Elektrotechnika i elektronika
Celem jest przedstawienie
zasadniczych treści wykładu:
" podstaw elektryczności,
" obwodów elektrycznych,
" elementów biernych,
" przyrządów półprzewodnikowych,
" układów elektronicznych.
Elektrotechnika i elektronika  Jakub Dawidziuk czwartek, 6 czerwca 2013
Kierunek przepływu prądu
keu e r e Å‚ w pÄ… u keu e r e Å‚ w pÄ… u
i r nkpz py u r d i r nkpz py u r d
Å‚adunek
Definicja prÄ…du elektrycznego
natężenie prądu
czas przepływu ładunku
Jednostką natężenia prądu jest amper.
C
1A 1
s
Opór elektryczny-rezystancja
Opór elektryczny (rezystancja) to wynik
oddziaływania elektronów przewodnictwa
z jonami sieci krystalicznej.
l
R [ ]
S
Á - opór wÅ‚aÅ›ciwy (rezystywność),
G - przewodność (konduktancja),
1
przewodność właściwa
(konduktywność)
Napięcie
Napięcie (symbol U lub E) jest różnicą potencjałów elektrycznych
między dwoma wybranymi punktami i jest wyrażane w woltach (V).
1V jest to różnica potencjałów (napięcie), przy której dla
przesunięcia w obwodzie ładunku elektrycznego o wartości 1C
(6,28"1018 elektronów) prąd elektryczny wykona pracę 1J (Ws).
W 1 J
U 1V
Q 1C
Napięcie jest pracą przypadającą na jednostkowy ładunek.
UEB = 5V oznacza, że między punktami E i B występuje napięcie 5V.
Punkt E ma potencjał elektryczny dodatni (lub wyższy) względem
punktu B. UC= 5 V oznacza, że między punktem C a wspólnym
punktem odniesienia ( masą ) występuje napięcie o wartości 5 V.
Prawo Ohma
Natężenie prądu płynącego w obwodzie jest wprost
proporcjonalne do napięcia zasilającego obwód i
odwrotnie proporcjonalne do oporu tego obwodu.
U
I
R
. Prawo Ohma
Qe =1.60217733 10- 11C
I
1C
I =1 A=
1sek
R
U
1J
U = 1V =
1C
1V
R =1© =
U=RI
1A
PPK (I) prawo Kirchhoffa
I2
I1
węzeł
I4
I3
I2=I1+I3+I4
Ik = 0
7A=1A+2A+4A
k
NPK (II) prawo Kirchhoffa
U1
_
+
Ui= 0
"
i
+ +
U2
E
_
_
U3
_
+
15V=20V+3V-8V
E U1 U2 U3
A
ączenie oporników
szeregowe
R1 R2 R3
R= R1+R2 +R3
R1
równoległe
1 1 1
= +
R R1 R2
R1R2
R2
R
R1 R2
Dzielnik napięcia
U
I=
R1 +R2
I
R2
U2 = IR2 =U
R1
R1 +R2
U
Przykład:
R2
U = 12V, R1 = 4k , R2 = 8k
U2
I = 12V/12k = 1mA
U2 = 1mA"8k = 8 V
Praca i moc prÄ…du
Praca=energia prądu elektrycznego stałego
[Ws] watosekunda
2
U
2
W UIt I Rt t
VAs Ws J
R
Moc prądu elektrycznego stałego [W] wat
2
J
U
2
[ W ]
P UI I R
s
R
Sprawność urządzeń
elektrycznych
Sprawność urządzenia elektrycznego:
PZ
100%
PP
- sprawność urządzenia elektrycznego,
PZ - moc otrzymana z danego urzÄ…dzenia,
PP - moc doprowadzona do danego
urzÄ…dzenia.
Kondensator
Q dQ dU
C Q CU C
U dt dt
dU 1
I C dU Idt
dt C
t
1
U Idt U0
+Q
C
0
C
U
1C
-Q
C = 1F=
1V
Połączenie równoległe
kondensatorów
Pojemność wypadkowa
układu:
C=C1+C2+C3
Trzy kondensatory połączone
równolegle do z
ródła napięcia.
Równoważny kondensator
zastępuje układ połączonych
kondensatorów.
Połączenie szeregowe
kondensatorów
Pojemność wypadkowa
układu:
1 1 1 1
C C1 C2 C3
Trzy kondensatory połączone
szeregowo do z
ródła napięcia.
Równoważny kondensator
zastępuje układ połączonych
kondensatorów.
Energia kondensatora
Energia zmagazynowana w kondensatorze:
1 Q2
2
E CU
2 2C
Oznaczenia
C - pojemność kondensatora;
U - różnica potencjałów (napięcie);
Q - ładunek zgromadzony na okładkach kondensatora;
E - energia;
Cewka indukcyjna
I
dI U
L U L L
dI
I dt
U
L
dt
t
1 1
dI Udt I Udt IL 0
L L
0
1V 1Vs
1H 1 s
H - henr
1A
1A
1s
Energia pola magnetycznego
Prąd przepływający przez cewkę
nie może zmieniać się skokowo.
Energia magnetyczna nagromadzona
w cewce z prÄ…dem:
2
1
2
Em LI
2 2L
Amperomierz i woltomierz
PrÄ…d okresowy
Wielkości charakteryzujące
prÄ…d sinusoidalny
Współczynnik amplitudy
i współczynnik kształtu
Rodzaje przyrządów półprzewodnikowych
diody półprzewodnikowe, tranzystory
bipolarne, tyrystory konwencjonalne,
tyrystory wyłączalne, tranzystory
polowe mocy, tranzystory IGBT,
ulepszone przyrzÄ…dy mocy sterowane
napięciowo, układy scalone
analogowe i cyfrowe.
Polaryzacja w kierunku przewodzenia i
zaporowym oraz prądy w złączu
Charakterystyka prądowo-napięciowa diody
I
UF
U
Katoda
I
IF
Anoda
U
IR
UR
Zakres
Zakres przewodzenia
zaporowy
Typowe parametry diod małej mocy
Typowe dane dla diody germanowej i krzemowej wynoszÄ…:
- dioda krzemowa IS=10 pA, mUT=30 mV, IF(AV)=100 mA,
- dioda germanowa IS=100 nA, mUT=30 mV, IF(AV)=100 mA,
- URM=30 V  50 V.
Z charakterystyki można odczytać wartości napięcia
przewodzenia UF dla prÄ…du przewodzenia IF=0,1·IFmax. Dla
diody germanowej napięcie przewodzenia jest równe
0,35V, a dla diody krzemowej 0,62V.
Koniec W4
Symbole graficzne
Charakterystyka prądowo-napięciowa diody
Zenera
I
UF
IF
IR
U
UR
1
Charakterystyki diod Zenera
Wartości katalogowe
UZ - napięcie Zenera
rz - rezystancja różniczkowa (Zenera)
Izmax - prÄ…d maksymalny
Pzmax  maksymalna moc rozproszenia
Pzmax = Izmax Uz
Złącze metal-półprzewodnik
Tranzystor
Schottky ego
Prostowniki sieciowe
" prostowniki przekształcają napięcie przemienne na
napięcie stałe,
" wartość stałego napięcia wyjściowego jest regulowana
przez ustalenie odpowiedniego wejściowego napięcia
przemiennego,
" dzielone są na układy jednopołówkowe
(jednopulsowe) i dwupołówkowe (dwupulsowe),
" najczęstsze zastosowania to zasilacze sieciowe
i urządzenia do ładowania akumulatorów.
Prostowniki sieciowe - symbole
Prostownik jednopołówkowy obciążenie R
" podczas dodatniej półfali
dioda przewodzi,
" podczas ujemnej półfali
dioda jest blokowana,
" kształt prądu diody powtarza
kształt napięcia na obciążeniu.
Prostownik jednopołówkowy RC
Q = I0 T
Q = C "U
C "U = I0 T
C = I0 / f "U T=1/f
Prostownik dwupołówkowy z wyprowadzonym
punktem środkowym transformatora
" układ wymaga transformatora z wyprowadzonym punktem środkowym
" prostowana jest zarówno dodatnia i ujemna fala napięcia zasilającego
" gabaryty transformatora są dwa razy mniejsze w porównaniu z
prostownikiem jednofazowym dla takich samych I0 i pulsacji
u0
Prostownik mostkowy pełnookresowy (dwupulsowy)
us
" może być użyty bez transformatora
" diody przewodzÄ… podczas dodatnich i
ujemnych półfal napięcia zasilającego,
" pojemność kondensatora filtrującego
dwa razy mniejsza niż w 1f, dla tych
samych Io i "U (dlaczego?)
Prostownik napięć symetrycznych
+
_
+
_
Tranzystor
Trójkońcówkowy półprzewodnikowy
element elektroniczny, posiadajÄ…cy
zdolność wzmacniania sygnału
elektrycznego. Nazwa tranzystor
pochodzi z angielskiego zwrotu
"transfer resistor", który oznacza
element transformujÄ…cy rezystancjÄ™.
Tranzystory
(ang. TRANSISTOR = TRANSfer resISTORs)
Podział
Tranzystory bipolarne i unipolarne
BIPOLARNE (BJT  Bipolar Junction Transistor)
STEROWANE PR
DOWO, czyli aby IC `" 0 musi IB `" 0
UNIPOLARNE (FET  Field Effect Transistor)
STEROWANE POLEM ELEKTRYCZNYM
występującym pomiędzy bramką i z
ródłem, czyli napięciem UGS
wytwarzajÄ…cym to pole, ale IG H" 0
Symbol graficzny tranzystora bipolarnego npn
Zastosowania tranzystorów
Tranzystor bipolarny (BJT) npn  układy połączeń
Polaryzacja normalna tranzystora iC=²iB
IC Nie mylić prądu
kolektora IC z
prÄ…dem diody
UCB
baza-kolektor.
UCE
IB
UBE
Tranzystor pracuje jako wzmacniacz prÄ…dowy.
zatkane
przewodzi
Charakterystyki U-I tranzystora npn w konfiguracji OE
UCE
rCE
sat
w
IC zakresie
nasycenia
UCEsat - parametr katalogowy,
podawany przy określonej wartości
IC oraz IB.
UCEsat = 0,2 ÷2V
Tranzystory
Tranzystory
mocy
małej
mocy
Parametry graniczne tranzystora
przekroczenie grozi uszkodzeniem
UCE0max - maksymalne dopuszczalne
napięcie kolektor-emiter
UEB0max - dopuszczalne napięcie
wsteczne baza-emiter
UCB0max - dopuszczalne napięcie
wsteczne kolektor-baza
ICmax - maksymalny prÄ…d kolektora
IBmax - maksymalny prÄ…d bazy
Pstrmax - maksymalna dopuszczalna
moc strat
Układy polaryzacji tranzystorów
O takich układach mówi się również: układy
zasilania tranzystorów czy też układy ustalania
punktów pracy. Układy te mają za zadanie nie
tylko zasilać tranzystor ale również ustalać jego
stałoprądowy punkt pracy (spoczynkowy punkt
pracy) czyli stałe napięcie kolektor-emiter UCE i
stały prąd kolektora IC.
Punkt pracy musi być dobrany w sposób
optymalny do funkcji jaką spełnia układ, w
którym pracuje tranzystor.
Stałoprądowy inaczej spoczynkowy punkt
pracy tranzystora
+
+
-
-
UCC IBRB UBE UCC ICRC UCE
Prosta obciążenia
UCC IC RC UCE
UCC
1
IC UCE
RC RC
y mx b
IC 0 UCE UCC
UCC
UCE 0 IC
RC
Tranzystor bipolarny w konfiguracji OE  obszary pracy
Stany pracy tranzystora - aktywny
IC IB
UCE UCC ICRC
UCE UBE UCB
2V 0,7V 1,3V
złącze E-B przewodzi
2V UCE UCC
złącze C-B zatkane
Stany pracy tranzystora - nasycenie
UCE UBE UCB
UCE sat 0,2V
UBE 0,7V
UCB 0,2 0,7 0,5V
UCC ICRC UCE sat
UCC UCE sat
złącze E-B przewodzi UCC
ICgr
złącze C-B przewodzi
RC RC
UCC UCE sat
UCE(sat)=0 UCC
IBS
RC RC
UCE(sat)=0,1V-2V
Stany pracy tranzystora - zatkania
UBB=0 IB=0 IC=0 UEB=0
złącze E-B zatkane
UCE=UCC
złącze C-B zatkane
Tranzystory polowe - unipolarne
(tranzystory wykorzystujÄ…ce efekt polowy)
" złączowe (JFET y (PN-lub MS-FET y))
 ang. Junction Field-Effect Transistors
" z izolowanÄ… bramkÄ… (MOSFET y)
 ang. Metal-Oxide-Semiconductor
Field-Effect Transistors
JFET MOSFET
Drain=dren
Source=z
ródło
Bulk
=podłoże
Gate=bramka
Zasada działania tranzystora złączowego
z kanałem typu n
Charakterystyki tranzystora złączowego
Punkt pracy tranzystora złączowego
Punkt pracy tranzystora złączowego. Prosta
obciążenia
UDD IDRD UDS IDRS
UDS ID RD RS
ID 0 UDS U
DD
U
DD
U 0 ID
DS
RD RS
Punkt pracy tranzystora złączowego
Tranzystory polowe - unipolarne
Charakterystyka przejściowa i wyjściowa
UT threshold voltage  napięcie progowe, tworzenia
Symbole graficzne MOSFET z kanałem
indukowanym (normalnie zamkniętym)
kanał typu n kanał typu p
Light Emitting Diode
Diody elektrolumiscencyjne
b)
a)
Light Emitting Diode
intensywność świecenia LED
Light Emitting Diode
Charakterystyki I(U) diod elektroluminiscencyjnych
UF=1,3-3V
F
I =10-100mA
Light Emitting Diode
Podsumowanie
Zalety diod LED to:
" niewielkie rozmiary,
" niskie zużycie energii elektrycznej,
" niewielka emisja ciepła,
" duża trwałość,
" duża wytrzymałość na uszkodzenia,
" możliwość uzyskania różnych barw światła,
" brak promieniowania UV.
Fotorezystory
Fotorezystory
Fotorezystory wykorzystuje siÄ™ do:
" pomiarów małych natężeń oświetlenia,
" bezpośredniego sterowania przekaz
ników
(automatyczne włączanie lamp w nocy),
" pomiarów temperatury i ostrzegania w systemach
przeciwpożarowych,
" wykrywania zanieczyszczeń rzek i zbiorników
wodnych,
" detekcji strat ciepła przez izolację termiczną
budynków,
" badania zasobów ziemi z samolotów i satelitów.
Fotorezystory-
wyłącznik zmierzchowy
Fotodioda
Fotodioda jest zbudowana podobnie jak zwykła dioda
krzemowa. Różnica jest w obudowie, gdyż znajduje się
tam soczewka płaska lub wypukła, umożliwiająca
oświetlenie jednego z obszarów złącza. Fotodiody
wykonuje się z krzemu lub arsenku galu. Fotodiodę można
traktować jako z
ródło prądu o wydajności zależnej od
natężenia oświetlenia.
Fotodiodę polaryzuje się zaporowo zewnętrznym
z
ródłem napięcia. Pod wpływem oświetlenia przez
fotodiodę płynie prąd wsteczny, który zwiększa się ze
wzrostem oświetlenia. Przy braku oświetlenia przez
fotodiodę płynie niewielki ciemny prąd wsteczny wywołany
generacją termiczną nośników. Prąd ten narasta liniowo
wraz ze wzrostem wartości napięcia wstecznego.
Fotodioda-zasada działania
Fotoogniwo
UD
h 0 ID IS eVT 1
UD
h 0 ID IS eVT 1 I
f
Fotoogniwo, bateria sÅ‚oneczna, 1m2 ~ 300W, ·=20%
I
f
ID 0 UD U 0 U VT ln 1
f f
IS
Fotodioda jako fotodetektor
Zastosowanie fotodiody
w urzÄ…dzeniach komutacji optycznej,
w układach zdalnego sterowania,
w szybkich przetwornikach analogowo 
cyfrowych,
w układach pomiarowych wielkości
elektrycznych i nieelektrycznych np. do
pomiaru wymiarów, odległości, stężeń i
zanieczyszczeń roztworów, częstotliwości
i amplitudy drgań, naprężeń itp.
Fototranzystory
Fototranzystorem nazywamy element półprzewodnikowy
z dwoma złączami p-n. Działa tak samo jak tranzystor
z tą różnicą, że prąd kolektora nie zależy od prądu
bazy, lecz od natężenia promieniowania oświetlającego
obszar bazy. Oświetlenie wpływa na rezystancję
obszaru emiter-baza. Wykorzystuje siÄ™ tu zjawisko
fotoelektryczne wewnętrzne, tj. zjawisko
fotoprzewodnictwa.
Fotoprzewodnictwo polega na zwiększaniu
przewodnictwa elektrycznego pod wpływem energii
promienistej powodującej jonizacje atomów w ciele
stałym, wskutek czego zwiększa się liczba swobodnych
elektronów powstających w półprzewodniku.
Fototranzystory  zasada działania
Fototranzystory  zasada działania
PrÄ…d jasny kolektor-emiter fototranzystora w OE
IC I ICE0
f
W fototranzystorach końcówka może być wyprowadzona na zewnątrz
obudowy lub nie, dlatego też fototranzystor może pracować jako:
" fotoogniwo, wykorzystuje się złącze kolektor-baza,
" fotodioda, wykorzystane jest złącze kolektor-baza przy
polaryzacji zaporowej,
" fototranzystor bez wyprowadzonej końcówki bazy w tym przypadku
pracuje jako normalny fototranzystor,
" fototranzystor z wyprowadzoną końcówką bazy  można go
niezależnie sterować optycznie i elektrycznie.
Charakterystyka prądowo-napięciowa
C
B
E
Właściwości fototranzystorów
Zalety:
" duża czułość dzięki wzmocnieniu prądu
fotoelekrycznego,
" możliwość sterowania elektrycznego i świetlnego.
Wada-niska częstotliwość graniczna około 300 kHz, w
układzie Darlingtona-około 30 kHz.
Zastosowanie: układy automatyki i zdalnego
sterowania, układy pomiarowe wielkości elektrycznych
i nieelektrycznych, przetworniki analogowo  cyfrowe,
układy łączy optoelektronicznych, czytniki taśm i kart
kodowych itp.
Proste przetworniki fotoelektryczne
Uwy UCC RI Uwy RI
f f
Transoptory
brak połączeń galwanicznych we-wy
fotoemiter-LED w zakresie podczerwieni
fotodetektor-często fotodioda, fototranzystor,
rzadziej fototyrystor, fotodarlington, fotodioda i
tranzystor, bramka logiczna, komparator,
fotorezystor
Zastosowanie transoptorów
Transoptory stosuje siÄ™:
" do galwanicznego rozdzielania obwodów, - np. w TWN,
" w technice pomiarowej i automatyce,
" w sprzęcie komputerowym,
" w sprzęcie telekomunikacyjnym.
Spełniają one również rolę potencjometrów bezstykowych oraz
przekaz
ników optoelektronicznych, wykorzystywanych do budowy
klawiatury kalkulatorów i komputerów.
W układach sygnalizacyjnych i zabezpieczających są używane jako:
wyłączniki krańcowe, czujniki otworów, czujniki położenia, wskaz
niki
poziomu cieczy.
Właściwości idealnego
wzmacniacza operacyjnego
+UCC
i1= 0
u1
i2= 0
uwy
u2
-UCC
Masa
Podstawowe parametry wzmacniacza
operacyjnego (idealnego)
" nieskończona wartość impedancji wejściowej Rwe =
" nieskończona wartość wzmocnienia różnicowego Ar =
" zerowa wartość impedancji wyjściowej Rwy = 0
" nieskończone pasmo przenoszonych częstotliwości
" brak zjawisk niepożądanych (niestabilność,
niezależność od zmian napięcia zasilania, itp.)
Wzmacniacz odwracajÄ…cy
( 0)
uWY K0uid
IRF
RF
IR IFR
IR
u1 uWY
IR , IFR
R RF
uid
R
K0
u1 uWY uWY RF
, KU
u1
R RF u1 R
uwy
RWE R
R1=R||RF
Wzmacniacz odwracajÄ…cy, sumujÄ…cy
I1 I2 IF
R1 RF
( 0)
uwy
u1 u2
u1
R2
R1 R2 RF
u2
uwy
u1 u2
uwy RF
R1 R2
RF
uwy u1 u2
R1 R2 R
R
Wzmacniacz nieodwracajÄ…cy
( 0)
uWY R
u u1
R RF
uid
K
uWY RF
KU 1
u1
u1 R
RF uwy
RWE M
R
Wtórnik napięciowy
( 0)
RF 0, R
uid
K
uWY RF
KU 1
u1 R
u1
uwy
KU 1
RWE G
Wzmacniacz różnicowy
( 0)
u1 U U uWY
R RF
u2 U U
RF
R
R RF
U_
u1RF uWYR
U
U+
R RF
uwy
R
u2
u2RF
U
RF
R RF
RF
uWY u2 u1
R
Wzmacniacz całkujący
u1 duWY
C
C
R dt
R
duWY 1
u1
uid
dt RC
u1
uwy
t
1
uWY u1dt uC 0
RC
0
Wzmacniacz różniczkujący
du1
R
IC C
dt
C
uid
uWY
u1
IR
uwy
R
duWY
uWY RC
dt
Konwerter I/U
R
uWY iR
i
uwy
Konwerter I/U - zastosowanie
U
i
R
uWY iR
uwy
Elektrokardiografia  system pomiarowy
Komparatory napięcia
Komparatory służą do porównywania
dwóch sygnałów analogowych (stałych
lub zmiennych) doprowadzonych do ich
wejść oraz do zaznaczenia poprzez
zmianę napięcia wyjściowego chwili
zrównania sygnałów wejściowych.
Często chcemy wiedzieć, które z dwóch napięć
ma większą wartość lub wykryć chwilę, w której
napięcie danego sygnału przekracza pewną
ustaloną wcześniej wartość.
Zasada działania
+UCC
komparatora
uwe
nieregeneracyjnego
uwy
UREF
-UCC
GND
uwe
UREF
0 t
uwy
UHO
0 t
ULO
Komparator regeneracyjny odwracajÄ…cy
uwe
uwy
RF
R
UREF
Zadaniem rezystora RF jest spowodowanie powstania
dwóch poziomów napięcia progowego, którego wartości
będą zależały od stanu wyjścia komparatora.
uwe
UREF
Uhis
t
uwy komparatora nieregeneracyjnego
UHO
ULO
t
uwy komparatora regeneracyjnego
UHO
ULO
t
Komparator z otwartym kolektorem
Przykłady
np.+5V
komparatorów:
LM 311-szybki
LM 339, CP 401-OC
R 0,5-5k©
TLC 393-CMOS
NE 529-dwie bramki,
wy OC
światłowodowe
przekazywanie danych,
przetwornik A/C
MAX 921-wewnętrzne
napięcie odniesienia,
programowalna
histereza, wyjście
czas odpowiedzi: ns, źs
TTL/CMOS
zasilanie: symetryczne, asymetryczne
OC-open collector
Wyłącznik zmierzchowy
Detektory przejścia przez zero
Detektor przejścia przez zero wytwarza sygnał
wyjściowy zmieniający stan za każdym razem,
gdy wartość analogowego sygnału wejściowego
przekracza poziom zerowy. Układ taki jest
szczególnie przydatny przy analizie widma
częstotliwościowego sygnału, gdyż przetwarza
sygnał analogowy w ciąg impulsów prostokątnych
o szerokościach zależnych od częstotliwości. W
ten sposób następuje redukcja szumów i
zniekształceń sygnału badanego, a dalszą
analizę można łatwo przeprowadzić metodami
cyfrowymi.
Przerzutnik astabilny
Mogą być użyte wzmacniacze operacyjne lub komparatory:
przerzutnik astabilny, generator relaksacyjny, muliwibrator.
C
R
uC
wy
uwy
UCC
uwy
t
R1 R2
"t1 "t2
-UCC
uC
i
R1
UCC
R1 R
2
t
R1
UCC
R1 R
2
Podstawowe rodzaje generatorów
Rodzaje generatorów
Generatory:
" generatory częstotliwości 
wzorcowy zegar, np. narzucajÄ…cy rytm
pracy komputera lub długość fali
nadajnika radiowego,
" generatory mocy  dostarczajÄ… do
obciążenia odpowiednio dużą moc przy
określonej częstotliwości, np. w kuchence
mikrofalowej.
Generacja sygnału sinusoidalnego
du u 1
C udt I
dt R L
u(t)
R L C
1
2
i(t)=I.1(t)
0
LC
Q=ÉL/R  dobroć obwodu rezonansowego
Q>0 drgania tłumione
" rezystancja ujemna skompensuje straty
" układy tranzystorowe z dodatnim sprzężeniem zwrotnym
t
0 t
0
t
t
2Q Q T0
2Q
2RC
u t 2E e sin t U t sin t
U t 2Ee 2Ee 2Ee
0 0
Warunki generacji wzmacniacza ze
sprzężeniem zwrotnym dodatnim
Wzmocnienie układu
Uwy
k
u
k
ze sprzężeniem
uf
Uwe 1 k
u
dodatnim
f
Przykłady generatorów sygnału sinusoidalnego
Generator kwarcowy Meachama
s
Wy
RF
R
Generatory funkcyjne
Na integrator podawane jest napięcie stałe dodatnie lub ujemne.
Jeśli Uwy integratora osiągnie poziom włączenia lub wyłączenia przerzutnika Schmitta,
zostaje odwrócony znak napięcia na wej integratora.
Na wyjściu układu powstaje napięcie trójkątne, zmieniające się między poziomami
wyzwalania przerzutnika Schmitta.
Zasada stabilizacji napięcia i prądu
Parametry stabilizatorów napięcia i prądu
Stabilizatory trójkońcówkowe 78XX
o stałym napięciu wyjściowym
Stabilizatory trójkońcówkowe 79XX
o stałym napięciu wyjściowym
Podstawowe parametry serii 78XX
Stabilizatory nastawne napięcia dodatniego LM317
PODSTAWY ELEKTRONIKI  Jakub Dawidziuk czwartek, 6 czerwca 2013
Stabilizatory nastawne napięcia ujemnego LM337
PODSTAWY ELEKTRONIKI  Jakub Dawidziuk czwartek, 6 czerwca 2013
Stabilizatory LDO (Low Drop Out)
Stabilizatory dwunapięciowe
Start 1.06.2009
Stabilizator ciągły=liniowy i impulsowy
Wartość średnia przebiegu impulsowego
Sprawność stabilizatora szeregowego
Pwy UwyIwy Uwy
Sprawność
Pwe UweIwe Uwe
maleje wraz
ze wzrostem
np. 7805 Ur 2V Uwe 7V
Uwe.
5V
0,71
7V
5V
0,41
12V
Pwe 1
Pdiss Pwe Pwy Pwy 1 Pwy 1
Pwy
1
Pdiss Pwy 1 Pwy
0,5
Sprawność stabilizatora impulsowego
Pwy U UCEsat Iwy
U UCEsat
we
we
Pwe U Iwy U
we we
UCEsat
1V
1 1 0,9
U 10V
we
Sprawność wzrasta
wraz ze wzrostem Uwe.
Rodzaje stabilizatorów
Podsumowanie
Układy przekształtnikowe - energoelektroniczne
przekazujÄ… energiÄ™ elektrycznÄ…
między dwoma obwodami różniącymi się
częstotliwością oraz wartościami napięć i prądów
Współczesne ppm
Główne typy ppm
 Prostownik sterowany jednofazowy
Zasada pracy przekształtników
DC/DC
Falownik półmostkowy
Kształtowanie napęcia
wyjściowego
Falownik mostkowy
Falownik trójfazowy
Rozwój stopnia scalania ppm
Zastosowania ppm
Przyszłość układów napędowych
UKA
AD PRZESYA
OWY PR
DU STAA
EGO HVDC
Elektryczne akcesoria w samochodzie
NOWA GENERACJA MASZYN LATAJ
CYCH
scalenie w sprzęcie latającym tradycyjnych mechanicznych,
hydraulicznych i pneumatycznych urządzeń z inteligentnymi
urzÄ…dzeniami energoelektronicznymi