Zasada działania tranzystora unipolarnego

Schemat:

Charakterystyka:

Tranzystor polarny (polowo złączowy) FET stanowi plytka polprzewodniko wa ,w której zostaly wytworzone trzy warstwy :srodkowa o określonym typie przewodnictwa (może być typu p albo n)oraz dwie warstwy zewnętrzne o typie przewodnictwa przeciwnym przeciwnym w stosunku do typu przewodnictwa warstwy środkowej. Warstwa srodkowa nazywa się kanalem.Doprowadzenia warstw zewnętrznych ze soba sa polaczone. Ich wspolne wprowadzenie jest nazywane bramka i oznaczone literka G. Dzialanie tego tranzystora polega na sterownym transporcie jednego rodzaju nośników -dziur lub elektronow - odbywającym się w czesci tranzystora zwanej kanalem, za posrednictwem zmian pola elektrycznego przyłożonego do elektrody zwanej bramka - gdy przyłożymy napiecie to przewodność maleje.

Charakterystyka

Podstawowe konfiguracje wzmacniacza operacyjnego, zależności na UWY.

Idealne wzmacniacze operacyjne powinny wykazywac:

-nieskaczenie duze wzmocnienie przy otwartej petli srezenia zwrotnego (k->nieskaczonosc)

-nieskaczenie duza impedancja wejsciowa

-nieskaczenie szerokie pasmo przenoszenia częstotliwości

-impedancja wyjsciowa = zero

-napiecie wyjściowe rowne zru przy sterowaniu sygnalem nie roznicowym

-wzmocnienie idealne roznicowe a wiec nieskazcenie duze tłumienie sygnalu nieroznicowego

-niezaleznosc parametrow od temperatury

Wzmacniacze operacyjne stanowią największą grupę analogowych układów scalonych. Charakteryzują się następującymi właściwościami

bardzo dużym wzmocnieniem napięciowym (powyżej 10000 V/V czyli 80dB), wzmacniają prąd stały,

odwracają fazę sygnału wyjściowego w stosunku do sygnału podawanego na wejściu odwracające (oznaczenie „ - „) lub zachowują zgodność w fazie jeżeli sygnał wejściowy jest podawany na wejście nieodwracające (oznaczenie „ + „), dużą rezystancję wejściową (MΩ), małą rezystancję wyjściową (Ω).

Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych.

Stosowane są głównie w:

układach analogowych, gdzie wykonują operacje: dodawania, odejmowania, mnożenia, dzielenia, całkowania i różniczkowania,

wzmacniaczach logarytmicznych,

generatorach sygnałów: prostokątnych, trójkątnych i sinusoidalnych,

filtrach,

detektorach liniowych i detektorach wartości szczytowej,

układach próbkujących z pamięcią.

Podstawowe układy pracy wzmacniaczy operacyjnych

Wzmacniacz odwracający fazę sygnału wejściowego,

Wzmacniacz nieodwracający,

Wzmacniacz sumujący i odejmujący,

Wzmacniacz całkujący,

Wzmacniacz różniczkujący,

Wtórnik napięciowy,

Komparator napięć

Schemat wzmacniacza odwracającego

Wzmacniacz różniczkujący uzyskuje się przez zastąpienie rezystora, włączonego na wejściu odwracającego wzmacniacza operacyjnego, kondensatorem C Jest to zależność napięcia wyjściowego od napięcia wejściowego w funkcji czasu.

Wzmacniacz różniczkujący ma wiele wad m.in. jest wrażliwy na szumy sygnału o wielkiej częstotliwości oraz skłonności do oscylacji

PRZERZUTNIK SCHMITTA

Wzmacniacze operacyjne mogą być wykorzystywane do budowy układów przerzutniowych. Przekształcenie wzmacniacza na przerzutnik bistabilny polega na wprowadzeniu pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego

WZMACNIACZ ODEJMUJĄCY

Wzmacniacz odejmujący jest często zwany również różnicowym.

Realizuje on odejmowanie napięć wejściowych w odpowiednim stosunku zależnym od wartości rezystorów znajdujących się w układzie.

WZMACNIACZ CAŁKUJĄCY - INTEGRATOR Integrator otrzymuje się poprzez włączenie kondensatora C w obwód sprzężenia zwrotnego.

Zastosowanie układów całkujących.

Układy całkujące stosujemy przede wszystkim:

w generatorach, do kształtowania przebiegu liniowego, trójkątnego i piłokształtnego,

w filtrach,

w układach wyznaczania wartości średniej.

Przerzutniki bistabilne

Najprostszym przerzutnikiem bistabilnym jest przerzutnik RS

S set jest wejściem sygnałów poznaczonych do zapamiętania R reset jest wejściem kusujacym sygnaly na RiS nie powinny pojawiac Się jednoczesnie. Układ reaguje na pojawienie ie stanow „0” na wejściach SiR co podkreślają znaki zaprzeczenia logicznego nad literami oznaczającymi nazwy wejść.Uklad -jak większość przerzutnikow - posiada dwa wyjscia:QiQ, na których pojawiaja się jednzesnie sygnaly logicznie odwrócone.

Bistabilne przerzutniki synchroniczne , odpowiednie stany na wyjsciach wytwarzane sa w chwili pojawienia się wywołujących je stanow wejściowych.

Bistabilny przerzutnik synchroniczny posiada wejścia informacyjne (AiB) które określają ich stan wsciowy. Jednak ich stan wyjściowy pojawia się na wyjsciach Q dopiero po podaniu na wejście zegarowe C sygnalu synchronizacji - impulsu zegara.

Przerzutniki monostabilne

Najprostszy przerzutnik monostabilny można zbudowac z bramek NAND.

Po podaniu na wejście impulsu (zera logicznego)układa zmienia stan wyjscia Qz,0, na 1

Jednak po casie proporcjonalnym do stalej RC w punkcie X z obwodu ponownie pojawia się zero logiczne i układ powraca o stanu wyjściowego:Q=0

Czesciej jednak przerzutik monostabilny realizuje się za pomoca specjalnych układów 74121 i 74123 Gdy ich wejście C znajdzie się w stanie logicznym 1 generuja one na wyjsciu Q impuls o czasie trwania proporcjonalnym do stalej czsowej RC. Scalone pjemnosci i rezystancja pozwalaja na generacje impulsu o czasie trwania około 40ns, jednak rezystancja może być zwiekszana za pomoca zewnętrznych rezystorow z 2Kom do 40Kom a pojemność można zwiększać dowolnie przez dolaczenie zewnętrznych kondensatorow.W rezultacie za pomoca tych układów można generowac z dobra powtrzalnoscia impulsy o czasie trwania do 40s.W układzie scalonym 74123 zawarte sa dwa przerzutniki monostabilne. Przerzutniki monostabilne stosuja się do odmierzania czasu, standaryzacji impulsow, pomiaru pojemności i rezystancji.

Elementy składowe mikrokontrolera i ich funkcje.

Typowy system przeznaczony do sterowania:

Typowy system mikroprocesorowy zawiera:

-centralną jednostke procesoraCPU

-pamiec programu ROM

-pamiec danyh RAM

-porty wejścia/wyjscia (J/O)

Jednostka centrlnaCPU

Koordynuje dzialanie wszystkich pozostałych układów

-wykonuje wszystkie operacje arytmetyczne i logiczne

-adresuje pamiec i układy J/0 oraz odpowiada na zewnętrzne sygnaly sterujące

Wewnątrz CPU znajduja się:

-rejestrery - pamiec do chwilowego przechowywania informacji

-Alu czyli jednostka arytmetyczno-logiczna - wykonuje obliczenia arytmetyczne i opracje logiczne

-uklady sterujące

-uklad obsługi przerwan - umozliwia max wykorzystanie możliwości przetwarzania danych, jakie daje mikrokontroler

Pamiec ROM

Zaladowany jest tu program sterujący dane

-musi być do danych w chwili zalaczania zasilania w układzie

Pamiec wykonywana jest najczęściej jako pamiec nielotna typu:

a.ROM programowana w fazie produkcji tylko odczytywana

b.PROM programowana jednorazowo przez użytkownika

c.EPROM do wielokrotnego programowania przez uztkownika

d.EEPROM pamiec elektrycznie kasowalna i zapisywalna

e.OTP pamiec jednokrotnie programowalna

Narysować charakterystyke tranzystora bipolarnego: wejściową, wyjściową i przejściową.

Narysowac charakterystiki tranzystora IGBT

wyjsciowa

przejsciowa

Rodzaje funkorów logicznych i rodzaje przerzutników

• Iloczyn logiczny I (ang. AND), Y = A · B

• Suma logiczna LUB (ang. OR), Y = A + B

• Negacja (inwersja) NIE (ang. NOT),
  

Stosowane są również operatory złożone (pochodne), jak:

• Suma zanegowana:
  NOR

• Iloczyn zanegowany:
  NAND

• Równoważność:
  EX-NOR

• Nierównoważność, zwana sumą modulo 2:
  EOR, XOR

---