9.6 Тиристоры. Устройство. Принцип действия. Вольт-амперная характеристика. Применение.
Тиристор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости (тиристор заперт) и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.
Устройство представляет собой четырёхслойный полупроводник структуры p-n-p-n, содержащий три последовательно соединённых p-n перехода. Контакт к внешнему p-слою называется анодом, к внешнему n-слою – катодом.
Вольтамперная характеристика
- между точками 0 и 1 находится участок, соответствующий высокому сопротивлению прибора — прямое запирание.
- в точке 1 происходит включение тиристора.
- между точками 1 и 2 находится участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
- участок между точками 2 и 3 соответствует открытому состоянию (прямой проводимости).
- в точке 2 через прибор протекает минимальный удерживающий ток Ih.
- участок между 0 и 4 описывает режим обратного запирания прибора.
- участок между 4 и 5 — режим обратного пробоя.
Применение:
-электронные ключи;
-управляемые выпрямители;
-преобразователи (инверторы);
-регуляторы мощности (триммеры);
-конденсаторное зажигание.
9.7 Оптоэлектронные элементы. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы.
К полупроводниковым приборам относятся:
Интегральные схемы (микросхемы)
Полупроводниковые диоды (в том числе варикапы, стабилитроны, диоды Шоттки),
Биполярные транзисторы (в том числе и гетеропереходные),
Тиристоры, фототиристоры,
Полевые транзисторы,
Приборы с зарядовой связью,
Полупроводниковые СВЧ-приборы (диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды),
Оптоэлектронные приборы (фоторезисторы, фотодиоды, солнечные элементы, детекторы ядерных излучений, светодиоды, полупроводниковые лазеры, электролюминесцентные излучатели).
Терморезисторы, датчики Холла
Оптоэлектронный полупроводниковый прибор — полупроводниковый прибор, действие которого основано на использовании явлений излучения, передачи или поглощения в видимой, инфракрасной или ультрафиолетовой областях спектра.
Светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор с одним переходом, в котором происходит преобразование электрической энергии в энергию светового излучения. Прибор предназначен для использования в устройствах визуального представления информации.
Оптопара — оптоэлектронный полупроводниковый прибор, который состоит из излучающего и фотоприемного элементов, между которыми имеется оптическая связь, обеспечивающая электрическую изоляцию между входом и выходом.
9.8 Электронные генераторы.
Электронный генератор – это устройство, преобразовывающее энергию источника питания в энергию электрических колебаний заданной частоты и формы. По способу возбуждения колебаний различают генераторы с независимым возбуждением и самовозбуждением. По форме колебаний различают генераторы гармонических колебаний и импульсные генераторы треугольных, трапецеидальных, пилообразных и др.
Генераторы бывают:
§ низкочастотные (НЧ) - до 100 кГц
§ высокочастотные (ВЧ) - от 0,1 до 100 МГц
Выходное напряжение генератора может быть синусоидальным, прямоугольным или пилообразным в зависимости от типа генератора.
Когда колебательный контур возбуждается внешним источником постоянного тока, в нем возникают колебания. Эти колебания являются затухающими, поскольку активное сопротивление колебательного контура поглощает энергию тока. Для поддержания колебаний в колебательном контуре поглощенную энергию необходимо восполнить. Это осуществляется с помощью положительной обратной связи.
Положительная обратная связь – это подача в колебательный контур части выходного сигнала для поддержки колебаний. Сигнал обратной связи должен совпадать по фазе с сигналом в колебательном контуре.
На рис.3.1 изображена функциональная схема генератора.
Рис.3.1. Функциональная схема генератора.
Генератор можно разбить на 3 части. Частотозадающей цепью генератора обычно является LC колебательный контур. Усилитель увеличивает амплитуду выходного сигнала колебательного контура. Цепь обратной связи подает необходимое количество энергии в колебательный контур для поддержания колебаний. Таким образом, генератор – это схема с ОС (обратной связью), которая использует постоянный ток для получения переменного тока.