- •Электроника. Лекционный курс. Введение.
- •Классификация электронных приборов.
- •Этапы развития электроники.
- •Классификация веществ в зависимости от структурных особенностей твердых тел.
- •Межатомные связи. Их виды и характеристики.
- •Физические основы электронной техники. Элементы квантовой теории строения материи.
- •Классификация твердых тел по степени электропроводности. Картина энергетических зон в твердом теле.
- •Полупроводники и их свойства.
- •Основы статистики электронов и дырок в полупроводниках.
- •Законы движения носителей заряда в полупроводниках. Дрейфовый и диффузионные токи.
- •Явление дрейфа.
- •Явление диффузии.
- •Уравнение плотности полного тока в полупроводнике.
- •Электронно-дырочный переход (p-n переход).
- •Смещение p-n перехода в прямом направлении (прямое включение перехода).
- •Смещение p-n перехода в обратном направлении (обратное включение перехода).
- •Уравнение Шокли.
- •Вольт-амперная характеристика(вах)
- •Пробой p-n перехода
- •Вольт-амперная характеристика видов пробоя
- •Емкостные свойства p-n перехода
- •Полупроводниковые диоды
- •Рабочий режим диода.
- •Эквивалентные схемы диодов для различных режимов.
- •Температурные свойства диодов
- •Выпрямители. Схемы выпрямления.
- •Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя
- •Импульсный режим работы диода
- •Стабилитроны
- •Параметрическом стабилизаторе.
- •Основные параметры стабилитронов
- •Варикапы
- •Основные параметры варикапов.
- •Туннельные диоды.
- •Схемы автогенераторов на туннельных диодах.
- •Обращенные диоды.
- •Контакт (переход) металл-полупроводник. Диоды Шоттки.
- •Металл-полупроводник n- типа.
- •Металл-полупроводник p-типа.
- •Металл-полупроводник n-типа.
- •Металл-полупроводник р-типа.
- •Транзисторы.
- •Биполярные транзисторы.
- •Явление вторичного пробоя и модуляция толщины базы (эффект Эрли).
- •Эквивалентная схема транзистора для режима постоянного тока
- •Схемы включения биполярных транзисторов.
- •Вольт-амперные характеристики (вах) биполярных транзисторов (статические характеристики). Схемы для снятия вах.
- •Математические модели биполярных транзисторов.
- •Модель транзистора для большого сигнала (модель Эберса-Молла).
- •Модели транзистора в режиме малого сигнала (динамический режим).
- •Температурные свойства транзисторов.
- •Частотные свойства транзисторов.
- •Работа транзистора с нагрузкой (динамический режим).
- •С оставной транзистор (схема Дарлингтона).
- •Эксплуатационные параметры транзистора.
- •Полевые транзисторы.
- •Полевой транзистор с управляющим p-n переходом.
- •С хемы включения транзисторов:
- •Полевые транзисторы с изолированным управляющим электродом (затвором).
- •Основные параметры полевых транзисторов.
- •Элементы памяти на основе моп-структур (Flesh-память).
- •Усилители электрических сигралов.
- •Классификация усилителей.
- •Основные технически показатели усилителей (параметры).
- •Входное и выходное сопротивления ( )
- •Выходная мощность.
- •Динамический диапазон амплитуд.
- •Характеристики усилителей.
- •Искажения в усилителях.
- •Схемотехника усилительных каскадов. Межкаскадные связи в усилителях.
- •Обобщенная структурная схема усилителя.
- •Графическая интерпретация процесса усиления сигнала транзисторной схемой с общим эмиттером.
- •Коллекторная стабилизация.
- •Эмиттерная стабилизация.
- •Полная эквивалентная схема унч с емкостной межкаскадной связью на основе биполярного транзистора, включенного по схеме с оэ.
- •Выходные каскады усилителей.
- •Построение проходной динамической характеристики.
- •Ключевой режим биполярного транзистора. Условия обеспечения статических состояний.
- •Динамика переключения ключей на биполярных транзисторах.
- •Цифровые ключи. Общие требования.
- •Структура цифрового ключа на комплементарной паре биполярных транзисторов.
- •Структура цифрового ключа на комплементарной паре полевых транзисторов (к-моп).
- •Усилители постоянного тока (упт). Дрейф нуля.
- •Параллельно-баласный каскад упт.
- •Дифференциальный усилитель (ду).
- •Операционные усилители (оу).
- •Структурная схема оу.
- •Основные параметры оу.
- •Виды и структура обратных связей в усилителе.
- •Генераторы электрических колебаний.
- •Релаксационные генераторы (генераторы импульсов).
- •Автогенераторы на оу с мостом Вина.
- •Автогенератор на оу с использованием моста Вина.
- •Генераторы релаксационных колебаний.
- •Блокинг-генераторы (бг).
- •Мультивибратор с коллекторно-базовыми связями. Автоколебательный режим.
- •Электроника. Список литературы по курсу «Электроника»
Выпрямители. Схемы выпрямления.
Выпрямление переменного тока – один из основных процессов в радиоэлектронике. Выпрямление необходимо для выделения постоянной составляющей тока или напряжения из гармонического сигнала, для которого постоянная составляющая за один период колебаний равна нулю.
Такое преобразование возможно только с применением приборов обладающих вентильными свойствами – различными сопротивлениями при изменении полярности сигнала. Полупроводниковый диод относится к элементам с сильно выраженными вентильными характеристиками.
В выпрямительном устройстве энергия переменного тока преобразуется в энергию постоянного тока (тока, содержащего постоянную составляющую).
Любой выпрямитель можно рассматривать как потребитель переменного тока и как генератор постоянного тока.
Потребитель Генератор
переменного тока постоянного тока
Схема однополупериодного выпрямителя
Среднее значение периодической функции f(t) за период Т определяется по формуле:
, если ,то Uср=0 (за период)
– для одной полуволны
– для двух полуволн
Если генератор ег формирует синусоидальную ЭДС и его внутренним сопротивлением можно пренебречь, то в течение одного полупериода напряжение + → ─ для диода является прямым и через него протекает ток, создающий на нагрузке Rн напряжение URн. В течение другого полупериода напряжение ─ → + для диода будет обратным и ток через него будет отсутствовать (Iобр=I0≈0).
На нагрузке создаётся напряжение, которое длится полпериода, а полпериода – отсутствует.
Такое выпрямление является однополупериодным, т.е. происходящее в течение одного полупериода.
Недостаток – не используется энергия отрицательной полуволны напряжения. Поэтому
Повышение эффективности выпрямления возможно при двухполупериодном выпрямлении, когда используется энергия обеих полуволн.
Такое выпрямление возможно получить двумя способами:
- с помощью мостовой схемы;
- с помощью трансформатора со средней точкой и двух однополупериодных выпрямителей.
Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя
При подаче на вход мостовой схемы положительной полярности ток протекает по следующей цепи: +ег – Д1 – +Rн – -Rн – Д4 – -ег;
при отрицательной полярности следующая цепь: (+)ег – Д2 – (+)Rн – (-)Rн – Д3 – (-)ег.
В результате через нагрузку протекает ток в одном направлении при любой полярности на входе выпрямителя.
Другой вариант схемы двухполупериодного выпрямления может быть реализована с помощью специального трансформатора со средней точкой и двух диодов.
Н едостаток схемы: наличие трансформатора и двойная амплитуда обратного напряжения на диодах.
;
;
Поскольку , то .
В рассмотренных схемах выпрямителей к диодам, обычно, не предъявляются высокие требования по быстродействию, ёмкости p-n перехода и стабильности параметров.
Поэтому диоды, предназначенные для преобразования переменного тока невысокой частоты в постоянный называют выпрямительными.
Основные параметры выпрямительных диодов:
1. |
Uобр.max |
– максимально допустимое обратное напряжение, которое диод может выдержать в течение длительного времени (от десятков до тысяч вольт); |
2. |
Iср.пр |
– средний выпрямленный ток (среднее значение выпрямленного тока за период) – от сотен мА до десятков А; |
3. |
Iимп |
– импульсный прямой ток (пиковое значение тока при заданной длительности, скважности и форме импульса); |
4. |
Iобр.ср |
– средний обратный ток (средний за период) – от долей мкА до единиц мА; |
5. |
Uпр.ср |
– среднее прямое напряжение при заданном прямом токе (доли В); |
6. |
Рср |
– средняя рассеиваемая мощность (за период), при протекании прямого и обратного токов; |
7. |
rдиф |
– дифференциальное сопротивление диода (от единиц до сотен Ом); |
8. |
t°C |
– максимальная температура корпуса. |