2921

Физические основы электроники

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Выпрямительные ПП диоды. Особенности конструкции. ВАХ. Основные параметры. Уравнения коллекторных токов для схем включения ОБ и ОЭ. Коэффициенты передачи тока, их соотношения. Выпрямительные ПП диоды. Выпрямительный...

Русский

2012-10-21

85.5 KB

27 чел.

  1.  Выпрямительные ПП диоды. Особенности конструкции. ВАХ. Основные параметры.
  2.  Уравнения коллекторных токов для схем включения ОБ и ОЭ.

   Коэффициенты передачи тока, их соотношения.

1. Выпрямительные ПП диоды.

Выпрямительный диод предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное. Идеальный выпрямитель должен при одной полярности ток пропускать, при другой полярности не пропускать. Свойства полупроводникового диода близки к свойствам идеального выпрямителя, поскольку его сопротивление в прямом направлении на несколько порядков отличается от сопротивления в обратном. К основным недостаткам полупроводникового диода следует отнести: при прямом смещении -наличие области малых токов на начальном участке и конечного сопротивления rs ; при обратном - наличие пробоя.

Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока низкой частоты (менее 50 кГц).

Особенности конструкции.

По уровню рассеиваемой мощности различают диоды:

малой мощности (выпрямленный ток не более 300 мА);

средней мощности (выпрямленный ток от 400 мА до 10 А);

большой мощности (выпрямленный ток более 10 А);

По конструкции - точечные, плоскостные.

Применяемые полупроводниковые материалы: германий, кремний, селен, титан.

По способу изготовления: сплавные, диффузионные (рисунок 1).

Рис. 1. Структуры выпрямительных диодов.

Рисунок 2. Примеры конструкции диода.

На рисунке 2 показаны примеры конструкций диодов с различным сопротивлением: (слева-1,2-малой мощности) Rт = (100-200) °/Вт,
(справа-3-средней мощности) Rт = 1-10°/Вт.

Вольт-амперная характеристика выпрямительного диода.

Рисунок 3. ВАХ выпрямительного диода.

При электротехническом анализе схем с диодами отдельные ветви ВАХ представляют в виде прямых линий, что позволяет представить диод в виде различных эквивалентных схем. Выбор той или иной схемы замещения диода определяется конкретными условиями анализа и расчета устройства, включающего диоды.

Рисунок 4.1.

Рисунок 4.2.

Работа диода на активную нагрузку представлена на рисунке 4.1. Ток через диод описывается его вольтамперной характеристикой iд = f(uд) , ток через нагрузочное сопротивление, поскольку соединение последовательное, будет равен току через диод iд = iн = i и для него справедливо соотношение iн = (u(t) - uд)/Rн. На рисунке 4.2 в одном масштабе показаны линии, описывающие обе эти функциональные зависимости: ВАХ диода и нагрузочную характеристику.

Рисунок 4.3.

На рисунке 4.3 показано, что, чем круче характеристика диода и чем меньше зона малых токов ("пятка"), тем лучше выпрямительные свойства диода. Заход рабочей точки в предпробойную область приводит не только к выделению в диоде большой мощности и возможному его разрушению, но и к потере выпрямительных свойств.

Основными параметрами, характеризующими выпрямительные диоды, являются

• максимальный прямой ток Iпр max(0.01…10 А);

• падение напряжения на диоде при заданном значении прямого тока Iпр 

(Uпр » 0.3...0,7 В для германиевых диодов и Uпр » 0,8...1,2 В -для кремниевых);

• максимально допустимое постоянное обратное напряжение диода Uобр max ;

• обратный ток Iобр при заданном обратном напряжении Uобр (значение обратного тока германиевых диодов на два -три порядка больше, чем у кремниевых) (0.005…150 мА).;

• барьерная емкость диода при подаче на него обратного напряжения некоторой величины;

• диапазон частот, в котором возможна работа диода без существенного снижения выпрямленного тока;

• рабочий диапазон температур (германиевые диоды работают в диапазоне

-60...+70°С, кремниевые - в диапазоне -60...+150°С, что объясняется малыми обратными токами кремниевых диодов).

2. Уравнения коллекторных токов.

Для схемы включения с ОБ.

Выражение для идеализированной выходной характеристики в активном режиме имеет вид:

iК =α · iЭ+ IКБ0.

Для схемы включения с ОЭ.

Выражение для идеализированной выходной характеристики в активном режиме имеет вид:

iК = · iБ+ IКЭ0.

Если разорвать цепь эмиттера, то под действием обратного напряжения на коллекторе через коллекторный переход из коллектора в базу будет протекать обратный ток IКБ0. Его величина приводится в справочных данных транзистора.

IКЭ0 =α·I КБ0 - называется сквозным тепловым током транзистора.

Схема с общим эмиттером (ОЭ). 

Такая схема изображена на рисунке 5.

Рис. 5.  Схема включения транзистора с общим эмиттером

Усилительные свойства транзистора характеризует один из главных его параметров - статический коэффициент передачи тока базы или статический коэффициент усиления по току β. Поскольку он должен характеризовать только сам транзистор, его определяют в режиме без нагрузки (Rк = 0).

Численно он равен:


при U
к-э = const

Этот коэффициент бывает равен десяткам или сотням, но реальный коэффициент ki всегда меньше, чем β, т. к. при включении нагрузки ток коллектора уменьшается.

Схема с общей базой (ОБ).

Схема ОБ изображена на рисунке 6.

Рис. 6. Схема включения транзистора с общей базой.

Статический коэффициент передачи тока для схемы ОБ обозначается α и определяется:


при
Uк-б = const

Этот коэффициент всегда меньше 1 и чем он ближе к 1, тем лучше транзистор.

Соотношения для коэффициентов передачи по току для схем ОБ и ОЭ имеют вид:

K = iк/iэ = α, K = iк/iб = α./(1- α.)

Коэффициент α < 1 и, как правило, составляет 0,98 - 0,99, при этом, соответственно, коэффициент β >> 1 и составляет 49 - 200.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76234. Ушкодження хребта: переломи вивихи, симптоми, методи діагностики та лікування 95 KB
  Ушкодження хребта виникають внаслідок прямої травми забої переломи остистих та поперечних відростків та непрямої від надмірного згинання та ротації інколиперерозгинання компресійні та скалкові переломи тіл хребців дужок переломовивихи.
76235. Скука в историко-философской перспективе 48.59 KB
  В качестве объекта нашего исследования выступает человеческая скука. Скука как никакое бесконтурное состояние слабо поддающееся описанию. Скука как западание человека в пространстве и во времени скука как потеря персонального смысла.
76237. Принцип когерентного и некогерентного детектирования АМ-колебаний 188.58 KB
  Характеристиками детектора являются: детекторная частотная характеристики и коэффициент передачи. Детекторная характеристика представляет собой зависимость постоянной составляющей напряжения на выходе детектора от изменения информационного параметра несущей подводимой к нему.
76238. Літературно-художній антропонімікон П.Куліша: склад, джерела, функції 40.89 KB
  П.Куліш увійшов у історію української культури як автор першого історичного роману, цілої низки оповідань, поетичних та драматичних творів, перекладів і переспівів. Жанрова і тематична різноманітність літературно-художніх текстів П.Куліша служить запорукою багатства...
76240. ЧТО ТАКОЕ КОМПЬЮТЕР? 85.5 KB
  Эффективность использования ПК в большой степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с ПК.
76241. Помехи и искажения в каналах связи 109.67 KB
  Внешними являются помехи возникающие вне канала к ним относятся: атмосферные возникают в атмосфере земли и могут быть вызваны грозовыми разрядами осадками пылевыми бурями северным сиянием;...