ELEKTRONIKA

1. Właściwości i zastosowania diod półprzewodnikowych

A – Anoda K – Kanoda

Dioda nie ma zastosowania prawo Ohma, ale za to ma ona bardzo pożyteczną cechę, a mianowicie prąd może przez nią płynąć tylko w jednym kierunku.

W zależności od zastosowania diody dzieli się na kilka typów: 

- Diody prostownicze - stosuje się głównie w układach prostowniczych urządzeń zasilających, przekształcających prąd zmienny w jednokierunkowy prąd pulsujący. W układzie prostowniczym dioda spełnia funkcję zaworu jednokierunkowego. Wykorzystuje się tu właściwość polegającą na różnicy zdolności przewodzenia prądu w kierunku wstecznym i w kierunku przewodzenia. 

- Diody uniwersalne - stosuje się głównie w układach detekcyjnych, prostowniczych małej mocy i ogranicznikach. Diody te charakteryzują się niewielkim zakresem dopuszczalnych napięć (do kilkuset woltów) i prądów (do kilkuset miliamperów), a częstotliwość ich pracy nie przekracza kilkudziesięciu megaherców. 

- Diody impulsowe - są przeznaczone do napięć i prądów oraz do formowania impulsów elektrycznych. W układach spełniają one najczęściej funkcje tzw. kluczy elektronicznych (przełączników). 

- Diody pojemnościowe - wykorzystują zmiany pojemności złącza p-n. 

- Diody stabilizacyjne - zwane diodami Zenera, stosuje się w układach stabilizacji napięć, w ogranicznikach amplitudy, w układach źródeł napięć odniesienia itp. Łącząc taką diodę z rezystorem otrzymuje się najprostszy parametryczny stabilizator napięcia.

2. Co to jest tranzystor i jak go wykorzystać?

Tranzystor – trójelektrodowy półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. Wyróżnia się dwie główne grupy tranzystorów, różniące się zasadniczo zasadą działania - tranzystory bipolarne i tranzystory unipolarne.

Tranzystory ze względu na swoje właściwości wzmacniające znajdują bardzo szerokie zastosowanie. Są wykorzystywane do budowy wzmacniaczy różnego rodzaju: różnicowych, operacyjnych, mocy, selektywnych, szerokopasmowych. Jest kluczowym elementem w konstrukcji wielu układów elektronicznych, takich jak źródła prądowe, lustra prądowe, stabilizatory, przesuwniki napięcia, klucze elektroniczne, przerzutniki, generatory i wiele innych. Dzięki rozwojowi technologii oraz ze względów ekonomicznych większość wymienionych wyżej układów tranzystorowych realizuje się w postaci układów scalonych. Co więcej, niektórych układów, jak np. mikroprocesorów liczących sobie miliony tranzystorów, nie sposób byłoby wykonać bez technologii scalania.

3. Cechy idealnego wzmacniacza operacyjnego

- Praca od f = 0 Hz,

4. Jak rozumiesz pojęcie sprzężenia zwrotnego i w jakim celu jest stosowane?

Sprzężenie zwrotne w układach elektronicznych polega na doprowadzeniu części sygnału wyjściowego z powrotem do wejścia. Część sygnału wyjściowego, zwana sygnałem zwrotnym, zostaje skierowana do wejścia układu i zsumowana z sygnałem wejściowym, wskutek czego ulegają zmianie warunki sterowania układu

Podstawowym układem elektronicznym, w którym stosuje się sprzężenie zwrotne jest wzmacniacz. Układ sprzężenia zwrotnego dokonuje analizy sygnału wyjściowego i wytwarza sygnał sprzężenia zwrotnego, który dodaje się do sygnału wejściowego. Jeżeli wzmocnienie wzmacniacza jest opisywane zależnością : k = A_WY / A_IN , a działanie układu sprzężenia zwrotnego parametrem : β = A_f / A_WY, to ponieważ A_IN = A_WE + A_f , można łatwo pokazać, że wypadkowe wzmocnienie układu ze sprzężeniem zwrotnym wyrażone jest przez :

kf = $\frac{A_{\text{WY}}}{A_{\text{WE}}}$ = $\frac{\overset{\overline{}}{k}}{\ 1 - \ \overset{\overline{}}{\beta k}}$

Ponieważ wzmacniacz i układ sprzężenia zwrotnego przesuwają fazę, więc : k = k exp(jΦ) oraz β = β exp(jψ). Wówczas wzór na wzmocnienie wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym przyjmuje postać :

k_f =$\frac{k\ (cos\Phi\ + \ j\ sin\Phi)}{1 - \ k\ \beta\ \lbrack cos(\Phi\ + \ \psi)\ + \ j\ sin(\Phi\ + \ \psi)\rbrack}$

W szczególnym wypadku, gdy suma przesunięć fazowych wprowadzanych przez układ sprzężenia zwrotnego i wzmacniacz wynosi φ+ψ=2nπ, wyrażenie to upraszcza się do postaci :

k_f = $\frac{\overset{\overline{}}{k}}{\ 1 - \ \beta}$

Mamy wtedy do czynienia z dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Prowadzi ono do zwiększenia wzmocnienia wzmacniacza. W przypadku, gdy : φ+ψ=(2n+1)π otrzymujemy :

k_f = $\frac{\overset{\overline{}}{k}}{\ 1 + \ \beta}$

Ten typ sprzężenia nazywa się ujemnym. Powoduje ono zmniejszenie efektywnego wzmocnienia wzmacniacza. Za pomocą sprzężenia zwrotnego można wpływać na własności urządzeń elektronicznych.