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

31 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

29145. Содержание и значение правовой конструкции «предварительный договор» 25.5 KB
  Содержание и значение правовой конструкции предварительный договор. По предварительному договору стороны обязуются заключить в будущем договор о передаче имущества выполнении работ или оказании услуг основной договор на условиях предусмотренных предварительным договором. Предварительный договор заключается в форме установленной для основного договора а если форма основного договора не установлена то в письменной форме. Несоблюдение правил о форме предварительного договора влечет его ничтожность.
29146. Исполнение солидарного обязательства 27.5 KB
  При солидарной обязанности должников кредитор вправе требовать исполнения как от всех должников совместно так и от любого из них в отдельности притом как полностью так и в части долга. Кредитор не получивший полного удовлетворения от одного из солидарных должников имеет право требовать недополученное от остальных солидарных должников. В случае солидарной обязанности должник не вправе выдвигать против требования кредитора возражения основанные на таких отношениях других должников с кредитором в которых данный должник не участвует....
29147. Способы обеспечения исполнения обязательств (общая характеристика) 37 KB
  Способы обеспечения исполнения обязательств: Залог Задаток Неустойка Поручительство Банковская гарантия Удержание Способы обеспечения могут быть предусмотрены законом. С точки зрения целесообразности предложенные в договоре способы обеспечения фактически не применяются универсально во всех случаях. Классификация: Универсальные способы Залог Неустойка Между физ.
29148. Неустойка (понятие, форма, виды в зависимости от соотношения с убытками) 27.5 KB
  Форма гражданскоправовой ответственности: Штраф твердая фиксация за поставку недоброкачественной или некомплектной продукции Пеня процент за просрочку просрочке сдачи строительного объекта оплаты аренды имущества Разновидности неустойки в зависимости от соотношения с убытками: Зачетная предусматривает взыскание установленной неустойки и возмещение убытков в части не покрытой взысканной неустойкой т. суммы составляющие размер неустойки зачитываются в счет возмещения убытков; 130 убытки 20 неустойка = 110 в исковом...
29149. Залог (понятие, виды) 26 KB
  Залог кредитор по обеспеченному залогом обязательству залогодержатель имеет право в случае неисполнения должником этого обязательства получить удовлетворение из стоимости заложенного имущества преимущественно перед другими кредиторами лица которому принадлежит это имущество залогодателя. Возникает залог в силу: Закона Договора. Виды залога: 1 ипотека залог земельных участков предприятий зданий сооружений квартир и другой недвижимости. 2 твердый залог это залог по которому предмет залога остается у залогодателя с наложением...
29151. Основные права и обязанности сторон при залоге 30.5 KB
  Права залогодателя: требовать досрочного прекращения залога если залогодержатель не застраховал не принял мер необходимых для сохранности; требовать возмещения убытков причиненных утратой или повреждением предмета залога переданного залогодержателю; отказаться от предмета залога и потребовать возмещения за его утрату; заменять предмет залога с согласия залогодержателя; пользоваться предметом залога в соответствии с его назначением в том числе извлекать из него плоды и доходы; с согласия залогодержателя распоряжаться предметом...
29152. Обращение взыскания на заложенное имущество 25 KB
  По общему правилу требования залогодержателя удовлетворяются из стоимости заложенного недвижимого имущества по решению суда. Без обращения в суд это можно сделать на основании нотариально удостоверенного соглашения залогодержателя с залогодателем заключенного после возникновения оснований для обращения взыскания на предмет залога. В отличие от этого за счет заложенного движимого имущества требования залогодержателя обычно удовлетворяются по решению суда лишь если иное не предусмотрено соглашением залогодателя с залогодержателем.
29153. Реализация заложенного имущества 26.5 KB
  Реализация заложенного имущества. Реализация продажа заложенного имущества на которое обращено взыскание осуществляется в порядке установленном законом об ипотеке или законом о залоге если иное не предусмотрено законом. Если сумма вырученная при реализации заложенного имущества недостаточна для покрытия требования залогодержателя он имеет право при отсутствии иного указания в законе или договоре получить недостающую сумму из прочего имущества должника не пользуясь преимуществом основанным на залоге. Если сумма вырученная при...