1. Статические параметры (определяются при постоянном токе):

а) U_пр при I_пр

б)I_обр при U_обр

2. Динамические параметры:

а) I_{пр ср} при U_{пр ср}

б) I_{выпр ср} при U_{выпр ср}

в) I_{обр ср} при U_{обр ср}

г) С_д – емкость диода

д) r_д – дифференциальное сопротивление.

3. Предельно допустимые параметры:

а) I_{пр max}

б) I_{пр ср max}

в) I_{выпр ср max}

г) U_{обр max}

д) I_{обр max}

е) P_max – максимально допустимая рассеиваемая мощность.

15. Классификация транзисторов, обозначение и маркировка

Транзистор — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи.

Классификация транзисторов

1. По основному полупроводниковому материалу: на основе кремния, германия, арсенида галлия.

2. По структуре:

3. По мощности:

• маломощные транзисторы до 100 мВт

• транзисторы средней мощности от 0,1 до 1 Вт

• мощные транзисторы (больше 1 Вт).

4. По частоте: низкочастотные, средней частоты, высокочастотные.

УГО

Маркировка:

КТ315А

К-материал; Т-тип; 3-характеристика(По мощности и частоте); 15-номер конструкторской разработки; А-группа по параметрам

16. Светоизлучающий диод: конструкция, УГО, принцип работы, область применения

Конструкция светодиода: основу светодиода составляет искусственный полупроводниковый кристаллик, в котором реализован p-n-переход. Кристаллик "сажают" в металлическую полированную чашечку (медную или алюминиевую), которая является отражателем и "катодом" (-). К самому кристаллику "приваривают" золотую нить -"анод" (+). Затем всю конструкцию заливают прозрачным компаундом, которому придают определенную форму.

УГО

Принцип работы: при пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда - электроны и дырки - рекомбинируют с излучением фотонов. Яркость и цвет зависит от материала диода.

Область применения:

1. В уличном, промышленном, бытовом освещении

2. В качестве индикаторов - как в виде одиночных светодиодов, так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло

3. Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках.

4. В оптопарах

5. Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и светофорах

6. Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволокну, пульты ДУ)

7. В подсветке ЖК-экранов

8. В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочее.

9. В светодиодных дорожных знаках

17. Светоизлучающий диод: основные электрические и оптические параметры

Важнейшим параметром является:

1. К.П.Д.;

2. полная мощность излучения (Pполн [Вт]) или световой поток (Ф [лм] (люмен));

3) яркость (В [кд/м²] (десятки кандел на м²));

4) постоянное прямое напряжение (Uпр [В]) составляет несколько вольт.

5) максимально допустимый прямой ток (Iпр.max [мА] (единицы-десятки мА)).

6) Цвет светодиода

Характеристики:

Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейная. Диод начинает проводить ток начиная с некоторого порогового напряжения.

Диаграмма направленности показывает как изменяется яркость светодиода в зависимости от угла наблюдения.

Современные сверхяркие светодиоды обладают менее выраженной полупроводимостью, чем обычные диоды. Высокочастотные пульсации в питающей цепи (т.н. "иголки") и выбросы обратного напряжения приводят к ускоренному деградированию кристалла. Скорость деградирования также зависит от питающего тока (нелинейно) и температуры кристалла (нелинейно).

18. Оптопары: определение, УГО и характеристики

Оптопары - электронный прибор, состоящий из излучателя света (светоизлучающий диод, лампа накаливания) и фотоприёмника, связанных между собой оптическим каналом и как правило объединенных в один корпус.

Классификация:

1. По степени интеграции

2. По типу оптического канала

а) с открытым оптическим сигналом

б) с закрытым оптическим сигналом

3. По типу фотоприемников:

диодная теристорная транзисторная резисторная

19. Параметры и характеристики оптопар

Первая группа параметров характеризует входную цепь оптопары (входные параметры), вторая - ее выходную цепь (выходные параметры), третья - объединяет параметры, характеризующие степень воздействия излучателя на фотоприемник и связанные с этим особенности прохождения сигнала через оптопару как элемент связи (параметры передаточной характеристики), наконец, четвертая группа объединяет параметры гальванической развязки, значения которых показывают, насколько приближается оптопара к идеальному элементу развязки.

1.Входные параметры оптопар: входное напряжение и ток, входное сопротивление

2.Выходные параметры оптопар: выходное напряжение и ток, выходное сопротивление

3.Передаточные параметры :время включения, время переключения, время нарастания выходного сигнала

4.Параметры гальванической развязки оптопар: максимально допустимое пиковое напряжение между входом и выходом U_{разв п max}; максимально допустимое напряжение между входом и выходом U_{разв max}; сопротивление гальванической развязки R_разв; проходная емкость C_разв; максимально допустимая скорость изменения напряжения между входом в выходом (dU_разв/dt)_max. Важнейшим является параметр U_{разв п max}. Именно он определяет электрическую прочность оптопары и ее возможности как элемента гальванической развязки.

Характеристики:

- входная ВАХ;

- выходная ВАХ;

- передаточная (Iвых=f(Iвх))

20. Основные параметры и характеристики фотоприёмников

Рабочее напряжение Up – постоянное напряжение, приложенное к ФПМ,

при котором обеспечиваются его номинальные параметры при длительной работе.

Темновой ток Iт – ток, протекающий через ФПМ при указанном напряжении на нем в отсутствие потока излучения в диапазоне спектральной чувствительности.

Фототок Iф – ток, проходящий через ФПМ при указанном напряжении на нем, обусловленный только воздействием потока излучения с заданным спектральным распределением.

Общий ток Iобщ – ток ФПМ, состоящий из темнового тока и фототока.

Напряжение (ток) фотосигнала Uс (Iс) – изменение напряжения (тока) на ФПМ, вызванное действием на него потока излучения источника фотосигнала.

Темновое сопротивление Rт – сопротивление ФПМ в отсутствие падающего на него излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.

Световое сопротивление Rс – сопротивление ФПМ при воздействии на него потока излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.

Чувствительность S – отношение изменения значения электрической величины на выходе ФПМ, вызванного падающим на него излучением, к количественной характеристике этого излучения, представленной любой энергетической или фотометрической величиной.

Интегральная чувствительность Sинт – чувствительность ФПМ к излучению данного спектрального состава.

Напряжение (ток) шума Uш (Iш) – среднеквадратичное значение флуктуации напряжения (общего тока) в цепи ФПМ в заданной полосе частот.

Энергетическая характеристика фототока Iф(Ф) – зависимость фототока от потока или плотности потока излучения, падающего на ФПМ.

Частотная характеристика чувствительности S(f) – зависимость чувствительности ФПМ от частоты модуляции потока излучения.

Спектральная характеристика чувствительности S(λ) – зависимость монохроматической чувствительности ФПМ от длины волны регистрируемого потока излучения.

Вольт-амперная характеристика – зависимость фототока от напряжения.

21. Фотодиод

Фотодиод — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.

При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n-перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей — дрейфовым током.

Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода Cp-n

Фотодиод может работать в двух режимах:

фотогальванический — без внешнего напряжения(а)

фотодиодный — с внешним обратным напряжением(б)

При этом выражение для тока фотодиода в случае a): I_ФД=U∙R_Н ;

и в случае б): I_ФД=(E+U)/R_Н.

Для фотодиода присущи следующие основные характеристики:

1. Вольт-амперная характеристика.

2. Энергетическая (световая) характеристика. По световой характеристике определяется интегральная чувствительность фотодиода: K=I_Ф/Ф

3. Спектральная характеристика

22. Фоторезистор

Фоторезистор – это полупроводниковый резистор сопротивление, которого изменяется под действием оптического излучения. Включается только с источником питания.

Обозначение

Основные параметры:

1. R_т темновое сопротивление фоторезистора без освещения;

2. I_т темновой ток I_т=E/R_т+R_н

3. R_с при облучении фоторезистора получается световое сопротивление

4. I_c световой ток I_c=E/R_c+R_н

5. I_ф фото ток I_ф=I_c+I_т

6. P_max рассеиваемая мощность

7. Интегральная чувствительность I_ф / Ф*U_ф

8. K_уд удельная чувствительность K_уд = I_ф /Ф*U_max

Основные характеристики:

ВАХ \Световая характеристика\Спектральная характеристика

23. Лазеры

Лазеры – генераторы когерентного излучения, основанные на использовании вынужденного излучения.

Классификация:

По материалу

1) твердотельные: высокая мощность излучения, КПД не более 30%, высокая потребляемая мощность, невысокая когерентность.

2) полупроводниковые: малые размеры, КПД 46%, высокая мощность излучения, большая потребляемая мощность.

3) Газовые (на основе инертных газов): высокая когерентность, большие размеры, невысокая мощность излучения, низкий КПД 12-20%

4) Жидкостные (активной средой является жидкость): возможность циркуляции жидкости с целью её охлаждения. Это позволяет получить большие энергии и мощности излучения в импульсном и непрерывном режимах. Генерируют излучение с узким спектром частот

По режиму работы:

1) Импульсные

2) Постоянные

3) Смешанные

Основные параметры:

1) Частота лазерного излучения

2) Ширина спектра лазерного излучения

3) Потребляемая мощность и мощность излучения

4) Эффективная температура

5) КПД

6) Расходимость лазерного луча

24. Элементы индикации: понятие и классификация

Элементы индикации - это элементы, которые используются для отображения информации, в удобном для оператора виде.

По функциональному назначению:

1.активные: светоизлучающий диод, лазерные элементы индикации, электроннолучевые трубки, лампы накаливания.

2. пассивные: жидкокристаллические элементы, электромагнитные индикаторы, электрогальваноплстические.

Пассивные ЭИ отличаются от активных отсутствием собственного излучения.

25. Элементы индикации: ЖКИ

Жидкие кристаллы - являются органическими матералами, представляющие промежуточную фазу между твёрдой и изотропной жидкими фазами.

В твёрдокристаллической связи они обладают текучастьюи способностью принимать форму сосуда подобно обычным жидкостям, но малекулы ЖК взамодействуют между собой составляющие упорядоченое состояние.

Структуры жидких кристаллов: а) сметическая; б) нематическая

Структура ЖК индикатора:

1 – выводы; 2 – полимерная прокладка; 3 – стеклянные пластины; 4 – прозрачные электроды; 5 – жидкокресталлическое вещество.

Принцип работы: Существуют два принципа (эффекта) работы жидкокристалличес­ких индикаторов.

Парамектры: яркость, угол обзора, цвет свечения, рабочее напряжение.

Динамического рас­сеяния - в том, что при приложении электрического поля к тонкому слою жидкокристаллического вещества, заключенному между двумя стеклянными пластинками, происходит раз­рушение упорядоченной структуры жидких кристаллов, что вызывает диффузное рассеяние света в этой области;

На основе твис-эффекта - при приложении электрического поля все молекулы жидких крис­таллов ориентируются вдоль поля и эффект вращения плоскости поля­ризации исчезает. Если возбуждается не весь слой жид­ких кристаллов, а определенные участки в виде символа или цифры, то изображение данного символа (цифры) будет темным в проходящем свете по сравнению с невозбужденной областью (фоном).

Достоинтва: малые размеры; высокая яркость; возможность получения разных цветов, низкое рабочее напряжение, простота конструкции, малое энергопотребление. Недостатки: рабочая температура от -30 до 30 градусов С; узкй угол обзора; не работают при переменном напряжении; значительная инерционность.

26. Классификация коммутационных устройств

По типу управляющего сигнала:  1. Электрическое управление;  2. Механическое (ручное) управление.  По принципу коммутации:  1. Контактные;  2. Бесконтактные.  По принципу действия:  1. Контактного типа;  2. Механические;  3. Электромагнитные;  4. Магнитоуправляемые;  5. Магнитные;  6. Оптоэлектронные;  По способу управления приводом все механические переключатели делятся на:  1. Нажимные (кнопочные);  2. Перекидные (тумблер);  3. Поворотные (галетные);  4. Движковые;  5. Сенсорные.  По типу исполнительной системы оптические реле (оптроны) делятся на:  1. Резисторные;  2. Диодные;  3. Транзисторные;  4. Однопереходные транзисторы;  5. Тиристорные.

27. Электрический фильтр

Электрический фильтр – устройство для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала или подавления нежелательных.

По типу используемых элементов бывают RC и LC-фильтры.

По виду АЧХ:

Фильтры нижних частот
Фильтры высоких частот
Полосовые фильтры
Режекторные фильтры

Основные параметры фильтров:

1. Избирательность - мера, характеризующая способность фильтра разделять две группы колебаний с близкими частотами

2. Граничные значения частот для области пропускания

3. Граничные значения частот для области задерживания

4. Крутизна характеристики переходной области S_ф

Область применения:

Фильтры используются в звуковой аппаратуре для корректировки АЧХ, для разделения сигналов низких, средних и высоких звуковых частот в многополосных акустических системах, в схемах частотной коррекции магнитофонов. LC-фильтры используются в электрических цепях для гашения помех и сглаживания пульсаций напряжения после выпрямителя. В каскадах радиоэлектронной аппаратуры часто применяются перестраиваемые LC-фильтры, например, простейший LC-контур, включенный на входе средневолнового радиоприёмника обеспечивает настройку на определённую радиостанцию.

28. Фильтры на ПАВ

Типичное ПАВ устройство, в основе которого применяется встречно-гребенчатый преобразователь, используемое в качестве полосового фильтра. Поверхностная волна генерируется через источник переменного напряжения через проводники, изготовленные печатным методом. При этом электрическая энергия преобразуется в механическую. Двигаясь по поверхности механическая высокочастотная волна меняется. С другой стороны приёмные дорожки снимают сигнал, при этом происходит обратное преобразование механической энергии в переменный электрический ток, через нагрузочный резистор.

Принцип действия ФПАВ основан на генерировании и распространении и приеме ПАВ в звукопроводе с преобразователями и отражателями, размеры и геометрия которых подобраны так, чтобы достигалась необходимая частотная характеристика.

Для возбуждения и приема ПАВ обычно используются встречно-штыревые преобразователи, которые представляют собой периодическую структуру металлических электродов, нанесенных на пьезоэлектрический кристалл. В качестве звукопроводов применяют пьезоэлектрические монокристаллы кварца, ниобата лития, германата висмута и др.

Фильтры на ПАВ отличаются простотой устройства, технологичностью, воспроизводимостью характеристик, возможностью массового производства. Двумерный характер ПАВ позволяет создавать Ф с довольно сложными частотными характеристиками. Типичные внутренние потери в пределах полосы пропускания для фильтров на ПАВ - дБ и доли дБ, фазовые ошибки - несколько градусов, а подавление сигнала вне полосы и паразитного сигнала составляет около 60 дБ.

Параметры:

• Верхняя fв и нижняя fн частота

• Частота среза или средняя частота f₀

• Полоса частот дf=fв-fн

• Коэффициент усиления на f₀ (K₀)

• Коэффициент усиления в пределах дf (Kп) Kп= K₀-K_д

• Кд коэффициент усиления на краю полосы частот

• Порядок фильтра (количество звеньев из которых состоит данный фильтр)

29. Магниторезистор

Магниторезистор - это электронный компонент, действие которого основано на изменении электрического сопротивления полупроводника (или металла) при воздействии на него магнитного поля.

Выделяются две большие группы магниторезисторов, которые условно можно разделить на «монолитные» и «пленочные».

«Монолитные» магниторезисторы.  Принцип действия монолитных магниторезисторов основан на эффекте Гаусса, кото­рый характеризуется возрастанием сопротивления проводника (или полупровод­ника) при помещении его в магнитное поле.

Магниторезистор представляет собой подложку с размещенным на ней магниточувствительным элементом (МЧЭ). Подложка обеспечивает механическую прочность прибора. Элемент приклеен к подложке и защищен снаружи слоем лака. МЧЭ может размещаться в оригинальном или стандартном корпусе и снабжаться ферритовым концентратором магнитного поля или «смещающим» постоянным микромагнитом.

«Монолитные» магниточувствительные элементы изготавливаются из полупроводниковых  материалов, обладающих высокой подвижностью носителей заряда. К таким материалам относятся антимонид индия (InSb) и его соединения  арсенид индия (InAs) и др.

В зависимости от назначения прибора МЧЭ могут иметь различную форму. Наиболее  известны МЧЭ прямоугольной формы и имеющие вид меандра

Параметры:

-Основными характеристиками магниторезисторов являются начальное  сопротивление R0, которое лежит в пределах от долей ома до десятков килоом, и магниторезистивная чувствительность SB=dR/dB.

Обычно для характеристики магниторезистивных преобразователей используют зависимости ∆RB/R0=F(B), где ∆RB=RB-R0.

-ТКС

-рабочее напряжение

- максимально допустимая температура прибора и температура окружающей среды;

-значение мощности, которую может рассеять магниторезистор Рмакс;

- значение предельно допустимого тока Iмакс;

Применение. Магниторезисторы применяются в качестве чувствительных элементов в функционально-ориентированных магнитных датчиках. Их используют в бесконтактной клавиатуре ПЭВМ, бесконтактных переменных резисторах, вентильных электродвигателях, электронных.

30. Классификация линий задержки

Существуют ЛЗ для задержки электрических сигналов (НЧ, ВЧ, СВЧ) и для задержки оптических (световых сигналов).

ЛЗ для задержки электрических сигналов

• Аналоговые ЛЗ

• ЛЗ на линиях с распределёнными параметрами (кабельные, волноводные)

• Искусственые ЛЗ (цепи с сосредоточенными параметрами)

• ЛЗ с преобразованием электрических сигналов в сигналы другой физической природы (ультразвуковое, оптическое излучение) и обратно

• Цифровые ЛЗ

• Аппаратно реализованные цифровые ЛЗ

• Программно реализованные ЛЗ

• Акустооптические ЛЗ

• Акустооптические ЛЗ с прямым детектированием

• Акустооптические ЛЗ гетеродинного типа

ЛЗ подразделяются также на широкополосные (как правило, с нижней частотой 0 Гц) и узкополосные (для задержки сверхвысокочастотного или оптического сигнала). СВЧ и оптические линии бывают дисперсионными (волновая скорость зависит от частоты) и бездисперсионными.

По принципу действия:

а) электрические;

б) акустические (ультрозвуковые).

Основные параметры:

1. Длительность задержки, измеряемая ременным интервалом между средними точками фронт входного и выходного импульсов.

2. Рабочая частота, определяемая резонансной частотой используемых в ЛЗ преобразователей, а также степенью затухания акустических колебаний в материале звукопровода.

3. Полоса пропускания, определяемая длительностью фронта импульса между уровнями, соответствующими 10 и 9*0% его амплитудного значения.

4. характеристическое сопротивление, определяемое величиной сопротивления нагрузки, при котором отражение от ее концов минимально.

5. Относительный уровень ложных сигналов.

6. Затухание передаваемого сигнала.

31. Элементы памяти

ЗУ - совокупность ИС, предназначенных для записи, хранения и считывания информации. ЗУ - в большой степени определяют фактические возможности ЭВМ.

Основные характеристики ЗУ:

1. Информационная ёмкость: определяется максимальным количеством хранимой информации. Измеряется в битах или байтах.

2. Быстродействие: характеризуется временем от момента обращения к ОЗУ до появления требуемой информации на его выходе, что называется временем выборки.

3. Энергопотребление ЗУ определяется суммарной электрической мощностью, потребляемой от всех ИП (от мкВт до десятков Вт).

4. Стоимость хранения бита информации (дешевле всего на магнитной ленте).

5. Энергонезависимость хранения информации.

2. По организационным признакам ЗУ делят на регистры общего назначения (РОН), сверхоперативные ЗУ (СОЗУ), оперативные ЗУ (ОЗУ), постоянные ЗУ (ПЗУ), буферные ЗУ (БЗУ), внешние ЗУ (ВЗУ), архивная память.

3. Типы ЗУ по поиску информации:

1. ЗУ с произвольной выборкой (ЗУПВ).

2. ЗУ последовательного типа (выборка производится перебором данных) - ЛЗ, магнитные ленты.

3. Ассоциативные ЗУ (АЗУ). Поиск и выбор информации производится по содержанию произвольного количества разрядов, независимо от физической координаты элемента памяти.

4. Типы ПЗУ:

1. ПЗУ только для чтения (ROM);

2. ППЗУ - программируемые ПЗУ - с возможностью однократного программирования (PROM);

3. РПЗУ - репрограммируемые ПЗУ - с возможностью многократного стирания и записи информации (ELPROM - возможность избирательного стирания);

4. РПЗУ УФ - РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием (EPROM - стирание общее, запись избиретельное).

32. Хемотронный резистор