sciaga elektronika1 DOC


  1. Porównaj właściwości półprzewodników , izolatorów i przewodników.

Rozróżniamy je ze względu na właściwości elektryczne. Przewodniki mają bardzo małą rezystywność ( ρ=10-8 do 10-7Ωm ). Podstawowe materiały zaliczane do przewod. to metale i ich stopy. Podstawowa cecha przewod. z metali czystych to wzrost rezystywności z temp. ( 4%/deg ). Wykorzystywane w elektronice itp.Izolatory z kolei bardzo dużą (108 do 1018 ). Charakt. się słabym przewod. elektr. i ulegają polaryzcji. Wszystkie właściwości izolatorów zależą od stanu skupienia, temp. , ciśnienia , zanieczyszczeń, struktury. Stosowane w budowie kondens. , obwodów druk. , przewodów i kabli elektr. Natomiast półprzewod. charakteryzują się rezystywnoscią rzędu 10-7 do 10-3. Podst. materiał półp. to krzem. Z niego wykonuje się większość tranz. i diod oraz niemal wszystkie ukł. scalone. Również bardzo dobrym półp. ale jeszcze nie tak rozpow. jest arsenek galu stosowany w elem. optoele. i mikrofal., oraz ukł scalonych ( pamięci o bardzo krótkim czasie dostępu ). Charakt. się bardzo silną zależnością właściwości od zanieczyszczeń, zakłóceń sieci kryst. oraz temp., prominiow. , silnych pól elekt. i magnet.

  1. Omów działanie złączowego tranzystora unipolarnego JFET.

Składa się zasadniczo z warstwy półprzewod.typu n (w tranz. z kanałem typu n) lub półprzewod. typu p (w tranz. z kanałem typu p). Warstwa ta tworzy kanał. W obszar kanału wdyfundowuje się domieszki dające obszar innego typu niż kanał, które w ten sposób tworzy złącze zwane bramką. Między kanałem i bramką tworzy się złącze typu p - n .Tranzystor JFET ma trzy elektrody: S (źródło) jest elektrodą, z której wypływają nośniki ładunku do kanału; D (dren) elektroda do której dochodzą nośniki ladunku; G (bramka) jest elektr. sterującą przepływem ładunków.Źródło i dren tranz. JFET są spolar. tak, aby umożliwić przepływ nośników większościowych przez kanał w kierunku od źródła do drenu (w tranz. typu p przepływają dziury, a w n elektrony). Złącze bramka - kanał dla obu tranz. powinno być spolaryz. zaporowo. Warstwa ta ma dużą rezystancję, więc powoduje zmniejszenie czynnego przekroju kanału, przez który przepływa prąd. Wraz ze wzrostem polaryzacji złącza p-n w kierunku wstecznym, rozszerza się warstwa zaporowa, czyli zwiększa się jej wnikanie w kanał. Można więc stwierdzić, że dla ustal. napięcia źródło-dren, rezystancja kanału i prąd drenu, będzie funkcją napięcia bramka-źródło

  1. Omów działanie tranzystora bipolarnego.

Tranz. ten stanowi kombinację dwóch półp. złącz p-n, wytworzonych w jednej płytce półp. Nośnikami ładunku elektr. są elektrony i dziury. Możliwe są dwa rodzaje uszeregowania obszarów p-n-p oraz n-p-n , które dają dwa przeciwstawne tranz. Zasada ich działania jest jednakowa, różnice występują tylko w polaryzacji zew. źródeł napięcia i w kierunku przypływu prądów. Jeżeli weźmiemy tranz. n-p-n to w stanie równowagi, bez polaryz. przechodzenie elektr.z emitera i kolektora do bazy tranz.oraz dziur z bazy do obu przylegających obszarów jest hamowane przez pole utworzone przy obu złączach. Przyłożenie ujemnego napięcia do emitera względem bazy ( spolaryzowanie ) powoduje obniżenie bariery emiterowej. Przez złącze emiter-baza płynie prąd dyfuzyjny, podobnie jak w diodzie, ponieważ zostaje zwiększona liczba elektronów wprowadzanych do emitera. Po drodze część tych elektronów rekombinuje z dziurami, które są nośnikami większościowymi w obszarze bazy. Nadmiarowe dziury wyprowadzane z bazy do obszaru emitera rekombinują tam z istniejącymi tam elktronami. Nie uczestniczą one w przepływie prądu kolektorowego i dla tego zmniejsz się ich liczba przez odpow . konstr. tranz. Jeżeli złącze kolektor-baza jest spolaryzowane w kierunku wstecznym, to pole elektryczne występujące w tym złączu powoduje unoszenie nośników z obszaru bazy do obszaru kolektora. Wartość prądu płynącego przez kolektor może być regulowana przez zmianę napięcia polaryzującego złącze emiter-baza.

  1. Omów działanie tyrystora i podstawowe jego zastosowania.

Zwany także sterowaną diodą krzemową składa się z czterech warstw półprzew. p-n-p-n. ZASADA DZIAŁANIA: Napięcie zew. przykładane między anodę i katodę, polaryzuje złącze emiter-baza (p1-n) i baza-kolektor (n1-p2) w przeciwnych kierunkach. Gdy anoda ma potencjał ujemny względem katody, to złącze p1-n jest spolaryzowane wstecznie, a złącze p2-n2 w kierunku przewodzenia. W kierunku wstecznym spolaryz. jest również złącze p2-n2 . W obwodzie anoda-katoda płynie niewielki prąd wsteczny. W miarę zwiększania napięcia UAK, przy pewnej jego wartości następuje przebicie złącza p1-n1, a następnie p2-n2. W tym stanie pracy tyrystor zchowuje się jak dioda spolaryzowana zporowo. Przy polaryzacji anody napięciem dodatnim względem katody są możliw dwa stany: blokowania i przewodzenia. Jeżeli napięcie UGK jest mniejsze od napięcia progowego złącza baza-emiter (p2-n2) to tyrystor jest w stanie stabilnym blokowania. Załączenie tyrystora, czyli przejście ze stanu blok. do stanu przewodzenia, jest możliwe po przekroczeniu określonej wartości prądu i napięcia anodowego.ZASTOSOWANIE: Tyrystory sosuje się najczęściej w obwodach, w których płyną duże prądy i napięcia, np. elktroenergetyce, trakcji elektrycznej, napędach elektrycznych, w układach egulacji o dużych mocach

  1. Termistor - zasada działania i zastosowania.

Termistor jest rezystorem półprzewod., charakt. się dużym współczynnikiem temperaturowym rezystancji αT. Współczynnik ten określa zmianę rezystancji termistora przy zmianie temperatury o ΔT , gdy ΔT 0. Współcz. ten określamy jako: 0x01 graphic

Termistory wykonuje się z tlenków, np. tlenku manganu, niklu, kobaltu, glinu, żelaza itd. Od rodzaju użytych tlenków i ich proporcji w mieszaninie zależą właściwości termistora.ZASTOSOWANIE: Termistory stosuje się do pomiaru temperatury, do kompensacji wpływu temp. w układach elektronicznych, do stabilizcji napięcia, amplitudy drgań, do automatycznej regulacji wzmocnienia, do ochrony elem. przed przeciążeniem, do pomiaru strumienia cieczy i gazów, do przetwarzania prądu zmiennego na stały, do generacji drgań itp.

  1. Omów ograniczenia pracy diod półprzewodnikowych

napięcie progowe ( UT0 ) poniżej którego prąd ma bardzo małą wartość ( diody germanowe 0,2 - 0,3 V ; diody krzemowe 0,6 - 0,8 V )

napięcie przebicia ( UBR ) przy którym dioda spolaryzowana zaporowo ulega przebiciu, zaczyna przewodzić ( najczęściej ulega zniszczeniu )

napięcie max. wsteczne ( URmax ) określane jako 0,8 wartości przebicia jest to dopuszczalne napięcie wsteczne dla którego dioda nie ulega przebiciu ( rzędu kilkudziesięciu V )

prąd max. przewodzenia ( Imax ) jest to max. wartość prądu , która może przepłynąć przez diodę spolaryzowaną w przewodzeniu ( 2 - 3 mA )

dopuszczaln temp. złącza ( Tjmax ) dla diod germanowych 353K, a diody krzem. 423K

  1. Podaj zastosowania tranzystora bipolarnego , omów jego działanie wzmacniające.

Tranz. bipol. jest elem. półp. czynnym , zdolnym do wzmacniania mocy sygnałów elektrycznych. Pełni podstawową rolę w elektronicznych układach analogowych i cyfrowych, jako wzmacniacz , detektor , przełącznik.

  1. Omów parametry zastępcze tranzystora macierzy [h] , omów ich sens fizyczny.

Parametry zastępcze ( różniczkowe ) tranz. są wielkościami opisującymi właściwości tranz. przy małych sygnałach prądu zmiennego.Dla sygnałów o małych amplitudach tranzystor jest czwórnikiem liniowym. Czwórnik taki opisują dwa równania, nazywane parą równań czwórnika .Njczęściej stosowanymi parametrami są parametry mieszane [ h ]. Sens fizyczny poszczególnych parametrów:

0x01 graphic
- impedancja wejściowa przy zwartym wyjściu

0x01 graphic
- współczynnik sprzężenia zwrotnego przy rozwartym wejściu

0x01 graphic
- współczynnik sprzężenia zwrotnego przy zwartym wyjściu

0x01 graphic
- admitancja wyjściowa przy rozwartym wejściu

  1. Omów zasadę pracy oświetlanego złącza p-n .

Oświetlenie złacza p-n powoduje:

-przy pracy w ukł.bez polar. zewnętrznej, powstanie siły elektromotorycznej; złącze p-n pracuje w tym wypadku jako źródło energii elektr.(fotoogniwo)

-przy ukł. z polaryz. zew. wzrost prądu, w tym zaś jako dioda (fotodioda)

Przyczyną zjawisk zachodzących w oświetl. złączu p-n jest generacja świetlna par elektr.-dziura w obszrze warstwy zaporowej. Pod wpływem pola elektr. istniejące w warstwie zap. nośniki są unoszone w dwie przeciwne strony: dziury do obszru p, elektr do n. Zmagazynowane w ten sposób nośniki w przypadku złącza rozwartego tworzą ład. nieskompensowane co wiąże się z istnieniem siły elektr. Natomiast przy zwartym złaczu p-n generow. przez światło nośniki wpływają do obwodu, zwiększając w ten sposób prąd.

  1. Narysować i omówić schemat zastępczy diody półprzewodnikowej.

W warunkach pracy statycznej dioda możemy brać pod uwagę jedynie: sterowane źródło prądowe jako prąd upływu I, rezystancję upływu Ru ( rzędu kilku megaomów ) w kierunku zaporowy oraz rezystancji szeregowej Rs (rzędu ułamka Ohma) w kieruku przewodzenia.Natomiast w warunkach pracy dynamicznej dodatkowo przy szybkich zmianch sygnału oprócz prądu przewodzenia płynie przez złącze prąd przesunięcia, związany ze zmianą ładunku magazynowanego w warstwie zaporowej i bazie złącza, więc należy uwzględnić również pojemność złączową Cj oraz pojemność dyfuzyjną Cd.

  1. Omówić ograniczenia obszaru pracy tranzystora bipolarnego.

dopuszczalne napięcie kol.-emiter UCemax - wynika ze zjawiska powielania lub przebicia lawinowego w złączu kolekt. ( od kilkunastu do ok. 2kV )

max. prąd kolektora ICmax - wynika ze zmniejszenia współcz. βo w zakr. dużych prądów i małych napięć , może być również narzucona przez przepalenie doprow. lub zniszczeń złączy ( od kilkudziesięciu mA dla tranz. małej mocy do kilkudziesięciu A dla dużej mocy )

moc maksymalna PCmax - jak może wydzielić się na tranz. w przybliżeniu równa mocy wydzielanej na złączu kolektor.. Wartość mocy wynika z dopuszczalnej temperatury złącza Tjmax , temp. otoczenia Ta i rez. cieplnej między złączem a otoczeniem Rth

0x01 graphic

napięcie progowe UT0 - poniżej którego prąd bazy jest bardzo mały ( dla tranz. krzemowych 0,5-0,8V )

  1. Omówić wpływ temperatury na przebieg charakterystyk statycznych złącza p.-n.

W zakresie przewodzenia zbliża się do osi Y , a w kierunku wstecznym obniża się w dól i zmniejsza się napięcie przebicia. i nap. wsteczne.

  1. Co to jest transoptor , jak jest zbudowany i do czego służy.

Transoptor jest to optoelektr. przyrząd półp. który stanowi elektrycznie izolowana, a optycznie sprzężona para fotoemiter-fotodetektor. Transoptor umożliwia jednokierunkowy przepływ sygnału od obw. wejśćiowego w którym znajduje się fotoemiter, do obwodu wyjściow. zawierającego fotodetektor. Fotoemiter to zwykle dioda elektroluminescencyjna emitująca promień. w dalekiej podczerw., natomiast fotodetektor to najczęściej fotodioda lub fototranzystor. Transoptor z fototyrystorem działa jak element przełączający wyłączany impulsem promieniowania diody lumines. Transoptory stosuje się w celu elektrycznego ( galwanicznego ) odizolowania układów ze sobą współpracujących przy dopuszcz. różnicy napięć między nimi nie przekraczjących napięcia przebicia transoptora (1-50kV). Może przenosić zarówno syg. cyfrowe jak i analogowe.

  1. Zdefiniować współczynniki wzmocnienia tranzystora α i β

α - współcz. wzmoc. prądowego w ukł. ze wspólną bazą OB definiowany jako ujemny stosunek prądu kolekt. Ic do prądu emitera IE ( przy pominięciu prądu zerowego ICB0 ) przy UCB = const

β - współcz. wzmoc. prądowego w ukł. ze wspólną bazą OE definiowany jako stosunek prądu kolekt. Ic do prądu emitera IB przy UCE = const

  1. Podać podstawowe parametry diody prostowniczej i jej narażenia w układach prostowników.

napięcie progowe ( UT0 ) poniżej którego prąd ma bardzo małą wartość ( diody germanowe 0,2 - 0,3 V ; diody krzemowe 0,6 - 0,8 V )

napięcie przebicia ( UBR ) przy którym dioda spolaryzowana zaporowo ulega przebiciu, zaczyna przewodzić ( najczęściej ulega zniszczeniu )

napięcie max. wsteczne ( URmax ) określane jako 0,8 wartości przebicia jest to dopuszczalne napięcie wsteczne dla którego dioda nie ulega przebiciu ( rzędu kilkudziesięciu V )

prąd max. przewodzenia ( Imax ) jest to max. wartość prądu , która może przepłynąć przez diodę spolaryzowaną w przewodzeniu ( 2 - 3 mA )

dopuszczaln temp. złącza ( Tjmax ) dla diod germanowych 353K, a diody krzem. 423K

Podstawowym czynnikiem jaki ma wpływ na pracę diody prostow. jest jej przegrzewanie zwłaszcza dla diod mocy ( prądy powyżej 5-10A ). W celu zachowania poprawności pracy stosuje się radiatory o odpowiedniej wielkości.

  1. Zdefiniować wielkość prądu podtrzymania IH tyrystora.

Prąd podtrzymania IH jest to prąd do jakiego trzeba zmniejszyć prąd anodowy tyrystora, aby tyrystor przeszedł ze stanu przewodzenia do stanu blokowania czyli wyłączyć tyrystor.

  1. Omów znane podziały tranzystorów , podaj przykłady.

  1. -tranzystory bipolarne(warstwowe,FET); -unipolarne (polowe,JFET,IGFET)

  2. -małej częstot. małej mocy; - małej częstot. dużej mocy; -wielkiej częstot.; -mikrofalowe; -dużej mocy wysokonapięciowe;

  1. W jaki sposób można wyłączyć przewodzący tyrystor , podaj przykład.

Należy zmniejszyć prąd anodowy poniżej prądu podtrzymania IH.

  1. Omów rodzaje diod półprzewodnikowych.

dioda prostownicza -stosowana w ukł. prost. urządzeń zasilających, przekształcających prąd zmienny w jednokier., w ukł prost. spełnia funkcję zaworu jednokier.

dioda stabilizacyjna - zwana diodą Zenera, stosowana w ukł. stabilizacji napięć, w ogranicznikach amplitudy, w ukł. źródeł napięć odnisienia. Wykorzystuje się ich pracę w zakresie przebicia. Łącząc taką diodę z rezystorem otrzymujemy najprostszy stabilizator napięcia;

diody uniwerslane - stos. w ukł. detekcyjnych, prostowniczych małej mocy i w ogranicznikach. Diody te charak. się niewielkim zakresem dopuszczalnych napięć i prądów i częstot.

diody impulsowe - przeznaczone do przełączania napięć i prądów oraz do formowania impulsów elektrycznych, w ukł spełniają najczęściej funkcję kluczy.Powinny charakt. się małą rezyst. w kierunku przewodzenia, a dużą w kier. wstecznym, oraz małą bezwładnością elekt. przy przełączaniu (szybkie)

diody mikrofalowe, specjalne, LED

  1. Co to jest stan nasycenia a co to stan zatkania tranzystora bipolarnego.

stan nasycenia - obydwa złącza tranzystora są spolaryzowane w kierunku przewodzenia. Wartość napięcia nasycenia UCesat wynosi ok. 0,2V do pojedynczych woltów.Stan nasycenia odpowiada­ „zwarciu” na zaciskach kolektor-emiter. Charakteryzuje go duża wartość prądu kolektora przy bardzo małych napięciach UCE. Rezyst. wyjściowa tranz. w nasyceniu jest mała (od ułamka do kilkuset Ohmów )

stan zatkania ( odcięcia ) - obydwa złącza tranz. są spolaryzowane w kirunku wstecznym. Stan ten odpowiada „rozwarciu” na zciskach kolektor-emiter. Płynący prąd jest mały. Granicę między zakresami aktywnym i odcięcia stanowi prąd zerowy I­CE0.

  1. Podaj zasadę działania fotorezystora . Podaj jego podstawowe parametry.

Fotorezystor to element półp. bezzłączowy, który pod wpływem promieniowania świetlnego zmienia swoją rezystancję. Część światłoczułą stanowi cienka warstwa półprzewod. (1) wraz z elektrodami (2) osadzona na podłożu dielektrycznym (3). Działanie fotorez. oparta jest na zjawisku fotoelektr. wewnętrznym. Strumień światła o odpow. dł. fali wywołuje generację par elektron-dziura. Ta dodatkowa liczba elektronów i dziur zwiększ konduktywność półp., co w rezultacie powoduje zmniejszenie rezystancji fototranz. Zależność rezystancji fotorezystora RE od natężenia oświetlenia E opisujemy wzorem0x01 graphic
gdzie Ro rezystancja fotorez. przy natężeniu Eo, a γ to współcz. zależny od rodzaju materiału półp.

Podstawowe parametry charakteryzujące fotorez. to: -wartość rezystancji ciemnej Ro (rezystancji jaką ma fotorez. przy całkowicie zaciemnionej powierzch. czynnej); -wartość rezyst. jasnej RE dla określonej wartości natężenia (najczęściej E=1000 lx); -dopuszczalne max. napięcie Umax i moc Pmax ; -średni temp. współcz. czułości αs

  1. Czym się różnią półprzewodnik samoistny i domieszkowany.

półprzewodnik samoistny - charakteryzują dwa zjawiska generacja i rekombinacja; półp. niedomieszkowane (samoistne ) są zdolne do generacji termicznej par elektron-dziura pod wpływem wzrostu temp, czyli w paśmie przewodnictwa pojawiają się elektr. a w paśmie podstawowym wolne miejsc (dziury), jednocześnie zachodzi w nich proces odwrotny czyli „wypływanie” elektr. przez dziury - rekombinacja . Obydwa te procesy są w stanie równowagi.

półprzewodnik domieszkowany - to taki półprzewodnik , w który celowo wprowadzono domieszkę innego pierwiastka w celu osiągnięcia określonych cech lub typu półp.

  1. Omówić rodzaje tranzystorów unipolarnych z izolowaną bramką.

Dzielimy je na tranzystory:

typu MOS (MOSFET) - tranz. ten tworzy metal, dielektr., półp.,a funkcję dielektr spełnia najczęściej warstwa tlenku SiO2

cienkowarstwowy (TFT) - wykonane z półp. polikrystalicznego




Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Lepkość-sciaga, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
sciaga elektra laborki
sciaga elektra labxx
ściąga elektronika
Dobra ściąga z elektrostatyki prąd napięcie, Testy
sciąga elektronika
sciaga z elektroniki
Ściąga z Elektry
sciaga elektroeneregetyka
NA KOLOSA-sciaga, elektronika i telekomunikacja
sciąga elektronika(2)
ściąga(elektra)
zadania- zarządzanie finan.przedsb. dr Joanna Rutkowska, ściąga z ZFP doc
Ściąga ISZ doc
ELEKTR2.DOC, Instytut Energoelektryki
ściąga elektrycza
pompy kolo 2 sciaga kot v doc
Ściaga elektryczność niebieska
sciaga elektra '

więcej podobnych podstron