102. Элементная база цифровой и аналоговой техники

1. Резистор. Для нас этот тип пассивных элементов имеет значение как ограничитель тока и делитель напряжения.I = U / R - закон Ома. Вольт-амперная характеристика – прямая линия. Параметры безопасной работы - импульсное напряжение, рассеиваемая мощность. Выпускаются р. ном. мощностью 0.062, 0.125…1, 2 Вт. Обычной точности (допуск ±5%) и прецизионные (±1% и точнее). Исполнение - выводные и для поверхностного монтажа (SMD/Tsurfacemounteddevice/type).SMDтипоразмеры 2512, 2010, 1206, 0805, 0603, 0402 соответствующие 1/0.5/0.25/0.125/0.1/0.06 Вт. 0805 – типоразмер корпуса в сотых долях дюйма имеет 2.03 х 1.27 мм (8/100inch*25.4мм/inch= 2.032 мм).

Номиналы (величины сопротивления) обычно от 1 ом до 10МОм. Соседние номиналы отличаются в одинаковый коэффициент. Для разной точности применяются ряды Е12, Е24 и Е96 (т.е. в декаде 12, 24 или 96 значений). Эти коэффициенты следующие 1.2115, 1.1007, 1.02427 (т.е. 10 в степ. 1/12, 1/24, 1/96). 5% номиналы представлены двумя цифрами по ряду Е12 (1, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.6, 3.2, 3.8, 4.6, 5.6, 6.8, 8.2, 10), хотя вместо номинала 2.6 вы встретите 2.7, 3.2 - 3.3, 4.6 – 4.7. 1% номиналы представлены тремя цифрами по ряду Е24 (1, 1.1, 1.21, 1.33, 1.47, 1.62, 1.79, 1.96, 2.15, 2.37, 2.61, 2.87, 3.16, 3.48, 3.83, 4.22, 4.64, 5.11, 5.62, 6.19, 6.81, 7.50, 8.25, 9.09, 10).

Маркировка типа, номинала и точности на больших корпусах наносится почти в натуральном виде: 4R7, 5К1, 1М8. Здесь буква является десятичным разделителем и указателем порядка. (RилиE– единицы Ом, к – кило, м – мега Ом). Точность – в натуральном виде (например, 5%) или кодируется буквамиK(10%),J(5%),F(1%),D,C,B(0.5, 0.25, 0.1%). На малых корпусах наносится только номинал в легко или сильно зашифрованном виде: мантисса - 2-3 цифры, порядок. ДляSMDрезисторов наносится только номинал 3 или 4 цифры. Для рядов Е24/96 номинал зашифрован с использованием цифр и букв. Для выводных резисторов помимо обычных надписей возможна маркировка цветными кольцами (4 или 5 колец, из которых мантисса 2-3 кольца, порядок (1), точность (1)). Цвет означает цифру. (0-черный, 1-коричневый, 2-красный, и т.д.).

Пример "бегунка" в системе з. по устойчивости к высоковольтным импульсам.

2. Диод. Вольт-амперная характеристика нелинейная. Мин. прямое напр. около 0.5В. Макс. – не более 1-1.5В. Параметры безопасной работы - обратное напряжение, максимальный постоянный и импульсный прямой ток. Пример в цепи питания электр. устройств (защитная функция), развязка двух источников питания (м/с часов вPC), двухполупериодный выпрямитель.

3. Стабилитрон. При прямом смещении ВА характеристика как у диода. Важнейший параметр - напряжение стабилизации – на обратной ветви ВАХ. Применение: прецизионные с. используются в схемах образцовых источников напряжения, "параметрический" стабилизатор напряжения, как защитное устройство в информационных и силовых цепях.

4. Конденсатор. Для нас этот тип пассивных элементов имеет значение как фильтр импульсных помех. Параметры безопасной работы - максимальное постоянное напряжение. Разновидности - полярные и неполярные. Пример цепи интегрированияRC (входное и выходное напряжение).

dqdU

i= - ----- = -C------

dtdt

Пример цепи питания с провалом напряжения (диод-конденсатор-стабилизатор+5В). I= 30ma.U₁-U₂= 12- 6 = 6V. Если С = 100 мкф,Δt= 20ms.

Интегрирующая RC-цепь – фильтр помех.

5. Биполярныйтранзистор. Назначение – усилитель тока. Обозначение. Выводы. Разновидности:n-p-n, p-n-p. "Кухонная схема" – два диода. Эквивалентная схема – диод (Б-Э) – управляющая часть, переменный резистор (К-Э) – силовая часть. Работа т. – ток в цепи управления (Б-Э) влияет на эквивалентное сопротивление К-Э, т.е. в цепи нагрузки. Особенности управляющего Б-Э перехода в сравнении с обычным диодом: задание управляющего тока около 0-значений – требуется невысокое сопротивление источника управляющего тока (обрыв недопустим), низкое предельное обратное напряжение БЭ (запирающее – всего 5-6В). Вольт-амперная характеристика. Режимы – активный и ключевой (по линии насыщения). Параметры безопасной работы - максимальное напряжение КЭ, максимальный постоянный ток К, рассеиваемая мощностьP=U_кэ*I_k , максимальный ток базы – БЭ, максимальное обратное напряжение БЭ. Работа в режиме ключа (реле, форсунки, КЗ).

6. Полевые транзисторы. Существует большое разнообразие ПТ. По применению аналогичны биполярным – усилители тока. ПТ управляются напряжением и практически не потребляют тока по управляющей цепи. Существуют мощные ПТ для работы в ключевом режиме в том числе т.н.IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor) - смесь ПТ и БТ.