Rezystor

najprostszy element rezystancyjny, obwodu elektrycznego. Jest elementem

liniowym: spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do prądu płynącego przez

opornik. Przy przepływie prądu zamienia energię elektryczną w ciepło. Występuje na

nim spadek napięcia. W obwodzie służy do ograniczenia prądu płynącego w obwodzie.

Jednostką rezystancji jest Ohm.

Podział rezystorów

a) drutowe (konstantan, manganian, nikielina)

b) warstwowe (grubowarstwowe, cienkowarstwowe)

c) objętościowe (prąd płynie całą objętością)

a) drutowe

     -zwykłe

     -cementowane

     -emaliowane

b) warstwowe

     -węglowe

c) objętościowe

 

Kolor

Cyfra

Mnożnik

Tolerancja

TWR

brak

 

 

20%

 

srebrny

 

10

-2

10%

 

złoty

 

10

-1

5%

 

czarny

0

1

 

250 ppm

brązowy

1

10

1%

100 ppm

czerwony

2

10

2

2%

50 ppm

pomarańczowy

3

10

3

 

15 ppm

żółty

4

10

4

 

25 ppm

zielony

5

10

5

0,5%

20 ppm

niebieski

6

10

6

0,25%

10 ppm

fioletowy

7

10

7

0,1%

5 ppm

szary

8

10

8

0,05%

1 ppm

biały

9

10

9

 

 

• rezystancja nominalna

- rezystancja podawana przez

producenta na obudowie opornika; rezystancja rzeczywista

różni się od rezystancji nominalnej, jednak zawsze mieści się

w podanej klasie tolerancji.

• tolerancja

- inaczej klasa dokładności; podawana w

procentach możliwa odchyłka rzeczywistej wartości opornika

od jego wartości nominalnej

• moc znamionowa

- moc jaką opornik może przez dłuższy

czas wydzielać w postaci ciepła bez wpływu na jego

parametry; przekroczenie tej wartości może prowadzić do

zmian innych parametrów rezystora lub jego uszkodzenia,

• napięcie graniczne

- maksymalne napięcie jakie można

przyłożyć do opornika bez obawy o jego zniszczenie,

• temperaturowy współczynnik rezystancji

- współczynnik

określający zmiany rezystancji pod wpływem zmian

temperatury opornika.

Rezystancja przewodnika zależy od jego konstrukcji:

a) długości przewodnika - długość rośnie - rezystancja rośnie

b) pola przekroju poprzecznego S -pole przekroju rośnie - rezystancja maleje

c) rodzaju przewodnika -konduktywność rośnie - rezystancja maleje

Zależność rezystancji od czynników zewnętrznych

Ze wszystkich czynników zewnętrznych największy wpływ na

rezystancję ma temperatura. Wzrost temperatury powoduje:

a) wzrost rezystancji metali i ich stopów.

b) spadek rezystancji elektrolitów i półprzewodników.

W przedziale temperatur -30°C do 150°C zależność rezystancji od

temperatury jest liniowa i opisywana wzorem:

Rk = Rp [ 1 + at (Tk - Tp) ]

gdzie:

Rk - rezystancja końcowa w temperaturze końcowej Tk

Rp - rezystancja początkowa w temperaturze [początkowej Tp

at - temperaturowy współczynnik rezystancji

• Kondensatorem nazywamy układ dwóch lub więcej przewodników

(okładzin) odizolowanych od siebie dielektrykiem. Zadaniem
kondensatora jest gromadzenie ładunków elektrycznych.

Mikowe

Ceramiczne

Papierowe

Polistyrenowe

Poliestrowe

Poliwęglanowe

Elektrolityczne

Cienkowarstwowe

(napylane)

Monolityczne

(półprzewodnikowe)

Aluminiowe

Tantalowe

• pojemność znamionowa

- CN wyrażona w faradach, określa

zdolność kondensatora do gromadzenia ładunków

elektrycznych, podawana na obudowie kondensatora;

• napięcie znamionowe

– UN, jest największym napięciem,

które może być przyłożone trwale do kondensatora. Napięcie

to jest na ogół sumą napięcia stałego i wartości szczytowej

napięcia zmiennego;

• tangens kąta stratności

– tg γ, stosunek mocy czynnej

wydzielającej się w kondensatorze przy napięciu sinusoidalnie

zmiennym o określonej częstotliwości;

• prąd upływowy

– IU, prąd płynący przez kondensator, przy

doprowadzonym stałym napięciu;

• temperaturowy współczynnik pojemności

– αC, określa

względną zmianę pojemności, zależną od zmian temperatury.

•Kondensatory o zmiennej pojemności to kondensatory z dielektrykiem

powietrznym lub kondensatory ceramiczne dostrojcze zwane trymerami
•Kondensator powietrzny zbudowany jest z dwóch zespołów równoległych płytek

(rotor i stator), które zmieniając swe położenie powodują zmianę wartości

pojemności kondensatora







0

0

0

Charakterystyki kondensatorów zmiennych, a) o prostoliniowej zmianie

pojemności; b) o prostoliniowej zmianie

długości fali w

obwodzie rezonansowym c) o prostoliniowej zmianie częstotliwości w

obwodzie rezonansowym.

• Cewka jest elementem wnoszącym do obwodu określoną

indukcyjność. Cewka składa się z uzwojenia, korpusu wykonanego z
izolatora oraz z rdzenia. Jednostką indukcyjności jest Henr

PODZIAŁ CEWEK

- ze względu na kształt cewki

     CYLINDRYCZNE

     SPIRALNE

     TOROIDALNE (PIERŚCIENIOWE)

- ze względu na sposób nawinięcia

     JEDNOWARSTWOWE
     WIELOWARSTWOWE

-ze względu na rdzeń

     POWIETRZNE

     RDZENIOWE (metalowy, ferrytowy)

- ze względu na zmianę

     STAŁE (jedno obrotowe, wieloobrotowe)

     ZMIENNE (wariometr zmiana poprzez położenie cewek, zmiana położenia rdzenia)

• Podstawowym parametrem elektrycznym opisującym

cewkę jest indukcyjność. Jednostką indukcyjności jest 1

henr [H]. Prąd płynący w obwodzie wytwarza skojarzony z

nim strumień magnetyczny. Indukcyjność definiujemy jako

stosunek tego strumienia i prądu który go wytworzył:

L=Ψ/I

•

Reaktancja cewki:

–

XL = jωL

• Impedancja idealnej cewki jest równa jej reaktancji

–

ZL = XL

•

Dobroć cewki:

Q=Xl/Rs

• Termistor jest elementem

półprzewodnikowym

którego rezystancja zależy

od temperatury

Podział termistorów

- o ujemnym współczynniku

temperaturowym

rezystancji (NTC),

- o dodatnim

współczynniku

temperaturowym

rezystancji (PTC),

- o skokowej zmianie

rezystancji (CTR).

Zastosowanie termistorów

  -

zabezpieczanie układów przed wzrostem temperatury

  - regulacja , stabilizacja temperatury
  - kompensacja wpływu temperatury

WARYSTORY

• to element półprzewodnikowy

nieliniowy, którego

rezystancja zależy od

napięcia. Warystory mają

nieliniową charakterystykę

prądowo napięciową i jest ona

symetryczna względem

początku układu

współrzędnych

-

napięcie charakterystyczne (Uch)

jest to spadek napięcia na warystorze

określany dla stałej wartości prądu

(1mA , 10mA , 100mA) i

maksymalnej mocy jaka może się w

nim wydzielić.

- współczynnik nieliniowości (ß)

zależny od materiału i technologii

wykonania, mieści się w przedziale

od 0,12-1.

- moc znamionowa.

• -

zabezpieczenie obwodów elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami.

-jako element stabilizujący napięcie.

• III.1.Diody

•

Diodą półprzewodnikową nazywamy

element wykonany z półprzewodnika i

zawiera jedno złącze p-n oraz dwa

wyprowadzenia.

Charakterystyka diody zgodnie

zezjawiskami

występującymi w złączy PN kształtuje się

następująco.

•

W kierunku przewodzenia diodę można

traktować jako źródło napięciowe (spadek

napięcia na diodzie nie zależy od prądu

płynącego przez diodę). W kierunku

zaporowym diodę można traktować jako

źródło prądowe o bardzo małej wartości

prądu. Diodę można traktować jako element

nieliniowy dla całej charakterystyki lub

liniowy dla pewnej części charakterystyki

prądowo napięciowej. Wartość napięcia UF

= 0,7V wynika z konieczności pokonania

bariery potencjału istniejącej na złączu p-n.

• Diody pojemnościowe to diody

półprzewodnikowe w których

wykorzystuje się zjawisko

zmian pojemności warstwy

zaporowej złącza p-n pod

wpływem doprowadzonego z

zewnątrz napięcia. Diodę

polaryzuje się w kierunku

wstecznym. Pojemność diody

zależy od grubości warstwy

zaporowej. Gdy wartość

napięcia polaryzującego diodę

w kierunku wstecznym

wzrasta wówczas pojemność

diody maleje.

Zakres zmian pojemności

diody określa się z jednej

strony jako pojemność

minimalną wyznaczoną przy

napięciu bliskim napięciu

przebicia, z drugiej strony

pojemność maksymalną

wyznaczoną przy napięciu

bliskim zero. Dla typowych

diod pojemność zmienia się od

kilkunastu do ponad stu pF.

DIODY POJEMNOŚCIOWE DZIELIMY NA:

• Warikapy

są to

elementy o

zmiennej

pojemności

stosowane głównie

w układach

automatycznego

przestrajania

obwodów

rezonansowych.

Przestrajanie

odbywa się przez

zmianę wartości

napięcia

polaryzującego.

Zastosowanie w

odbiornikach

radiowych.

•

Waraktory

są to diody o zmiennej reaktancji

spełniające funkcje elementów czynnych.

•

Parametry

UR max - dopuszczalne napięcie

wsteczne

URM max - dopuszczalne szczytowe

napięcie wsteczne

IF max - dopuszczalny prąd

przewodzenia

tj max - temperatura złącza

Prostownicza

dioda

• Diody prostownicze w

technice stosowane są w

układach zasilających do

prostowania napięć

przemiennych o małej

częstotliwości.

Do celów prostowniczych

stosuje się diody dla bardzo

różnych prądów

przewodzących. Ze względu,

że diody prostownicze stosuje

się bardzo często zostały

wprowadzone gotowe mostki

prostownicze, zawierające

odpowiednie połączenie diod

prostowniczych:

• są diody

półprzewodnikowe, w

których dzięki

zastosowaniu bardzo

dużej koncentracji

domieszek powstaje

bardzo wąska bariera

pozwalająca na

wstąpienie tzw. przejścia

tunelowego; diody

tunelowe są stosowane

w

• Symbol graficzny diody

tunelowej i jej

charakterystyka

DiodY tunelowe

DiodY tunelowe

• Tranzystor

bipolarny

posiada dwa

złącza p-n

wytworzone w

jednej płytce

półprzewodniko

wej. Ze względu

na kolejność

ułożenia warstw

półprzewodnika

rozróżniamy

dwa typy tego

tranzystora.

Tranzystory

Tranzystory

p

n

p

E

B

C

E

C

B

n

p

n

E

B

C

E

C

B

B

E

C

E

C

B

Nośnikami ładunku elektrycznego są elektrony i dziury.
Zasada działania, tranzystora jako wzmacniacz. Aby
tranzystor wzmacniał należy go odpowiednio spolaryzować
tzn. w taki sposób, aby złącze emiterowe było spolaryzowane
w kierunku przewodzenia, a złącze kolektorowe w kierunku
wstecznym.

Układy pracy

Układy pracy

tranzystorów

tranzystorów

Układy pracy cd.

• Tranzystor pracujący w układzie OE charakteryzuje się

:

•

dużym wzmocnieniem prądowym ( ),

•

dużym wzmocnieniem napięciowym,

•

dużym wzmocnieniem mocy.

•

Napięcie wyjściowe w układzie OE jest odwrócone w fazie o 180 w stosunku do

napięcia wejściowego. Rezystancja wejściowa jest rzędu kilkuset  a wyjściowa

wynosi kilkadziesiąt k.

• Tranzystor pracujący w układzie OB charakteryzuje się:

•

małą rezystancją wejściową,

•

bardzo dużą rezystancją wyjściową,

•

wzmocnienie prądowe blisko jedności ( ).

•

Tranzystor w tym układzie pracuje przy bardzo dużych częstotliwościach

granicznych.

• Tranzystor pracujący w układzie OC charakteryzuje się

:

•

dużą rezystancją wejściową – co ma istotne znaczenie we wzmacniaczach małej

częstotliwości,

•

wzmocnieniem napięciowym równym jedności,

•

dużym wzmocnieniem prądowym ().

Charakterystyki

statyczne

Stany pracy

PARAMETRY

Parametry tranzystorów bipolarnych:

• Wzmocnienie prądowe. W układzie OE przy określonym prądzie

kolektora i napięciu kolektor-emiter;

• Napięcie nasycenia. Przy określonym prądzie bazy i kolektora;

• Prąd zerowy. Przy określonym napięciu kolektor-baza lub

• kolektor-emiter;

• Częstotliwość graniczna;

• Pojemność złącza kolektorowego;

• Czas wyłączenia;

• Stała czasowa związana z rezystancją rozproszoną bazy;

• Maksymalna moc wydzielana.

Tranzystory

unipolarne

• W tranzystorze unipolarnym, zw. też polowym

, obszary stanowiące

elektrody noszą nazwy: źródło S ,bramka G ,dren D ,Istota działania
tranzystora unipolarnego polega na sterowaniu prądem płynącym między
dwiema elektrodami: źródłem i drenem, w obszarze zw. kanałem, za pomocą
zmian potencjału przyłożonego do trzeciej elektrody — bramki

Tranzystory

unipolarne można
podzielić na
złączowe JFET
wytwarzane
z półprzewodników
monokrystalicznych
i z izolowaną bramką
IGFET wytwarzane
zarówno
z półprzewodników
monokrystalicznych
jak
i polikrystalicznych

Wyróżniającą cechą
tranzystorów

unipolarnych jest

b. wielka rezystancja
wejściowa, określona
rezystancją warstwy izolatora
w tranzystorach z izolowaną
bramką lub rezystancją
zaporowo polaryzowanego
złącza p–n

Tranzystory MISFET

Tranzystory MISFET

•

tranzystor
jednozłączowy

(dioda

dwubazowa,),
przyrząd
półprzewodnikowy o
jednym złączu p–n i 3
elektrodach (emiter,
baza 1, baza 2); działa
na zasadzie modulacji
konduktywności
obszaru
półprzewodnika
(między elektrodami:
baza 1 i baza 2) przez
wstrzykiwanie w ten
obszar nośników
ładunku z emitera
złącza p–n.

•

Charakterystyka tranzystora dla

przebiegu idealnego

•

Parametry tranzystora

jednozłączowego:

•-wewnętrzny współczynnik

blokowania;
•-rezystancja międzybazowa (rB1 +

rB2);
•-napięcie nasycenia (napięcie

emiter-baza

pierwsza, przy maksymalnym

-----prądzie emitera);
•-prąd doliny;
•-prąd szczytu.
•Tranzystory jednozłączowe używa

się do budowy przerzutników

astabilnych, bistabilnych i

monostabilnych.

U

E

U

P

U

V

U

ES

I

V

I

P

I

E

0

E

B

2

B

1

Dia

k

• Diak

jest to dynistor

symetryczny. Zachowuje
się tak jak dioda
przełączająca, różni się
tylko tym, że napięcie po
załączeniu zmniejsza się
o stosunkowo małą
wartość, nie zbliżając się
do zera. Diaki
wykorzystuje się do
wytwarzania impulsów
załączających tyrystory, a
w układach sterujących
spełniają one funkcje
szybkich przełączników,
reagujących na wartość
chwilową napięcia.

charakterystyka prądowo – napięciowa

Dynistor

•

Ma on strukturę
czterowarstwową. Składa się on z
aż trzech
złącz p-n . Aby dynistor mógł
przewodzić potencjał na anodzie
musi być większe od potecjału
katody (mamy już spolaryzowane
dwie diody w kierunku
przewodzenia - 1 i 2 - stan
blokowania). Ale załączenie
dynistora następuje dopiero po
gwałtownym wzroście napięcia
pomiędzy anodą a katodą lub
przez przekroczenie napięcia
włączenia. Jeśli potecjały są
odwrotne tzn. katody większy od
anody to dynistor jest w stanie

zaporowym.

TRIAK

•

Triak

to tyrystor symetryczny.

Przełączenie triaka następuje pod

wpływem ujemnego prądu

bramki.

•

W triakach – tyrystorach

symetrycznych została

wyeliminowana podstawowa

wada tyrystorów, jaką jest

możliwość przewodzenia prądu

tylko w jednym kierunku. Triaki

można załączać zarówno przy

dodatnim jak i ujemnym napięciu

anoda – katoda.

•

Najczęściej wytwarza się triaki,

które są przełączone w stan

przewodzenia w jednym kierunku

prądem o polaryzacji dodatniej, a

w drugim kierunku – prądem o

polaryzacji ujemnej.

•

Triak

i zastępują tyrystory, co

umożliwia znaczne uproszczenie

układów sterujących.

Elementy i podzespoły

optoelektroniczne

• Zjawisko fotoelektryczne

wewnętrzne występuje w
półprzewodnikach i
polega na powstawaniu
dodatkowych nośników
prądu (dziur i
elektronów) pod
wpływem naświetlania.
Nośniki nie opuszczają
materiału
naświetlonego. Niektóre
materiały
półprzewodnikowe mogą
zmieniać swoją
rezystancje pod
wpływem naświetlania

Fotorezystor

stanowi warstwa

lub płytka materiału
półprzewodnikowego o dużej
czystości, która jest
umieszczona na podłożu
izolacyjnym z okienkiem
umożliwiającym naświetlanie.
Jest zamknięty w hermetycznej
obudowie.

Przy stałym natężeniu oświetlenia
ze wzrostem napięcia przełożonego
do fotorezystora prąd płynący przez
niego rośnie. Przy stałym napięciu
ze wzrostem natężenia światła prąd
rośnie, a rezystancja maleje.
Materiałami na fotorezystory są
związki ołowiu i kadmu oraz
germanu z domieszką cynku miedzi
lub złota.

• Parametry

fotorezystora

- czułość widmowa (jest to

zależność rezystancji od

natężenia oświetlenia),

- rezystancja

fotorezystora,

- rezystywność

półprzewodnika,

•

-odstęp między

elektrodami,

l szerokość elektrod,

- prąd ciemniowy,

- moc wydzielona na

fotorezystorze.

•Stanowi złącze p-n o odpowiedniej konstrukcji. Zamknięte w

hermetycznej obudowie z okienkiem umożliwiającym naświetlanie

odpowiedniego obszaru złącza. Działa przy wykorzystaniu

polaryzacji zaporowej to znaczy wykorzystywana jest zależność

prądu wstecznego od strumienia świetlnego padającego na złącze.

Przy braku naświetlania przez fotodiodę płynie prąd ciemny

wywołany generacją termiczną nośnika. Prąd wsteczny płynący

przez fotodiodę rośnie ze wzrostem oświetlenia przy stałym

napięciu i nie zależy od napięcia polaryzacji wstecznej fotodiody.

•

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 się tu
zjawisko
fotoelektryczne
wewnętrzne, tj. zjawisko
fotoprzewodnictwa.Przy
braku oświetlenia przez
fototranzystor płynie
prąd zerowy

+

-

+

-

-

+

-

+

(Baz
a)

Fototranzystor może pracować jako

: a)

fotoogniwo, b) fotodioda,

c) fototranzystor bez wyprowadzonej końcówki
bazy,

d) fototranzystor z wyprowadzoną końcówką
bazy.

Charakterystyki i zastosowanie fototranzystorów

Charakterystyki i zastosowanie fototranzystorów

•

Fototranzystor

y mają w

porównaniu z fotodiodami dwie

zalety, a mianowicie: znacznie

większą czułość dzięki

wzmocnieniu wewnętrznemu

pierwotnego prądu

fotoelektrycznego oraz

możliwość jednoczesnego

sterowania prądu kolektora za

pomocą sygnałów

elektrycznych i świetlnych.

Wadą fototranzystorów jest ich

mała prędkość działania.

Częstotliwość graniczna fT jest

rzędu kilkudziesięciu

kiloherców. Fototranzystory

znalazły duże zastosowanie.

Głównymi obszarami

zastosowania są układy

automatyki i zdalnego

sterowania, układy pomiarowe

wielkości elektrycznych i

nieelektrycznych, przetworniki

analogowo – cyfrowe, układy

łączy optoelektronicznych,

czytniki taśm i kart kodowych

itp.

Fototranzystor: a) charakterystyka
prądowo – napięciowa, b)charakterystyka
czułości widmowej

Fototyrysto

r

•

FOTOTYRYSTOR

- tyrystor, w którym

sterowanie (przełączanie w stan

przewodzenia) może być realizowane

za pomocą energii promieniowania

elektromagnetycznego wnikającego

w głąb struktury półprzewodnikowej;

przebieg procesu jest uwarunkowany

wewnętrznym zjawiskiem

fotoelektrycznym. Fototyrystor jest

gaszony identycznie jak normalny

tyrystor, np. przez przerwanie prądu

anodowego. Parametry optyczne
fototyrystora to:

przełączające

natężenie oświetlenia i optymalny

przedział długości fali promieniowania

elektromagnetycznego. Fotyrystory są

stosowane najczęściej jako elementy

odbiorcze (fotodetektory) w niektórych

rodzajach transoptorów oraz

przełączniki fotoelektr. w układach

automatyki.

Symbole graficzne fototyrystora

.

www.elektronik.friko.pl

www.tranzystor.pl

www.elektronik.friko.pl

www.wilkipedia.pl