Аналогты дабылдар. Жартылай өткізгіштікті диодтар

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе. Аналогты дабылдар. Жартылай өткізгіштікті диодтар.

Жартылай өткізгішті диодтардың қандай түрлері бар?

Жартылайөткiзгiштi диодтар (ЖӨ) - бiр түзеткiш электрлiк ауысуы және екi шықпасы бар жартылайөткiзгiштi аспап. Түзеткiш элетрлiк ауысу ретiнде жартылайөткiзгiш кристалының р- және n- аймақтарын бөлiп тұратын электронды-кемтiктiк (p-n) ауысуы қолданылады. Кристалдың р- және n- аймақтарына металдық шықпалар дәнекерленедi де, жүйе толығымен металлокерамикалық, шыны (шыны) немесе пластмассалық корпусқа бекiтiлiп жабылады. Қоспалар жоғары концентрацияланған кристалдың жартылайөткiзгiш аймағы (яғни, негiзгi заряд тасымалдағыштар концентрацияланған) эмиттер (Э), ал төмен концентрацияланған аймақ - база (Б) деп аталады. Егер Э негiзгi заряд тасымалдағыштары Рр кемтiгi болып табылатын р- аймағы, ал база n- аймақ (негiзгi заряд тасымалдағыштары - nn) болса6 онда pp>>nn шарты орындалады.

Диодтардың түрлері:

Түзеткiш диодтар . Конструктивтi түзеткiш диодтар жазықтық және нүктелiкке жiктеледi. Pnның арқасында үлкен ауданының жазықтық диодтары - өткел үлкен тоқтардың түзетуi үшiн қолданылады. Нүктелiк диодтарды алады өткелдiң ауданын айғыздаймын және аз тоқтардың түзетуi үшiн арналған.

Стабилитрондар . Егер pn-ға өткелге керi кернеу қосса, онда өткел оның мәнi нақтылы күйiнде бұзып-жарып өтедi. Екi түрлер бола танып бiледi: сала (аударылатын) электр және (қайтымсыз) жылулық, шығарушы жартылай өткiзгiш құралы. Егер керi тоқ болса, онда электр бол жылулық өтедi. Тоқтың үлкеюi сақтаушылардың ары қарай генерациясы да температураның өсуiне алып келедi. процесс сала ол кристалл және шығу көшкiн түрiндегi өсiп келе жатып құрылымның өзгерiске әкеледi. Бола стабилитрондардағы практикалық қолданулар табады - кернеудi тұрақтану үшiн қолайлы құралдар құбылыс. Қоңыр оның ВАМ стабилитронда кернеу түзуде кәдiмгi диодтан айырмашылығы болады. Кернеулер керi қосындыда стабилитронда U обр. макс төңiректiң ВАМы бөлiмше өңделген қолданылады.

Фотодиодтар . Фотодиод - жарық арқылы энергиясын электр өте құрастыр электронды аспап. Фотодиодтың қарапайым жәндiктерi pnға оптикалық шығаруды әсердiң мүмкiндiгi қамтамасыз етiлген кәдiмгi диод өткел болады. Оның корпусы өткел pn бағытталған сыртқы жарық ағыны құратын линзамен жабдықтаған. Облыстар оған зарядтың жаңа сақтаушылары құрастыруға жабысып тұратын өткелдер pnға жарықтың кванттарының жұтуында. Зарядтың төңiрегiнде өткелге pnге өткел pnдарға сiңiруге және электр өрiсiсiнiң әсерiмен оларға арқылы өтуге жабысып тұратын пайда болған сақтаушылары Неосновные. Керi тоқ демек жарықта өседi. Өткелдiң pnге кванттардың жұтуы тiкелей ұқсас нәтижеге жеткiзедi. Керi тоқ өсетiн шама фототокпен деп аталады.

Туннельдік диод . Сипаттаманың б-в бөлігінде диод кедергісінің мәні теріс элементтің міндетін атқарады. Оның осы ерекше қасиетін электрлік тербелістерді генерациялау үшін пайдаланады. Туннельдік диодтардың тағы ерекше қасиеттерінің бірі, олардың инерциялығы өте аз, сондықтан олар аса жоғары жиіліктер аймағында жұмыс істей алады.

Жарық диодтар . Жарық диод - бұл электр энергиясын жарық арқылы өте құрастыр электронды аспап.

Қарымта диод (Обращенный диод) - туннельдік эффект салдарынан кері кернеудегі өткізгіштік тура кернеудегі өткізгіштікке қарағанда әлдеқайда үлкен шала өткізгішті диод. Туннельдік диодтан максималды тоғының төменгі мәндерімен (-100 мк. А) ерекшеленеді.

Арнайы тағайындаудың диодтарын әр түрлi түрлер бар болады: туннелдi диодтар, варикаптар, жарық диодтар, фотодиодтар, импульсты диодтар, стабилитрондар, стабисторлар және тағы басқалар. Диодтар қосындының терiс полярлығынан әртүрлi құрылымдардың қорғауы үшiн сонымен бiрге қолданылады тағы сол сияқтылар.

Импульсты диодтар. Импульсты диодтарды алады аумалы-төкпелi процесстердiң ұзақтығын айғыздаймын және импульсты шынжырлардағы жұмысы үшiн арналған. Олар түзеткiш диодтарға қарағанда pnның аз сыйымдылықтарымен айырмашылығы болады - өткел. Сыйымдылықтың кiшiрейтуi pnның ауданына кiшiрейту есебiнен жетедi - өткел, сондықтан оларда шашыратудың мүмкiн қуаттары үлкен емес. Импульсты диодтар ауыстырып қосуды жоғарғы жиiлiктердi алады және логикалық элементтердiң жасауында қолданылады.

Түзеткіш диодтарды қайда пайдаланады?

Түзеткiш диод p-n ауысуының вентильді қасиетiн пайдаланады және айнымалы тоқтарды түзету үшiн қолданады. Диодты жасау үшiн Ge және Si қолданылады. Түзеткiш диод өзiне берiлген кернеудi басқаратын электронды кiлттi (ЭК) жинайды. llтура кезiнде ЭК жабық, Uкерi кезiнде ЭК ашық. Тура кернеу берiлгенде диодтағы кернеудiң төмендеу әсерiнен жүктемедегi кернеуiнен бiршама аз болады. Германийден жасалынған диодтың тура кернеуi Ug тура -0, 5В, ал кремнийден жасалынған диодтағы Ug тура ≤ 1-1, 5В. Түзеткiш диодтың негiзгi параметрлерi: Iтура орт. max - диодтың (Uкiр периоды iшiндегi) орташа тура тоғының максималды мәнi; Uкерi қос. - тұрақты керi кернеуленген диодтың ең үлкен рауалы мәнi; Ғmax fвх кiрiс сигналының максималды рауалы жиiлiгi; Uтура - тура тоқ берiлген кездегi диодтағы кернеудiң тiкелей төмендеуi. Қуаты бойынша диодтар төмендегiдей жiктелiнедi: аз қуатты ( Iтура орт. max ≤0, 3А ) орташа қуатты (Iтура орт. max -(0, 3-10А) ) жоғары қуатты (Iтура орт. max >10A) Жиiлiгi бойынша диодтар жiктелiнедi: төмен жиiлiктi (ТЖ) - fmax<103Гц жоғары жиiлiктi (ЖЖ) - fmax>103 Гц Түзеткiш диод ретiнде Шоттки диодында қолдануға болады, оның шартты белгiленуi төменде көрсетiлген. Шоттки диоды p-n ауысуының Uтура кернеуiнің кiшiлiгiмен және жиiлiктi сипаттамаларының жоғарылығымен сипатталынады. Импульстi диод - өтпелi үрдiстерi қысқа болатын және жұмыс кезiнде вольт-амперлiк сипаттамасының (ВАС) тура және керi тармақтарын (түзеткiш диодтар сияқты) қолданатын жартылайөткiзгiштi диод. Диодтағы өтпелi үрдiстердiң ұзақтығы Сдиф және Сзар сыйымдылықтарының қайта зарядталынуына байланысты. Инжекция деңгейi төмен кезiнде өтпелi үрдiстердегi тосқауылдық сыйымдылықтың қайта зарядталынуының маңызы зор. Инжекция деңiгейi жоғарлаған кезде зарядтарды жинау және сору үрдiстерi негiзгi болып табылады. Соңғы құбылыс диод жылдамдығын анықтайды және арнайы параметрi τққ - қалпына келтiру уақытымен сипатталынады. Сонымен импульстi диодтарда τққ - қалпына келтiру уақыты диод жылдамдығын сипаттайды. Жылдамдықты жоғарлату үшiн импульстi диодтарды нүктелiк құрылым түрiнде дайындайды, бұл оның p-n ауысу ауданының минималды болуына себеп болады. Сонымен қатар, τққ шамасын азайту үшiн база енiн (қалыңдығын) барынша жұқа етiп жасайды. Импульстiк диод ретiнде Шоттки диодын қолдануға болады. Аса жоғары жиiлiктi (АЖЖ) диод. Аса жоғары жиiлiктi сигналдарды (10-100Гц) түрлендiру және өңдеу үшiн арналған. Аса жоғары жиiлiктi диапазондағы электромагниттi тербелiстердi өндiру және күшейту құрылғыларында, 1 жиiлiгiн көбейтуде, сигналдарды реттеу және шектеу жұмыстарында қолданады.

2 пара

Сұрақтар:

Импульстік, нүқтелік және жазықтық диодтардың негізгі ерекшеліктері.

Импульстік диодтар импульстік режимде жұмыс істеуге арналғандықтан, ондағы өтпелі процесстердің ұзақтығы аз болуы қажет. Негізгі параметрі - шапшаңдық, яғни диодтың ашық күйден жабық күйге ауысып қосылуы және керісінше өту уақыты. Тура кернеудің U _тура керіге U _кері ауысып қосылуы кезінде тасушылардың кері сіңірілуі лезде болмайды, ол кері кедергінің қалпына келу уақытымен t _{қалп. кел.} сипатталады Диодтың ашылуы кезінде тура ток I _тура импульсі беріліп, қозғалмалы тасушылар жинақталады, оның ұзақтығы тура кедергінің қалпына келу уақытымен t _{қалп. кел.} сипатталады.

Нүктелік диодтың ерекшелігі-оның электродтарының дизайны, олардың бірі металл ине. Өндіріс процесінде қоспасы бар бұл ине (донор немесе акцептор) жартылай өткізгіш кристалына құйылады, нәтижесінде қажетті өткізгіштің p-n ауысуы пайда болады.

Жазықтық диодтары тегіс электрлік ауысуға ие, оның ауданын анықтайтын сызықтық өлшемдері PN түйіспесінің енінен едәуір үлкен. Аудан шаршы миллиметрдің жүзден бір бөлігінен (микро жазықтық диодтары) бірнеше ондаған шаршы сантиметрге дейін (қуат диодтары) болуы мүмкін. Ауысу негізінен жүзу немесе диффузия әдістерімен жүзеге асырылады. Жазық диодтың конструкцияларының бірі суретте көрсетілген. 1. 18, Ә. 3 жартылай өткізгіш Кристалл пластинасы 2 Кристалл ұстағышқа байланыс пайда болатындай етіп дәнекерленген. Осы түйіспеден және 4 электродтан 1 қорытынды жасалады, ал жоғарғы жағы 6 корпусындағы 6 шыны өткізгіш оқшаулағыштан және 7 жасырын түтіктен өтеді. Шыны оқшаулағыш жарық өткізбейтін лакпен жабылған. Корпус диодты сыртқы әсерлерден қорғауға қызмет етеді.

Түзеткіш диодтардың негізгі параметрлері.

Төмен жиілікті айнымалы токтарды түзету үшін, яғни айнымалы токты тұрақты немесе импульсті токқа айналдыру үшін түзеткіш диодтар қолданылады, олардың жұмыс принципі p-n-ауысудың бір жақты электронды тесік өткізгіштігіне негізделген. Бұл типтегі диодтар көбейткіштерде, түзеткіштерде, детекторларда және т. б. қолданылады.

Түзеткіш диодтар жазықтықпен немесе нүктелік ауысумен шығарылады, ал тікелей ауысу ауданы жартылай толқын үшін түзетілген осы диод үшін номиналды токқа байланысты шаршы миллиметрдің оннан бір бөлігіне дейін шаршы сантиметрге дейін болуы мүмкін.

Основные параметры выпрямительных диодов

Түзеткіш диодтардың негізгі параметрлері- диод арқылы тікелей токтың берілген мәні үшін диодтағы тұрақты тікелей кернеу.

Стабилитрон және стабистор жұмысы принципі.

Стабилитрон және стабисторға анықтама бер

Стабилитрон (лат. stabilis - орнықты, тұрақты) - өзі арқылы өтетін электр тогы өзгергенде (белгілі шектерде) оған түсетін кернеу іс жүзінде тұрақты болып қалатын екі электродты газоразрядты немесе шалаөткізгіш аспап.

Газоразрядты стабилитронның іс-әрекеті қалыпты солғын немесе тәжді разрядты пайдалануға негізделген. Газдық разрядтың осы түрлерінің ерекшелігі олардың вольт-амперлік сипаттамаларында разрядтар арасындағы кернеудің тіптен өзгермейтін бөлігінің болуында.

Стабистор (бұрынғы нормистор) - кернеуді тұрақтандыру үшін вольт-амперлік сипаттаманың тікелей тармағы пайдаланылатын жартылай өткізгіш диод (яғни, тікелей ығысу аймағында стабистордағы кернеу токқа әлсіз тәуелді) . Стабилитрон диодтарымен салыстырғанда стабисторлардың ерекшелігі-тұрақтандыру кернеуі аз, ол шамамен 0, 7 в құрайды.

Стабилитрон және стабистор жұмысы принципі

Аспаптың жұмыс істеу принципі - бұл диодқа резистор арқылы оқшаулау кернеуін қолдану, оның мәні диодтың бұзылу кернеуінен асып түседі. Осы уақытқа дейін, бұзылу сәті пайда болғанға дейін, Zener диоды арқылы ағып жатқан токтар өтеді, оның мәні өте аз, сонымен бірге құрылғының кедергісі өте жоғары. Үзіліс кезінде токтың мәні күрт артады, ал дифференциалды кедергі мәні ең кіші мәндерге дейін төмендейді. Осы қасиеттің арқасында бұзылу режимі кері токтың кең шекараларында тұрақты кернеу мәнімен сипатталады. Басқаша айтқанда, зенер диоды артық кернеу түсетін резистордың тогын, сондай-ақ жүктемені құрайтын токты таратуға қызмет етеді.

Стабилитрон или диод Зенера

Стабистор, әдеттегі диод сияқты, вольт-амперлік сипаттаманың тікелей тармағында жұмыс істейді, төмендегі суретті қараңыз. Ол Uпр шамалы тікелей кернеуімен ашылады және ол арқылы өсіп келе жатқан тікелей Iпр тогы басталады. Стабистордың амперлік сипаттамасының Вольтының тікелей тармағы түзу токтың осіне параллель жүреді; бұл мән стабистор арқылы айтарлықтай өзгерген кезде ондағы кернеудің төмендеуі айтарлықтай өзгермейді. Стабистордың Бұл қасиеті кернеуді тұрақтандыру үшін қолданылады.

Стабилитрон мен стабистордың ВАС-ның қандай бөліктері жұмыс аймақтары болып саналады?

2 пара

1. Стабилитрондың бойынан өтетін тоқ өзгерген кезде кернеуі
қалай өзгереді?

Стаблитрон тогының өзгеруі $U_{3}$ кернеуінің ауытқуымен, зенер диодының тұрақтандырушы кернеу шамасының номиналдан ауытқуымен, сүзгі кедергісінің шамаларының шашырауымен және әртүрлі себептермен туындаған D және / 2 токтарының өзгеруімен анықталады.

U1 кернеуінің өзгеруімен зенер диодының тогының өзгеруіне байланысты балласт кедергісі арқылы ток өзгереді. Нәтижесінде кіріс кернеуінің барлық өсуі балласт кедергісіне түседі, ал шығыс кернеуі өзгермейді. Жүктемедегі шығыс кернеуі тұрақты болып қалады.

2. Неліктен минимал тұрақтандыру тоғынан төмен тоқта стабилитрон мен стабистор істемейді?

Себебі аз ток кезінде өтпелі үзіліс тұрақсыз болады. Токтар ағып кететін токтармен салыстырылады-бұл тұрақсыздықты береді.

Одан да оңай-нақты стаблитрон-бұл тамаша p-n өткелі (ағып кетпейді) және оған параллель қосылған әдеттегі белсенді кедергі (жеткілікті үлкен болса да) деп елестетіңіз . Аз токтарда бұл жетекші рөл атқаратын белсенді кедергі (дәлірек айтқанда, тиісті өткізгіштік) .

3. Стабилитронның басты параметрлері:

- Номиналды тұрақтандыру кернеуі. Тұрақтандыру кернеуін әзірлеуші құрылғы схемасының талаптарына сәйкес таңдайды.

- Стаблитрон арқылы өтетін жұмыс токтарының диапазоны . Стаблитрон арқылы өтетін ток сыртқы, стаблитронға қатысты анықталады.

- Стаблитроннан бөлінетін максималды қуат. Құрылғының бұзылуын болдырмау үшін құрылғыда таратылған қуат осы параметрден аспауы керек.

№3 Практикалық жұмыс

Тиристор жұмысын принципі

Тиристор -үш немесе одан да көп p-n-ауысулары бар және екі тұрақты күйі бар жартылай өткізгіштің бір кристалы негізінде жасалған жартылай өткізгіш құрылғы:

-"жабық" күй - өткізгіштігі төмен күй;

-"ашық" күй - жоғары өткізгіштік күйі.

Тринисторлардың негізгі қолданылуы (үш электрлік терминалы бар тиристорлар - анод, катод және басқару электродтары) - басқару электродына берілетін әлсіз сигнал арқылы қуатты жүктемені басқару. Екі шығару аспаптары - динисторларда, егер оның аноды мен катод арасындағы кернеу ашылу кернеуінен асып кетсе, аспаптың өткізгіш күйге ауысуы орын алады. Тиристорды электронды қосқыш (кілт) ретінде қарастыруға болады. Тиристорлар сонымен қатар негізгі құрылғыларда қолданылады, мысалы, электр өткізгіште.

Тиристорлардың әртүрлі түрлері бар, олар негізінен бөлінеді:

-басқару тәсілі бойынша;

-өткізгіштік бойынша:

-бір бағытта ток өткізетін тиристорлар (мысалы, тринистор) ;

-екі бағытта ток өткізетін тиристорлар (мысалы, симисторлар - симметриялы динисторлар) .

Тиристордың Вольт-амперлік сипаттамасы (ВАС) сызықты емес және тиристордың кедергісі теріс дифференциалды екенін көрсетеді. Мысалы, транзисторлық кілттермен салыстырғанда тиристорды басқарудың кейбір ерекшеліктері бар. Тиристордың электр тізбегіндегі бір күйден екінші күйге ауысуы секіру арқылы жүреді (көшкін тәрізді) және құрылғыға сыртқы әсер ету арқылы жүзеге асырылады: кернеу (ток) немесе жарық (фототиристор үшін) . Тиристор ашық күйге өткеннен кейін, Басқару сигналы тоқтағаннан кейін де осы күйде қалады. Тиристор ол арқылы өтетін ток ұстап қалу тогы деп аталатын белгілі бір мөлшерден асып кеткенше ашық күйде қалады.