background image
background image

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

background image

 

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

 

 

background image

• 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.

background image

 

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

background image

• 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

background image

• 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.

background image

•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.

background image

• 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)

 

background image

• 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

background image

• 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 

background image

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. 

background image

• -

zabezpieczenie obwodów elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami. 

  -jako element stabilizujący napięcie. 

background image

• 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. 

background image

• 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. 

background image

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 

background image

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:

background image

• 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

background image

• 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.

background image

Układy pracy 

Układy pracy 

tranzystorów

tranzystorów

background image

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 ().

background image

Charakterystyki 

statyczne

background image

Stany pracy

background image

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.

background image

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 pn

background image

Tranzystory MISFET

Tranzystory MISFET

background image

tranzystor 
jednozłączowy

 (dioda 

dwubazowa,), 
przyrząd 
półprzewodnikowy o 
jednym złączu pn 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 pn.

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

background image

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

background image

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.

 

background image

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.

background image

Elementy i podzespoł

optoelektroniczne

background image

• 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.

 

background image

• 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. 

background image

•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. 

background image

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.

background image

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
 

background image

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

.

background image

www.elektronik.friko.pl

www.tranzystor.pl

www.elektronik.friko.pl

www.wilkipedia.pl


Document Outline