Реферати українською » Физика » Основи електроніки


Реферат Основи електроніки

>Лекція 16. Тема 10

>ОСНОВИЕЛЕКТРОНІКИ

10.1Електронно-дірковийперехід

>Хімічнимелементомназиваєтьсяз'єднанняатомів ізоднаковим зарядом ядра. Уприроді із всіххімічнихелементів лишегази:гелій, неон таіншізнаходяться водноатомномустані.Всііншіелементитяжіютьз'єднатися одна впевному порядку,утворюючимолекули.З'єднання упевному порядкуатомів й молекулназиваєтьсяречовиною.Твердаречовинамає свою структуру йскладається ізатомів, щомають усвоємускладі ядра іелектрони, котрізнаходяться навизначенихенергетичнихрівнях (>заповнена зона,заборонена зона,валентна зона, зонапровідності).

Уречовині, якоїназивають >напівпровідником,валентна зона й зонапровідностірозділенізабороненоюзоною, упровідникутакийрозподілвідсутній, адіелектрикує, але й шириназабороненоїзонинабагато більше, ніж унапівпровідника.Розрізняютьвласнінапівпровідники танапівпровідники іздомішкою.Власниминапівпровідникамиєхімічніелементи IVгрупиперіодичноїтаблиціМенделєєва:кремній (Si),германій (>Ge), щомають 4валентнихелектрони, котріможутьвступити вхімічнийзв'язок ізелектронамиіншихатомів. Принезначнійтемпературі один чидекілька ізцихвалентнихелектронівможутьпереходити до зонипровідності навідміну віддіелектрика.

>Властивістьатомів одногохімічногоелементаприєднуватипевнукількістьатомівіншиххімічнихелементівназиваєтьсявалентністю.З'єднанняатомівхімічнихелементів у молекулуназиваєтьсяхімічнимзв'язком.Вінможевиникнути,наприклад, приутворенніелектронних пар: двохелектронів, котрі належатиодночаснодвом атомам (>тобтообертаютьсянавколо ядер двохатомів);такийхімічнийзв'язокназиваєтьсяковалентнимзв'язком.Якщоковалентнийзв'язокутворюється врезультаті переходуелектронної парі від одногохімічногоелемента – донора (>постачальникаелектронів) доіншогохімічномуелементу –акцептору (>користувачуелектронів), тотакийхімічнийзв'язокназиваєтьсядонорно-акцепторнимзв'язком.

>Напівпровідник іздомішкоюутворюється утакийспосіб.Якщо вхімічнийелемент IVгрупи внестидомішку (>хімічнийелемент Vгрупи), то, прикімнатнійтемпературіатомидомішкивіддають 5-їелектрон,який небереучасті устворенніхімічного зв'язку. Урезультатіатомидомішки, котрірозташовані увузлахкристалічнихрешіток,стаютьпозитивнимиіонами, аотриманійречовиніз'являютьсявільніелектрони.Такіречовини, у якіносіямизарядівєелектрони,називають >напівпровідникамиn-типу (n – «>negative» –негативний), а >домішки,завдякиякимвиникаютьвільніелектрони,називають >донорними.

>Якщо вхімічнийелемент IVгрупи внести якдомішкухімічнийелемент IIIгрупи, то, прикімнатнійтемпературіатомидомішкизахоплюютьелектрони удеякихатомівхімічногоелемента IVгрупи дляутворенняхімічного зв'язку. Урезультатіціатоми,розташовані увузлахкристалічнихрешіток,стаютьпозитивнимиіонами,навколо якізнаходятьсянейтральніатоми.Нейтральніатоми, котрізнаходятьсябіляіона,віддають своїелектрони позитивномуіону,роблячи йогонейтральним; при цьому смердоті самстаютьпозитивнимиіонами. Отже,місце позитивногоіона завісься годинузмінюється,начебтопереміщуєтьсяпозитивний заряд,якийдорівнює за модулем зарядуелектрона.Відсутністьелектрона ватомінапівпровідниканазиваютьдіркою, котрамаєпозитивний заряд,рівний за модулем зарядуелектрона.Такіречовини, у якіносіямизарядівєдірки,називають >напівпровідниками >р-типу (р – «>positive» –позитивний), а >домішки,завдякиякимвиникаютьдірки,називають >акцепторними.



>Якщоз'єднатинапівпровідникр-типу ізнапівпровідникомn-типу, тоутворитьсянапівпровідникр-n-типу (>якиймаєр-шар таn-шар) умісці їхньогоз'єднаннястворитьсяелектронно-дірковийперехід (>р-n-перехід), уякомуелектрониn-шарузаповнюютьдіркир-шару. Тому вмісціз'єднанняутвориться кулюречовини, що немаєвільнихзарядів (>тобто із великимопором),якийназивають >замикаючим кулею.Товщиназамикаючого куліскладаєкількамікрометрів, йогорозширеннюперешкоджаєелектричне полінерухомихіонівдомішок. Отже, у нейтральномустані, колипотенціали накінцяхнапівпровідникадорівнюють нулю,упорядкований йспрямований рухзарядів уньомувідсутній,тобто силаструмудорівнює нулю (>рис.10.1).


>Якщо відджерелаелектрорушійноїсили дор-шаруотриманогонапівпровідникаприкластипозитивнийпотенціал (+j), а доn-шару –негативнийпотенціал (–j), тоелектрони поддієюприкладеноїнапруги ізn-шарупочнутьпроникати вр-шар,заповнюючидірки.Нестачаелектронів уn-шарі тадірок ур-шарікомпенсується зарахунокджерелаелектрорушійноїсили:електрони відджереланадходять уn-шар, а ізр-шаруелектронинадходять доджерела,утворюючи в цьомушарідірки.Цейупорядкований йспрямований рухвільнихзарядів унапівпровіднику (>прямійелектричнийструм)відбуваєтьсядоти,поки доньогоприкладена пряманапруга відджерелаелектрорушійноїсили: «+» – дор-шару, а «–» – доn-шару (>рис.10.2).


>Якщо відджерелаелектрорушійноїсили дор-шаруотриманогонапівпровідникаприкластинегативнийпотенціал (–j), а доn-шару –позитивнийпотенціал (+j), тоелектрони поддієюприкладеноїнапруги ізn-шарупочнутьнадходити доджерела, ізякого будутьпроникати вр-шар,заповнюючидірки (>тобтовідбудетьсярозширеннязамикаючого кулі).Цей процесприпиниться, колитовщиназамикаючого кулі станіпропорційноюприкладенійнапрузіджерела. Унапівпровіднику якщовідбуватисянезначнийупорядкований йспрямований рухзарядів (>зворотнийелектричнийструм)доти,поки доньогоприкладеназворотнанапруга відджерелаелектрорушійноїсили: «–» – дор-шару, а «+» – доn-шару (>рис.10.3).

Отже,речовини,електропровідність якізнаходитьсяміжпровідниками тадіелектриками,називаютьнапівпровідниками,характернимивластивостями якіє:

–напівпровідник припрямійнапрузі проводитиелектричнийструм в одномунапряму (>єпровідником), а призворотнійнапрузі практично не проводитиелектричнийструм (>єдіелектриком);

– призбільшеннітемпературипитомийопірнапівпровідниківзнижується (>провідників,навпаки,зростає).

>Запитання для самоконтролю

1.Якіречовининазиваютьнапівпровідниками?

2.Якимивластивостямиволодіютьнапівпровідники?

3. якутворюютьсянапівпровідники?

4. Колиєносіямизарядів унапівпровідникахn-типу?

5. якутворюютьсянапівпровідникиn-типу?

6. Колиєносіямизарядів унапівпровідникахр-типу?

7. якутворюютьсянапівпровідникир-типу?

8. якутворюютьсянапівпровідникир-n-типу?

9. Колирозуміється подр-n-переходом?

10. Колирозуміється подзамикаючим кулею?

11. Колирозуміється подпрямимструмом йпрямоюнапругоюнапівпровідника?

12.Опишіть роботунапівпровідникар-n-типу припрямійнапрузі.

13. Колирозуміється подзворотнимструмом йзворотноюнапругоюнапівпровідника?

14.Опишіть роботунапівпровідникар-n-типу призворотнійнапрузі.

 

10.2Напівпровідниковийдіод

>Напівпровідниковий >діод >являє собоюелектроннийпристрій із однимелектронно-дірковим переходом (>р-n-переходом) йдвомавиводами.

Узалежності від конструктивноговиконанняр-n-переходурозрізняютьточковідіоди, котрімаютьнезначнупотужність, таплощиннідіоди, котрімаютьзначнупотужність. Напринциповихелектричних схемахлітерно-графічнепозначеннянапівпровідниковогодіоданаступне:

>Залежністьсилиструму вдіоді відприкладеної доньогонапруги,вольт-амперна характеристика (>ВАХ), показано нарис.10.4.Вона жєузагальненоюВАХр-n-переходу.Вольт-амперна характеристиканапівпровідниковогодіодамає трихарактерних ділянки:

1 – робота припрямійнапрузі (>протікаєпрямийструм:р-n-перехідвідкритий, й силаструму обмежена лишеопоромматеріалунапівпровідника);

2 – робота призворотнійнапрузі (>протікаєзворотнийструм:р-n-перехідзакритий, йструмнезначноїсили проходити зарахунокнезначноїкількості неосновнихносіїввільнихзарядів уматеріалінапівпровідника (>електронів ур-шарі тадірок уn-шарі);

3 – робота принапрузі пробою (>зворотнийструмрізкозбільшується:відбуваєтьсярізке, («>лавиноподібне») збільшення неосновнихносіїввільнихзарядів уматеріалінапівпровідника (>електронів ур-шарі тадірок уn-шарі) призбільшеннізворотноїнапруги).



Дляоцінки тавиборунапівпровідниковихдіодівуказуютьнаступнітехнічніпараметри:

–прямийструм: максимальноприпустимий (>середній заперіод)струм, силаякоговизначаєтьсянагріваннямдіода;

– пряманапруга: прямаімпульсна максимальнанапруга дляприпустимогоімпульсу прямогоструму;

–потужність, щорозсіюєтьсядіодом: максимальнапотужність, якоїздатнийрозсіюватидіод;

–зворотнанапруга:зворотнаімпульсна максимальнанапруга, Якадорівнює 70 % віднапруги пробою;

–зворотнийструм: силаструму,якийпротікає призворотнійнапрузі.

>Напівпровідниковідіодивипускаютькремнієві (наосновікремнію) йгерманієві (наосновігерманію):кремнієвідіодиздатніпрацювати притемпературі від120°С до150°С припрямійнапрузіблизько 1 У,германієвідіодиздатніпрацювати притемпературі від55°С до85°С припрямійнапрузіблизько 0,3 У. Дляодержаннябільшоїзворотноїнапругидіодиз'єднуютьпослідовно, аодержаннябільшого прямогострумудіодиз'єднують паралельно.

>Якщономінальний режим роботидіодазнаходиться назворотнійчастині йоговольт-амперної характеристики (>рис.10.4,ділянка 2), тодіодназивають >стабілітроном.

Напринциповихелектричних схемахлітерно-графічнепозначеннястабілітронанаступне:

>Стабілітронпризначений длястабілізаціїнапруги,тобтопідтримкинапруги на одномурівні.Стабілітронвключають паралельнонавантаженню (>рис.10.5). Призбільшеннівхідноїнапругизростаєструм уколі >R1>VD, анапруга нанавантаженні U>нав (Якадорівнюєнапрузістабілізації) практично не було зарахунокспаданнянадлишковоїнапруги нарезисторі >R1.



>Запитання для самоконтролю

1.Якийелектроннийпристрійназиваєтьсянапівпровідниковимдіодом?

2. якнапівпровідниковийдіодпозначається напринциповійелектричнійсхемі?

3.Опишіть роботунапівпровідниковогодіода,використовуючи йоговольт-амперну характеристику.

4.Перелічітьтехнічніпараметринапівпровідниковогодіода.

5. яквибратинапівпровідниковийдіод?

6.Якийелектроннийпристрійназиваєтьсястабілітроном?

7. якстабілітронпозначається напринциповійелектричнійсхемі?

8.Приведітьпринциповуелектричну схемустабілізаціїнапруги ізрозшифровкоюлітернихпозначень.

9.Опишіть роботуприведеноїсхемистабілізаціїнапруги.


10.3Випрямленняперемінногоструму

>Випрямленнязмінногоструму в постійнаструмнеобхідно дляживленняпостійних машин,електроннихпристроїв таінших.

>Розглянемо >однопівперіодну схемувипрямлення (>рис.10.6).Вонаскладається із трансформатора, довторинної обмоткиякогопослідовнопідключаютьсядіод йспоживачелектроенергії.Випрямленняструму зацієюсхемоюздійснюється втакийспосіб: упершу половинуперіоду (у 1-їпівперіод)електричнийструм проходити черездіод, у другу половинуперіоду (у 2-їпівперіод)електричнийструмфактично не проходити черездіод, далі процесповторюється. Отже,протягом 1-гопівперіодунапруга нанавантаженніє, апротягом 2-гопівперіоду вонвідсутня.Струм,якийпротікає вколінавантаження,є >пульсуючим,тобтозмінюється його сила, але й незмінюється йогонапрям (>рис.10.7).


>Недолікомпоказаноївищесхемивипрямленняєзначнапульсаціявипрямленогоструму, що приводити донестабільногопостачаннянавантаженняелектроенергією.

Тому напрактиці в основномувикористовуютьмостову >двопівперіодну схемувипрямленнязмінногоструму (>рис.10.8).Вонаскладається із трансформатора, довторинної обмоткиякогопідключаютьсядіодний міст (>з'єднаннядіодів) йспоживачелектроенергії.Випрямленняструму зацієюсхемоюздійснюється втакийспосіб: у1-у половинуперіоду (у 1-їпівперіод)електричнийструм проходити черездіоди >VD1 й >VD2 (шляхструму показань незаштрихованимистрілками), у2-у половинуперіоду (у 2-їпівперіод)електричнийструм проходити черездіоди >VD3 й >VD4 (шляхструму показаньзаштрихованимистрілками), далі процесповторюється. Отже,напруга нанавантаженніє йпротягом 1-гопівперіоду, йпротягом 2-гопівперіоду.Струм,якийпротікає вколінавантаження,пульсуючий,тобтозмінюється його сила, але й незмінюється йогонапрям (>рис.10.9). Длязниженняпульсаціївипрямленогострумувикористовуютьфільтри, щозгладжують, набазіконденсаторів.


>Аналогічно (іздодаванням у схемувипрямлення двохдіодів) можнавипрямлятитрифазнийзміннийструм.

         Якщовторинна обмотка трансформаторамаєвивід відсередньої точки (у цьомувипадкуїїназиваютьнульовоюточкою), то тут длявипрямленнязмінногострумувикористовуютьдвопівперіодну ізнульовоюточкою схемувипрямлення (>рис.10.10), щодозволяєодержатитаку жвипрямленунапругу вспоживачаелектроенергії, як й увипадкузастосуваннямостовоїсхеми.



>Запитання для самоконтролю

1.Приведітьпринциповуелектричну схемуоднопівперіодноговипрямленнязмінногосинусоїдногоструму ізпонижуючим трансформатором ізрозшифровкоюлітернихпозначень.

2.Опишіть роботуприведеноїсхемиоднопівперіодноговипрямлення.

3.Зобразітьграфічновипрямленийструм.

4.Приведітьпринциповуелектричну схемудвохпівперіодноговипрямленнязмінногосинусоїдногоструму ізпонижуючим трансформатором ізрозшифровкоюлітернихпозначень.

5.Опишіть роботуприведеноїсхемидвохпівперіодноговипрямлення.

6.Зобразітьграфічновипрямленийструм.

7.Приведітьпринциповуелектричну схемудвохпівперіодного ізнульовоюточкоювипрямленнязмінногосинусоїдногоструму ізпонижуючим трансформатором ізрозшифровкоюлітернихпозначень.

10.4Тиристор

>Тиристор –ценапівпровідниковийкерованийпристрій,якиймає двар-шара й дваn-шари, зтрьомаелектронно-дірковими переходами (>р-n-переходами) йтрьомавиводами.Вивід ізр-шаруназивають анодом,вивід ізn-шаруназивають катодом,третійвивідназиваютькеруючимелектродом,якийможеприєднуватися як дор-шару, то й доn-шару (>рис.10.11а, 10.11б).



Напринциповихелектричних схемахлітерно-графічнепозначеннятиристоранаступне:


>Вольт-амперна характеристикатиристорамаєвигляд, показань нарис.10.12.Якщокеруючийелектрод непідключений домережі, то один ізр-n-переходівзакритий йтиристор працює на 1-їділянціВАХ.

         Значне збільшеннянапруги приводити доти, щотиристорпочинаєпрацювати на 2-їділянціВАХ. Урезультатінапруга натиристоріпадає, аструм черезньогозбільшується, що приводити до роботитиристора на 3-йділянціВАХ. Томувідсутністьпрямоїнапруги накеруючомуелектроді приводити доти, щотиристор переходити увідкритий стан призначнійнапрузі.

         Якщокеруючийелектродпідключений домережі й нанього подано пряманапруга, тотиристорвідразупочинаєпрацювати на 3-йділянціВАХ.



Отже,наявністьпрямоїнапруги накеруючомуелектроді приводити доти, щотиристор переходити увідкритий стан принезначнійнапрузі.

>Тиристориможутьпропускатиелектричнийструм силою до 1,0 – 2,0 >кА принапрузі 0,1 – 4,0 кВ.

>Найбільше простотиристор можназастосувати якелектричний ключ (>рис.10.13).Тиристоривикористовуєтьсятакож длярегулюваннянапруги назатискахтрифазнихасинхроннихелектродвигунів таіншихцілей.

 

 

 

 

 

 

 



>Запитання для самоконтролю

1.Якийелектроннийпристрійназиваєтьсятиристором?

2. яктиристорпозначається напринциповійелектричнійсхемі?

3.Опишіть роботутиристора,використовуючи йоговольт-амперну характеристику.

4. Для чогопризначенийтиристор?

10.5Транзистор,підсиленняелектричного сигналу

>Транзисторвинайдений у 1948 >році >американськимивченими Д.Бардіном, У.Браттейном й У.Шоклі, за щоїм бувприсудженаНобелівськапремія.

>Транзистор (>біполярний транзистор) –ценапівпровідниковийпристрій,якийпризначений дляпідсиленняелектричного сигналу (>струму,напруги), тамає двар-шари й одинn-шар (>рис.10.13а), чи одинр-шар й дваn-шари (>рис.10.13б), із2-маелектронно-дірковими переходами (>р-n-переходами) й3-мавиводами. Шарі, щознаходяться по краях транзистора,називаютьколектором йемітером, асередній кулюназивають базою.



Напринциповихелектричних схемахлітерно-графічнепозначення транзисторанаступне:


Накожнийр-n-перехід транзистораможе бути подано як пряма, то йзворотнанапруги.Відповіднорозрізняютьчотирирежими роботи транзистора: режимвідсічення (режимзакритого транзистора) – наобидва переходьподаєтьсязворотнанапруга; режимнасичення (режимвідкритого транзистора) – наобидва переходьподається пряманапруга;активний режим – наемітернийперехідподається пряманапруга, наколекторнийперехідподаєтьсязворотнанапруга;інверсний режим – наемітернийперехідподаєтьсязворотнанапруга, наколекторнийперехідподається пряманапруга.

>Розглянемоактивний режим роботи транзистора.Між одним кулею (>емітером – «>випромінювачем»вільнихзарядів) таіншим кулею (базою – «>передавачем»вільнихзарядів)подаютьпрямунапругу,тобто однієюр-n-перехід.Міжіншим кулею (>колектором – «>одержувачем»електронів) й базоюподаютьзворотнунапругу,тобто надругийр-n-перехід. Одногор-n-перехід якщовідкритий, адругийр-n-перехід –закритий. Отже, уколі «>емітер – база» якщопротікатипрямийелектричнийструм, аколі «база –колектор» –зворотнийелектричнийструм:

 

Iе = Iдо + Iб ,                                                  (10.1)


де      Iе       – силаструму,якийпротікає вемітері, А;

          Iдо       – силаструму,якийпротікає вколекторі, А;

          Iб       – силаструму,якийпротікає вбазі, А.

Таким чином, транзистор можнарозглядати якпристрій, щорозподіляєелектричнийструм (>якийпротікає через одинелектрод –емітер),міждвомаіншимиелектродами (базою йколектором) увизначеномуспіввідношенні.Цявластивість транзисторавикористовується дляпідсиленняелектричного сигналу.Відношеннязмінисилиструму,якийпротікає вколекторі (DIдо), дозмінисилиструму,якийпротікає вбазі (DIб), принезміннійнапрузіміжемітером йколекторомназиваютькоефіцієнтомпередачі базовогоструму:

.                                                    (10.2)

Длятранзисторіврізнихтипів b = 15 – 500,тобто силаелектричногоструму,якийпротікає вколекторі,набагато понадсилиструму,якийпротікає вбазі.

Отже,якщострум убазі, якщовхідним сигналом, аструм уколекторі –вихідним сигналом, то транзистор якщопрацювати врежиміпідсиленнявхідногоелектричного сигналу. У цьомувипадкузагальноюточкоювхідного йвихідногоелектричного колаєемітер, а схемуназивають «ззагальнимемітером» (>рис.10.14). Схему «ззагальною базою»використовують дляпідсиленнянапруги (>рис.10.15).



>Запитання для самоконтролю

1.Якийелектроннийпристрійназиваєтьсябіполярним транзистором?

2. якбіполярний транзисторпозначається напринциповійелектричнійсхемі?

3.Опишітьпристрійбіполярного транзистора.

4.Перелічітьрежими роботибіполярного транзистора.

5.Опишітьвключеннябіполярного транзистора врежиміпідсиленняструму.

6. Колирозуміється подкоефіцієнтомпередачі базовогоструму?

7.Опишітьвключеннябіполярного транзистора врежиміпідсиленнянапруги.

>напівпровідникпереміннийструм транзистор

>Лабораторнезаняття 16

«Основиелектроніки»

1.Виконати заподіянняінформаційно-репродуктивного йпрактично-стереотипного характеру,користуючисьтаблицями.

>Таблиця 10.1

Номерзапитання, заподіяння

>Запитання, заподіяння

Номервідповіді

1.    >Якіречовининазиваютьнапівпровідниками?
2.    >Якимивластивостямиволодіютьнапівпровідники?
3.    якутворюютьсянапівпровідники?
4.    Колиєносіямизарядів унапівпровідникахn-типу?
5.    якутворюютьсянапівпровідникиn-типу?
6.    Колиєносіямизарядів унапівпровідникахр-типу?
7.    якутворюютьсянапівпровідникир-типу?
8.    якутворюютьсянапівпровідникир-n-типу?
9.    Колирозуміється подр-n-переходом?
10.    Колирозуміється подзамикаючим кулею?
11.    Колирозуміється подпрямимструмом йпрямоюнапругоюнапівпровідника?
12.    >Опишіть роботунапівпровідникар-n-типу припрямійнапрузі.
13.    Колирозуміється подзворотнимструмом йзворотноюнапругоюнапівпровідника?
14.    >Опишіть роботунапівпровідникар-n-типу призворотнійнапрузі.

Уразівірноговиконання заподіяння>непарпар = 9

>Таблиця 10.1а

Номервідповіді

>Відповідь

1.    >Електрони поддієюприкладеноїзворотноїнапруги ізn-шарупочнутьнадходити вджерело, ізякого будутьпроникати вр-шар,заповнюючидірки (>тобтовідбудетьсярозширеннязамикаючого кулі).Цей процесприпиниться, колитовщиназамикаючого кулі станіпропорційноюприкладенійнапрузіджерела. Унапівпровіднику якщовідбуватисянезначнийупорядкований йспрямований рухзарядів (>зворотнийелектричнийструм)доти,поки доньогоприкладеназворотнанапруга відджерелаелектрорушійноїсили.
2.    >Місцез'єднанняр-шару таn-шару, уякомуелектрониn-шарузаповнюютьдіркир-шару.
3.    >Місцез'єднанняр-шару таn-шару, уякомуутворюється кулюречовини,який немаєвільнихзарядів (>тобтомає великийопір).
4.    >Різницяпотенціалів йелектричнийструм,якщо відджерелаелектрорушійноїсили дор-шарунапівпровідникаприкластипозитивнийпотенціал, а доn-шару –негативнийпотенціал.
5.    >Якщоз'єднатинапівпровідникр-типу ізнапівпровідникомn-типу.
6.    >Електрони поддієюприкладеноїпрямоїнапруги ізn-шарупочнутьпроникати вр-шар,заповнюючидірки.Нестачаелектронів вn-шарі тадірок ур-шарікомпенсується зарахунокджерелаелектрорушійноїсили:електрони відджереланадходять вn-шар, а ізр-шаруелектронинадходять уджерело,утворюючи в цьомушарідірки.Цейупорядкований йспрямований рухвільнихзарядів унапівпровіднику (>прямийелектричнийструм)відбуваєтьсядоти,поки доньогоприкладена пряманапруга відджерелаелектрорушійноїсили.
7.    >Різницяпотенціалів йелектричнийструм,якщо відджерелаелектрорушійноїсили дор-шарунапівпровідникаприкластинегативнийпотенціал, а доn-шару –позитивнийпотенціал.
8.    >Речовини, у яківалентна зона та зонапровідностірозділенізабороненоюзоною, ширинаякоїнабагато менше, ніж удіелектриків; при цьому їхніелектропровідністьзнаходитьсяміжпровідниками тадіелектриками.
9.    >Електрони.
10.   

– припрямійнапрузі проводитиелектричнийструм в одномунапряму (>єпровідником), а призворотнійнапрузі практично не проводитиелектричнийструм (>єдіелектриком);

– призбільшеннітемпературипитомийопірзнижується.

11.    Урезультатіхімічногодонорно-акцепторного зв'язку.
12.    >Якщо вхімічнийелемент IVгрупи доповнитиякостідомішкихімічнийелемент IIIгрупи, то, прикімнатнійтемпературіатомидомішкизахоплюютьелектрони вдеякихатомівхімічногоелемента IVгрупи дляутворенняхімічного зв'язку. Урезультатіціатоми, котрірозташовані увузлахкристалічноїрешітки,стаютьпозитивнимиіонами,навколо якізнаходятьсянейтральніатоми.Нейтральніатоми, щознаходятьсябіляіона,віддають своїелектрони позитивномуіону,роблячи йогонейтральним; при цьому смердоті самстаютьпозитивнимиіонами. Отже,місце позитивногоіона завісься годинуміняється,начебтопереміщаєтьсяпозитивний заряд, щодорівнює за модулем зарядуелектрона.
13.    >Якщо вхімічнийелемент IVгрупи внестидомішку (>хімічнийелемент Vгрупи), то, прикімнатнійтемпературіатомидомішкивіддають 5-їелектрон, що небере доля встворенніхімічного зв'язку. Урезультатіатомидомішки, котрірозташовані увузлахкристалічноїрешітки,стаютьпозитивнимиіонами, аотриманійречовиніз'являютьсявільніелектрони.
14.    >Дірки (>відсутностіелектронів в атомахнапівпровідника), котрімаютьпозитивний заряд, щодорівнює за модулем зарядуелектрона.

>Таблиця 10.2

Номерзапитання, заподіяння

>Запитання, заподіяння

Номервідповіді

1.    >Якийелектроннийпристрійназиваєтьсянапівпровідниковимдіодом?
2.    якнапівпровідниковийдіодпозначається напринциповійелектричнійсхемі?
3.    >Опишіть роботунапівпровідниковогодіода,використовуючи йоговольт-амперну характеристику.
4.    >Перелічітьтехнічніпараметринапівпровідниковогодіода.
5.    яквибратинапівпровідниковийдіод?
6.    >Якийелектроннийпристрійназиваєтьсястабілітроном?
7.    якстабілітронпозначається напринциповійелектричнійсхемі?
8.    >Приведітьпринциповуелектричну схемустабілізаціїнапруги ізрозшифровкоюлітернихпозначень.
9.    >Опишіть роботунаведеноїсхемистабілізаціїнапруги.
10.    >Приведітьпринциповуелектричну схемуоднопівперіодноговипрямленнязмінногосинусоїдногоструму ізпонижувальним трансформатором ізрозшифровкоюлітернихпозначень.
11.    >Опишіть роботунаведеноїсхемиоднопівперіодноговипрямлення.
12.    >Зобразітьграфічновипрямленийструм.
13.    >Приведітьпринциповуелектричну схемудвопівперіодноговипрямленнязмінногосинусоїдногоструму ізпонижувальним трансформатором ізрозшифровкоюлітернихпозначень.
14.    >Опишіть роботунаведеноїсхемидвопівперіодноговипрямлення.
15.    >Зобразітьграфічновипрямленийструм.
16.    >Приведітьпринциповуелектричну схемудвопівперіодного ізнульовоюточкоювипрямленнязмінногосинусоїдногоструму ізпонижувальним трансформатором ізрозшифровкоюлітернихпозначень.

Уразівірноговиконання заподіяння>непарпар = –6

>Таблиця 10.2а

Номервідповіді

>Відповідь

1.    Упершу половинуперіоду (в 1-їнапівперіод)електричнийструм проходити черездіод, у другу половинуперіоду (в 2-їнапівперіод)електричнийструмфактично не проходити черездіод, далі процесповторюється. Отже,протягом 1-гонапівперіодунапруга нанавантаженніє, апротягом 2-гонапівперіоди вонавідсутня.Струм, щопротікає вколінавантаження,єпульсуючим,тобтозмінюється його сила, але й незмінюється йогонапрям.
2. 
3.   

Призбільшеннівхідноїнапругизростаєструм уколі R1 – >VD, анапруга нанавантаженні U>нав (котрадорівнюєнапрузістабілізації) практично неміняється зарахунокпадіннянадлишковоїнапруги нарезисторі R1.

4. 
5. 
6. 
7.   

Упершу половинуперіоду (в 1-їнапівперіод)електричнийструм проходити черездіоди >VD1 й >VD2, у другу половинуперіоду (в 2-їнапівперіод)електричнийструм проходити черездіоди >VD3 й >VD4, далі процесповторюється. Отже,напруга нанавантаженніє іпротягом 1-гонапівперіоду, йпротягом 2-гонапівперіоди.Струм, щопротікає вколінавантаження,єпульсуючим,тобтозмінюється його сила, але й незмінюється йогонапрям.

8. 
9.    По прямомуструму,прямійнапрузі,потужності,зворотнійнапрузі,зворотномуструму.
10. 
11.    >Напівпровідниковийелемент з однимелектронно-дірковим переходом (>р-n-переходом) йдвомавиводами.
12.   

1 – робота припрямійнапрузі (>протікаєпрямийструм:р-n-перехідвідкритий, й силаструму обмежена лишеопоромматеріалунапівпровідника);

 

2 – робота призворотнійнапрузі (>протікаєзворотнийструм:р-n-перехідзакритий, йструмнезначноїсили проходити зарахунокнезначноїкількості неосновнихносіїввільнихзарядів уматеріалінапівпровідника (>електронів ур-шарі тадірок вn-шарі);

3 – робота принапрузі пробою (>зворотнийструмрізкозбільшується:відбуваєтьсярізке, («>лавіноподібне») збільшення неосновнихносіїввільнихзарядів уматеріалінапівпровідника (>електронів ур-шарі тадірок вn-шарі) призбільшеннізворотноїнапруги).

13.    >Напівпровідниковийелемент,номінальний режим роботиякогознаходиться назворотнійчастині йоговольт-амперної характеристики;призначений длястабілізаціїнапруги,тобтопідтримкинапруги на одномурівні;включають паралельнонавантаженню.
14.   

15.   

–прямийструм: максимальнодопустимий (>середній заперіод)струм, силаякоговизначаєтьсянагріваннямдіода;

– пряманапруга: прямаімпульсна максимальнанапруга для припустимогоімпульсу прямогоструму;

–потужність, щорозсіюєтьсядіодом: максимальнапотужність, якоїздатнийрозсіюватидіод;

–зворотнанапруга:зворотнаімпульсна максимальнанапруга, Якадорівнює 70 % віднапруги пробою;

–зворотнийструм: силаструму, щопротікає призворотнійнапрузі.

16. 


 


>Таблиця 10.3

Номерзапитання, заподіяння

>Запитання, заподіяння

Номервідповіді

1.    >Якийелектроннийпристрійназиваєтьсятиристором?
2.    яктиристорпозначається напринциповійелектричнійсхемі?
3.    >Опишіть роботутиристора,використовуючи йоговольт-амперну характеристику.
4.    Для чогопризначенийтиристор?
5.    >Якийелектроннийпристрійназиваєтьсябіполярним транзистором?
6.    якбіполярний транзисторпозначається напринциповійелектричнійсхемі?
7.    >Опишітьпристрійбіполярного транзистора.
8.    >Перелічітьрежими роботибіполярного транзистора.
9.    >Наведіть схемувключеннябіполярного транзистора врежиміпідсиленняструму.
10.    Колирозуміється подкоефіцієнтомпередачі базовогоструму?
11.    >Наведіть схемувключеннябіполярного транзистора врежиміпідсиленнянапруги.

Уразівірноговиконання заподіяння>непарпар = 10


>Таблиця 10.3а

Номервідповіді

>Відповідь

1.    Шарі, котрізнаходяться по краях транзистора,називаютьколектором йемітером, асередній кулюназивають базою.
2.    Режимвідсічки (режимзакритого транзистора) – наобидва переходьподаєтьсязворотнанапруга; режимнасичення (режимвідкритого транзистора) – наобидва переходьподається пряманапруга;активний режим – наемітернийперехідподається пряманапруга, наколекторнийперехідподаєтьсязворотнанапруга;інверсний режим – наемітернийперехідподаєтьсязворотнанапруга, наколекторнийперехідподається пряманапруга.
3. 
4. 
5.   

>Відношеннязмінисилиструму, щопротікає вколекторі (DIдо), дозмінисилиструму, щопротікає вбазі (DIб), принезміннійнапрузіміжемітером йколектором: .

6. 
7.    >Напівпровідниковийкерованийелемент, щомає двар-шари та дваn-шари, зтрьомаелектронно-дірковими переходами (>р-n-переходами) йтрьомавиводами.
8.    якелектричний ключ чи длярегулюваннянапруги.
9.    >Напівпровідниковийелемент,якийпризначений дляпідсиленняелектричного сигналу (>струму,напруги), щомає двар-шари та одинn-шар, чи одинр-шар й дваn-шари, із2-маелектронно-дірковими переходами (>р-n-переходами) й3-мавиводами.

10. 

11.  >Якщокеруючийелектрод непідключений домережі, то один ізр-n-переходівзакритий йтиристор працює на 1-їділянціВАХ.Значне збільшеннянапругипризводить доти, щотиристорпочинаєпрацювати на 2-їділянціВАХ. Урезультатінапруга натиристоріпадає, аструм черезньогозбільшується, щопризводить до роботитиристора на 3-йділянціВАХ. Томувідсутністьпрямоїнапруги накеруючомуелектродіпризводить доти, щотиристор переходити увідкритий стан призначнійнапрузі.Якщокеруючийелектродпідключений домережі та нанього подано пряманапруга, тотиристорвідразупочинаєпрацювати на 3-йділянціВАХ.

>Експериментальнедослідження:

1.Скластипринциповуелектричну схему кола, якускладається із лабораторногоавтотрансформатора, рубильника,включеного упервинне колоавтотрансформатора длякомутації,діодного мосту,підключеного до йоговториннихзатисків, амперметра,включеногопослідовно іздодатковимрезистором йнавантажувальнимрезистором.Напругу іздодаткового резисторанеобхідно податі навхідосцилографа.



2.Зібрати схемуцієїекспериментальної установки.

3.Включити установку назміннунапругу (50 гц) йздійснитивізуальнеспостереженнямиттєвогоструму.


Схожі реферати:

Навігація