bankin_iit_1

ВВЕДЕНИЕ

Характерной особенностью развития науки и техники нашего века является развитие электроники.

Без электронных устройств не может существовать ни одна отрасль промышленности, транспорта, связи, и т.д., Достижения электроники влияют не только на экономическое развитие нашего общества, но и на социальные процессы, образование, все шире применяется в быту. Это результат внедрения научно–технических достижений в сфере интеллектуальной деятельности человека.

Промышленная электроника – раздел электроники, занимающаяся применением полупроводниковых приборов в промышленности, рассматривает общие принципы построения функциональных узлов.

Специалист в области электроники должен четко сформулировать задачу, для разработчиков электронных схем.

1 ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

1.1 Резисторы

Условное обозначение на электрических схемах – R. По назначению подразделяются на:

а) общего назначения (1 Ом – 10 МОм), мощность рассеяния (0,06

Вт – 100 Вт);

б) специальные; в) прецизионные.

По использованию подразделяются на: а) постоянные резисторы (рисунок 1,а);

б) переменные резисторы с плавной регулировкой (рисунок 1,б,г) и дискретным переключением (рисунок 1,в)

в) подстроечные резисторы (рисунок 1,д,е); г) терморезисторы (рисунок 1,ж); д) варикапы (рисунок 1,з); е) фоторезисторы (рисунок 1,и);

ж) тензорезисторы (рисунок 1,к)

На электрических схемах на условном изображении резистора римскими цифрами может обозначаться величина рассеивания мощности (рисунок

2).

По исполнению резисторы подразделяются на: а) проволочные

б) непроволочные (углеродистые, металлодиэлектрические, композиционные, полупроводниковые)

2

в) металлофольговые.

Рисунок 1

Рисунок 2

Основными параметрами резисторов являются: а) номинальное сопротивление по ГОСТу б) номинальная мощность в) допускаемое отклонение по ГОСТу

г) предельное напряжение мак.

д) термостойкость, ВАХ – линейные, нелинейные (t, U)

1.2 Конденсаторы

3

Условное обозначение конденсаторов на схемах – С.

Применяемые в промышленности конденсаторы классифицируются по: а) виду диэлектрика:

–с газообразным диэлектриком

–жидким

–твердым неорганическим (керамические), органическим (бумага); б) по исполнению:

–электролитические конденсаторы (рисунок 3,а);

–конденсаторы переменой емкости (рисунок 3,б);

–подстроечные конденсаторы (рисунок 3,в);

–вариконд (рисунок 3,г);

–дифференциальный конденсатор (рисунок 3,д);

–многосекционный (рисунок 3,е);

Рисунок 3

Обозначение конденсаторов

Пример обозначение конденсатора: К10–25–100пФ+10 % М47–НМ–В

ОЖО.460.106.ТУ.

Первая буква или две буквы, указывают на тип конденсатора (К – постоянной емкости; КТ – подстроечный; КП – переменной емкости; КС– сборка.). Первое двузначное число указывает тип диэлектрика. Второе двузначное число указывает номер разработки. Третий числовой номер указывает номинальную емкость по ГОСТу. Четвертый цифровой номер указывает на допустимое отклонение емкости. Значение ТКЕ указано в последующих надписях (М – минус, П – плюс, МП~0,47 – значение ТКС, НМ – отсутствие мерцания, В – всеклиматическое исполнение). Далее следует обозначение документа на поставку.

Основными параметрами конденсаторов являются; номинальная емкость, допустимое отклонение емкости, тангенс угла диэлектрических

4

потерь, ток утечки (для электролитических конденсаторов), номинальное напряжение и ТКЕ.

1.3 Индуктивность

Условное обозначение индуктивности на схемах – L. Внешне индуктивность может представлять собой катушку, дроссель, трансформатор и т. д.

Дроссели – обеспечивают большое сопротивление для переменных и пульсирующих токов, малое сопротивление для постоянной составляющей.

В сердечнике дросселя имеется воздушный зазор (0,05 – 0,1 мм) предохраняющий магнитные цепи от насыщения постоянным током.

Трансформаторы подразделяются на: а) силовые – в блоках питания;

б) сигнальные – для формирования, передачи и запоминания электрических сигналов;

в) импульсные – для формирования импульсов тока различной фор-

мы.

Условные обозначения: ТА – питание выпрямительных блоков; ТН – питания накальных цепей; ТПП – питания полупроводниковых приборов; ТС – питания бытовой аппаратуры; ТТ – питания бытовой аппаратуры, тороидальный; ТВТ – входной для транзисторных устройств; ТОТ – выходной для транзисторных устройств; ТМ – согласующийся маломощный; ТИ – импульсный.

2 ПОЛУПРОВОДНИКИ

2.1 Основные понятия

Обычно к полупроводникам относятся вещества, которые при комнат-

ной температуре имеют удельное электрическое сопротивление в пределах

уменьшается.

При добавлении примеси в чистый металл удельное сопротивление образующего сплав (нихрома, манганина и т.п.) больше удельного сопротивления каждого из компонентов, тогда как при добавлении примеси в чистый полупроводник его удельное сопротивление сильно уменьшается: например, 10 % мышьяка в германии снижает сопротивление в 200 раз.

5

пружины с полупроводником основной массы кристалла n–типа пропускает в течении долей секунды импульс тока сравнительно большой мощности благодаря диффузии примеси из острия пружины в полупроводник.

2.4 Классификация и обозначение диодов

Классификация и условные графические обозначения полупроводниковых диодов изображена в виде схемы на рисунке 5.

Основой полупроводникового диода является р – n переход, определяющий его свойства, характеристики и параметры.

По своему назначению полупроводниковые диоды подразделяются на: выпрямительные, импульсные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, опорные (стабилитроны), трехслойные переключающие, туннельные, варикапы, фото и светодиоды.

Обозначение диодов состоит из четырех элементов, первый (цифра или буква) указывает на исходный материал полупроводника; второй (буква)

– класс диода; третий (трехзначный номер по сотням) – группу применения; четвертый (буква) – разновидность диода данного типа. Например КС 168А – кремниевый стабилитрон малой мощности, разновидность типа А.

7

Рисунок 5

2.5 Выпрямительные диоды

Для выпрямления переменного тока с низкой частотой (50 – 100000 Гц) широко применяются кремниевые плоскостные диоды, имеющие во много раз меньше обратные токи и большие обратное напряжение по сравнению с германиевыми (рисунок 6, а, б).

К основным параметрам выпрямительных диодов, характеризующих их работу в выпрямительных схемах, относятся:

пр.ср. – среднее значение выпрямленного тока, который может длительно протекать через диод при допустимом нагреве;

8

пр.ср. – среднее значение прямого напряжения, однозначно определяемое по ВАХ при заданном значении пр.ср.;

2.6 Высокочастотные импульсные диоды

Высокочастотные диоды являются приборами универсального назначения. Они могут работать в выпрямителях переменного тока широкого диапазона частот (до нескольких сотен мегагерц), а также в модуляторах, детекторах и других нелинейных преобразователях электрических сигналов. Высокочастотные диоды содержат как правило, точечный p – n – переход и поэтому называются точечными.

Прямая ветвь ВАХ не отличается от соответствующей ветви характеристики плоскостного диода, чего нельзя сказать при сравнении обратных ветвей (рисунок 7, а).

9

Поскольку площадь р – n перехода мала, то обратный ток невелик, однако участок насыщения практически не выражен, за счет токов утечки и термогенерации обратный ток равномерно возрастает.

Значения постоянных прямых токов точечных диодов не превышает 50 мА, а значения допустимых обратных напряжений 150 В.

По частотным свойствам точечные диоды подразделяются на две группы: мак. 300 мГц и 300мГц мак. 1000 мГц

Рисунок 7

Помимо статической емкости д точечные диоды характеризуются теми же параметрами, что и выпрямительные (рисунок 7,в).

В диапазоне сантиметровых и миллиметровых волн применяются германивые и кремниевые точечные диоды с очень малым радиусом точечного контакта в р – n переходе (2 – 3мкм). В таблице 2 приведен пример основных параметров высокочастотного диода Д 103А.

Таблица 2 – Основные параметры высокочастотных диодов.

2.7 Импульсные диоды

Импульсные диоды являются разновидностью высокочастотных диодов и предназначены для использования в качестве ключевых элементов в быстродействующих импульсных схемах. Помимо высокочастотных свойств импульсные диоды должны обладать минимальной длительностью переходных процессов при включении и выключении.

После включения прямого тока пр.имп. (рисунок 8, а) в базе диода вблизи

p – n перехода возникает избыточная концентрация неосновных носителей заряда, в результате чего снижается прямое сопротивление диода, а следова-

10