- •1. Основные понятия и определения электротехники. Топологические параметры.
- •2. Электронные осциллографы Электронные осциллографы
- •3. Эквивалентные схемы для источников энергии. Источники эдс и источники тока.
- •4. Цифровые измерительные приборы
- •5. Закон Ома для участка цепи с эдс
- •6. Аналоговые электронные вольтметры.
- •7. Расчет разветвленных магнитных цепей на основе закона Кирхгофа.
- •8. Приборы электродинамической и ферродинамической систем. Однофазный индукционный счетчик электрической цепи.
- •9. Расчет цепей постоянного тока при последовательном и параллельном соединении пассивных приемников.
- •10. Приборы магнитоэлектрической и электромагнитной схем. Магнитоэлектрическая система
- •Прибор магнитоэлектрической системы
- •Достоинства магнитоэлектрической системы
- •Недостатки магнитоэлектрической системы
- •Электромагнитная система
- •Прибор электромагнитной системы
- •Достоинства электромагнитной системы
- •Недостатки электромагнитной системы
- •11. Электрические цепи переменного тока, принципы получения переменной эдс.
- •12. Электрические измерения и приборы. Основные определения и термины. Методы измерений. Классификация средств измерений.
- •13. Действующие и среднее значения токов и напряжений в цепях переменного тока.
- •14. Цифро-аналоговые и аналогово-цифровые преобразователи.
- •15. Законы Ома и Кирхгофа для мгновенных значений токов и напряжений в цепях переменного тока.
- •16. Регистры, кольцевые счетчики. Счетчики с двоичным и недвоичным коэффициентами пересчета.
- •17. Расчет цепей переменного тока методом векторных диаграмм.
- •18. Последовательные цифровые устройства. Триггеры и их разновидности.
- •19. Расчет последовательных цепей переменного тока методом векторных диаграмм.
- •20. Комбинационные цифровые устройства. Мультиплексоры, демультиплексоры, дешифраторы, сумматоры.
- •21. Расчет параллельных цепей переменного тока методом векторных диаграмм.
- •22. Основные типы цифровых интегральных схем. Параметры цифровых ис.
- •23. Комплексный метод расчета параметров электрических цепей переменного тока.
- •24. Представление информации в цифровой форме. Составление логических функций и функциональных схем.
- •25. Явление резонанса в цепях переменного тока.
- •26. Транзисторные ключи на биполярных и полевых транзисторах. Аналоговые коммутаторы.
- •27. Трехфазные цепи переменного тока. Соединение приемников звездой и треугольником. Основные определения
- •2. Соединение в звезду. Схема, определения
- •3. Соединение в треугольник. Схема, определения
- •28. Импульсный режим работы электронных устройств. Генераторы импульса.
- •29. Нелинейные элементы электрических цепей и их характеристики. Графический метод расчета нелинейных цепей постоянного тока.
- •30. Генераторы гармонических колебаний.
- •2. Генератор lc-типа
- •31. Политический метод расчета нелинейных цепей.
- •32. Линейные преобразователи электрических сигналов на основе операционных усилителей
- •33. Магнитные цепи. Основные понятия и определения. Магнитный поток, индукция, напряженность. Магнитная проницаемость. Явление магнитного гистерезиса в веществе.
- •34. Методы расчета транзисторных усилителей.
- •35. Прямая и обратная задачи в расчетах магнитных цепей.
- •36. Усилители на транзисторах. Стабилизация начальной рабочей точки.
- •37. Уравнения Кирхгофа для магнитной цепи.
- •38. Классификация, основные параметры и характеристики усилителей. Обратная связь в усилителях.
- •39. Электромагнитные устройства. Принцип работы и основные аналитические соотношения для электромагнитов и электромагнитных реле.
- •40. Сглаживающие фильтры, стабилизаторы и инверторы в источниках вторичного электропитания.
- •41. Устройство и принцип работы трансформатора, его векторная диаграмма
- •Устройство и принцип работы
- •42. Выпрямительные схемы источников электропитания. Однополупериодные и двухполуперионые выпрямители.
- •43. Режим холостого хода трансформатора и его работа под нагрузкой.
- •44. Назначение и структура источников вторичного электропитания, их основные характеристики.
- •45. Устройство и принцип действия генератора постоянного тока эдс и электромагнитный момент. Способы возбуждения генераторов постоянного тока.
- •46. Операционные усилители, эквивалентная схема, основные характеристики и уравнения, интегральные микросхемы.
- •47. Двигатели постоянного тока. Регулирование скорости двигателей постоянного тока.
- •48. Основные свойтва, характеристики и типы тиринисторов. Динисторы и тринисторы.
- •49. Устройство и принцип работы асинхронного двигателя. Его характеристики.
- •50. Основные свойства, характеристики и типы полевых транзисторов.
- •51. Пуск и реверсирование асинхронных двигателей. Регулирование частоты вращения.
- •52. Устройство и принцип работы синхронного генератора. Его характеристики.
- •54. Основные свойства, характеристики и типы полупроводниковых диодов. Расчет электронных схем с диодами.
- •4.1.1. Выпрямление в диоде
- •4.1.2. Характеристическое сопротивление
- •4.1.4. Эквивалентная схема диода
- •55. Работа синхронной машины в режиме двигателя. Рабочие характеристики синхронного двигателя.
- •56.Краткие сведения о структуре полупроводников, электрические переходы в полупроводниках.
- •Свойства полупроводников.
- •Строение атомов полупроводников.
- •Электропроводность полупроводника.
- •Электронно-дырочная проводимость.
- •Электронная проводимость.
- •Дырочная проводимость.
54. Основные свойства, характеристики и типы полупроводниковых диодов. Расчет электронных схем с диодами.
Полупроводниковым диодом называют нелинейный электронный прибор с двумя выводами. В зависимости от внутренней структуры, типа, количества и уровня легирования внутренних элементов диода и вольт-амперной характеристики свойства полупроводниковых диодов бывают различными. В данном разделе будут рассмотрены следующие типы полупроводниковых диодов: выпрямительные диоды на основе p-n перехода, стабилитроны, варикапы, туннельные и обращенные диоды.
Основу выпрямительного диода составляет обычный электронно-дырочный переход. Как было показано в главе 2, вольт-амперная характеристика такого диода имеет ярко выраженную нелинейность, приведенную на рисунке 4.1а, б, и описывается уравнением (4.1). В прямом смещении ток диода инжекционный, большой по величине и представляет собой диффузионную компоненту тока основных носителей. При обратном смещении ток диода маленький по величине и представляет собой дрейфовую компоненту тока неосновных носителей. В состоянии равновесия суммарный ток, обусловленный диффузионными и дрейфовыми токами электронов и дырок, равен нулю.
Рис. 4.1. Параметры полупроводникового диода: а) вольт-амперная характеристика; б) конструкция корпуса
(4.1)
Для анализа приборных характеристик выпрямительного диода важными являются такие дифференциальные параметры, как коэффициент выпрямления, характеристичные сопротивления и емкости диода в зависимости от выбора рабочей точки.
4.1.1. Выпрямление в диоде
Одним из главных свойств полупроводникового диода на основе p-n перехода является резкая асимметрия вольт-амперной характеристики: высокая проводимость при прямом смещении и низкая при обратном. Это свойство диода используется в выпрямительных диодах. На рисунке 4.2 приведена схема, иллюстрирующая выпрямление переменного тока в диоде.
Рис. 4.2. Схема, иллюстрирующая выпрямление переменного тока с помощью диода [10, 20]
Рассмотрим, каков будет коэффициент выпрямления идеального диода на основе p-n перехода. Для этого рассчитаем по уравнению (4.1) коэффициент выпрямления К как отношение прямого тока к обратному току диода при значениях напряжения U = +-0,01 В; 0,025 В; +- 0,1 В; 0,25 В; +-1 B. Получаем:
(4.2)
Учтем, что величина β-1 при комнатной температуре составляет β-1 = 0,025 В. Результаты расчета приведены в таблице.
Как следует из таблицы и соотношения (4.2), при значениях переменного напряжения, модуль которого VG меньше, чем тепловой потенциал kT/q, полупроводниковый диод не выпрямляет переменный ток. Коэффициент выпрямления достигает приемлемых величин при значениях VG по крайней мере в 4 раза больших, чем тепловой потенциал kT/q, что при комнатной температуре Т = 300 К соответствует значению напряжения VG = +-0,1 В.
4.1.2. Характеристическое сопротивление
Различают два вида характеристического сопротивления диодов: дифференциальное сопротивление rD и сопротивление по постоянному току RD.
Дифференциальное сопротивление определяется как
(4.3)
На прямом участке вольт-амперной характеристики диода дифференциальное сопротивление rDневелико и составляет значение несколько Ом. Действительно, при значении прямого тока диода I = 25 мА и значении теплового потенциала kT/q = 25 мВ величина дифференциального сопротивления rDбудет равна rD = 1 Ом. На обратном участке вольт-амперной характеристики диода дифференциальное сопротивление rD стремится к бесконечности, поскольку в идеальных диодах при обратном смещении ток не зависит от напряжения.
Сопротивление по постоянному току RD определяется как отношение приложенного напряжения VG к протекающему току I через диод:
(4.4)
На прямом участке вольт-амперной характеристики сопротивление по постоянному току больше, чем дифференциальное сопротивление RD > rD, а на обратном участке - меньше RD < rD.
В точке вблизи нулевого значения напряжения VG << kT/q значения сопротивления по постоянному току и дифференциального сопротивления совпадают. Действительно, разложив экспоненту в ряд в соотношении (4.4), получаем:
(4.5)
Используя характерное значение для обратного тока диода I0 = 25 мкА, получаем величину сопротивления диода в нулевой точке RD0 = rD0 = 1 кОм. На рисунке 4.3а приведена зависимость дифференциального сопротивления диода ГД402 от величины тока при прямом смещении.