione opposta.
37
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Circuito di base comune

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Circuito a base comune e sue caratteristiche corrente-tensione
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Circuito a emettitore comune (CE).

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Circuito collettore comune (OK)

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Circuito con OE (a), suo CVC e circuito con OK (b)

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Caratteristiche e circuiti equivalenti dei transistor

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Circuito emettitore comune

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Oscillogrammi all'ingresso e all'uscita dell'amplificatore con OE

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Circuito emettitore comune

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Tiristori

Le strutture multistrato con tre giunzioni p-n sono chiamate tiristori.
Tiristori con due uscite
(a due elettrodi) sono chiamati
dinistor,
con tre (tre elettrodi) -
trinistor.
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Proprietà del tiristore

La proprietà principale è
capacità di essere in due
stati di equilibrio stabile:
il più aperto possibile, e
al massimo chiuso.
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Proprietà del tiristore

I tiristori possono essere accesi
impulsi a bassa potenza attraverso il circuito
gestione.
Spegni - cambia la polarità
tensione del circuito principale o
riduzione della corrente anodica a
valori al di sotto della corrente di mantenimento.
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Applicazione dei tiristori

Per questo motivo, i tiristori sono classificati come
cambiare classe
dispositivi a semiconduttore,
la cui applicazione è
commutazione senza contatto
circuiti elettrici.
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Struttura, designazione e CVC del dinistor.

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Con collegamento diretto del dinistor, la sorgente
l'alimentatore En sposta le giunzioni p-n P1 e P3 in
nella direzione in avanti, e P2 - nella direzione opposta,
il dinistor è nello stato chiuso e
tutta la tensione applicata ad esso diminuisce
allo svincolo P2. La corrente del dispositivo è determinata
corrente di dispersione Iut, il cui valore
è nell'ordine dei centesimi
microampere a diversi microampere
(sezione OA). differenziale
tu
resistenza dinistor Rdiff \u003d l nell'area
OA è positivo e sufficientemente grande. Il suo
valore può raggiungere diverse centinaia
megaohm. Sulla sezione AB Rdif<0 Условное
la designazione del dinistor è mostrata in fig.b.
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Struttura a tiristori

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Designazione del tiristore

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Condizioni per l'accensione del tiristore

1. Tensione continua sul tiristore
(anodo +, catodo -).
2. Impulso di comando in apertura
tiristore, dovrebbe essere sufficiente
energia.
3. La resistenza al carico dovrebbe
essere meno critico
(Rcr = Umax/Iud).
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FET
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Transistor di campo (unipolari).

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Transistor ad effetto di campo a gate isolato

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FEEDBACK Preparato da Stepanov K.S.

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FEEDBACK

L'effetto della causa sull'effetto
che ha causato questo si chiama
feedback.
Amplificazione del feedback

positivo (POS).
Indebolimento del feedback
si chiama l'effetto dell'indagine
negativo (OOS).
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FEEDBACK Schema a blocchi del sistema operativo

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Feedback seriale sulla corrente

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Feedback seriale sulla corrente

Guadagno dell'amplificatore
Tu fuori
direzione della freccia
K
Tu dentro
Rapporto di trasferimento inverso
collegamenti in direzione della freccia
U oc
Tu fuori
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Feedback seriale sulla corrente

β mostra quale parte dell'output
la tensione è applicata all'ingresso.
Generalmente
1
U dentro U dentro U os U dentro U fuori
U fuori KU in K (U dentro U fuori)
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Feedback seriale sulla corrente

Quindi
Poi
K
K
1 K
Tu fuori
K
KKK
Tu dentro
U oc
U fuori Z n
K
1
Zn
K
1 K
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Feedback seriale sulla corrente

Impedenza di ingresso
Dal momento che nel diagramma
Poi
Z in (1 K) Z in
U OS (io fuori io dentro)
U dentro U dentro (io fuori io dentro)
Z in Z in (1 K I)
Z fuori (1 K dentro)
Z fuori
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Feedback seriale sulla corrente

Dove KI è il fattore di amplificazione corrente. Lui
deve essere minore di zero, cioè amplificatore
deve essere invertente.
K in Zin * Kin /(Rg Zin)
All'OOS K<0
Usato quando serve
grande Zout. Quindi un tale amplificatore
equivalente a un generatore di corrente. A
profondo oos giustamente
>>Zout
Z fuori
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Feedback di tensione seriale

Sistema operativo seriale
voltaggio
Di
Aumenta l'input e diminuisce
impedenza di uscita
Z fuori
Z fuori
1K dentro
Z dentro
Rg Z dentro
dove Kv è il coefficiente di trasmissione
booster al minimo
Seguace dell'emettitore - luminoso
esempio di FOS sequenziale di
voltaggio
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OOS parallelo in corrente

Parallelo
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OOC in corrente

Retroazione di tensione parallela

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ELEMENTI LOGICI A cura di Stepanov K.S.

Stepanov Konstantin Sergeevich

ELEMENTI LOGICI

Elementi logici - dispositivi,
destinato alla lavorazione
informazioni in formato digitale
(sequenze di segnali di alta -
Livelli "1" e basso - "0" in binario
logica, la sequenza "0", "1" e "2" in
logica ternaria, sequenza "0",
"1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8" e "9" in
Stepanov Konstantin Sergeevich

ELEMENTI LOGICI

Elementi fisici, logici
può essere soddisfatto
meccanico,
elettromeccanico (per
relè elettromagnetici),
elettronico (su diodi e
transistor), pneumatico,
idraulico, ottico, ecc.
Stepanov Konstantin Sergeevich

ELEMENTI LOGICI

Dopo la dimostrazione nel 1946 del teorema
John von Neumann sull'economia
sistemi posizionali esponenziali
resa dei conti di cui si è accorto
vantaggi di binario e ternario
sistemi di numerazione rispetto a
sistema numerico decimale.
Stepanov Konstantin Sergeevich

ELEMENTI LOGICI

La dualità e la trinità lo consentono
ridurre notevolmente il numero
operazioni ed elementi che eseguono
questa elaborazione rispetto a
elementi logici decimali.
Gli elementi logici funzionano
funzione logica (operazione) con
segnali di ingresso (operandi,
dati).
Stepanov Konstantin Sergeevich

ELEMENTI LOGICI

Operazioni booleane con uno
gli operandi sono chiamati unari, con
due - binario, con tre -
ternario (triario,
trinario), ecc.
Stepanov Konstantin Sergeevich

ELEMENTI LOGICI

Delle possibili operazioni unarie con
output unario di interesse per
le implementazioni rappresentano operazioni
smentite e ripetizioni, inoltre,
l'operazione di negazione ha un grande
significato dell'operazione di ripetizione, Stepanov Konstantin SergeevichUna regola mnemonica Per l'equivalenza con qualsiasi

L'output sarà:

un numero pari di "1" è valido,

un numero dispari di "1" è valido,
Stepanov Konstantin Sergeevich

Modulo 2 addizione (2XOR, non equivalenza). Inversione di equivalenza.

UN
Stepanov Konstantin Sergeevich
0
0
1
1
B
0
1
0
1
f(AB)
0
1
1
0

Regola mnemonica

Per una somma modulo 2 con any
il numero di ingressi è:
L'output sarà:
"1" se e solo se l'input
un numero dispari di "1" è valido,
"0" se e solo se l'input
un numero pari di "1" è valido,
Stepanov Konstantin Sergeevich

Grazie per l'attenzione
Stepanov Konstantin Sergeevich