Електрична енергія

Переваги н/п приладів:

• висока надійність
• малі розміри і маса
• високий ККД (до 99%)
• відсутність накалювання
• необмежений строк служби
• До недоліків слід віднести:
• залежність параметрів від випадкових домішків
• залежність параметрів від температури, опромінення
• складність технологій

p-n перехід

Виникає на межі (в місці контакту) двох Н.П. p і n типу, який можна одер-жати сплавленням, або методом дифузії.

Його створюють електрони та дірки, які не компенсувались при переміщенні в протилежні області і утворили подвійний запираючий шар

 

Головна якість p-n переходу – одностороння провідність, що дозволяє його широко застосовувати в діодах для перетворення змінного струму в постійний

Н.П. діод

Н.П. прилад, який складається з одного p-n переходу і двох зовнішніх елек-тродів (розміщують в герметичному корпусі). Типи :   малопотужні (), середньої потужності () і силові вентелі ()

 

Випрямляючі діоди- сплавні, дифузні.

Високочастотні-точкові

 

Транзистори

p-n-pn-p-n

 

(2 години)

Основні питання:

• визначення, призначення, застосування, типи, структурна схема
• робота найпростіших схем випрямлячів

Випрямлячі

Випрямляч – пристрій, який перетворює змінний струм в постійний. Вони являються основним джерелом енергії постійного струму, які використовуються в радіоелектронних пристроях, електротранспорті, галбваніці, зварювальних апара-тах, пристроях автоматики, двигунах та інше.

Основні типи випрямлячів

однофазні та 3 фазні

одно, двухнапівперіодні

некеровані та керовані

Структурна схема:

 

(2 години)

Основні питання:

• призначення, типи підсилювачів
• характеристики
• робота найпростіших схем підсилювачів попереднього підсилення
• вихідні ланки підсилення

Призначення, типи підсилювачів

Підсилювач – пристрій, яким можна підсилити потужність електронних си-гналів не міняючи їхчастоти та форми. Це найпоширеніша електронна ланка різ-них р/т пристроїв.

По призначенню їхділять на підсилювачі напруги, струму та потужності.

По виду підсилювальних сигналів вони бувають підсилювачами гармоній-них коливаньта імпульсів.

По характеру зміни в часі підсилювальних сигналіввони діляться на підси-лювачі –I ,і ~I.

По частоті:

підсилювачі низької частоти (звукової) – аудіотехніка, наукові пристрої

f від 20 Гц до 20 000 Гц.

підсилювачі постійного струму (вимір. техніка, наукова апаратура)

fн=0 Гц    fвис300 кГц

вузькополосові (відбіркові), резонансні – р/т і зв’язок, телемеханіка, наукові та вимірювальні пристрої

широкополосні (імпульсні) – телебачення, ЕОМ, вим. техніка, телемеханіка

По виду зв’язку між ланками: з RC зв’язком, трансформаторним, резонанс-но-трансформаторним.

Основні характеристики

коефіцієнт підсилення

для багатоланкових     

 

Значення Rвх, Rвих

діапазон підсилюваних частот

чутливість

лінійні   k=P(f)   , фазові спотворення

рівень власних шумів та перешкод

вихідна потужність

одно, двох та багатоланкові підсилювачі

Звичайно підсилювач має вхідну, вихідну та проміжні ланки підсилення.

Найпростіші ланки транзисторних підсилювачів

Структурно-логічна схема роботи підсилювача

 

Для захисту від спотворень, визваних випадковими коливаннями напруги джерела, послідовно з Rб’включають Rб” таким по величині, щоб ; при цьому струм розподілювача напруги 

Для захисту ланки підсилювача від температурних нестабільностей транзи-стора в коло емітера можна включити Rе. Для зменшення відхилень високої часто-ти паралельно Rе включають Се.

В цьому випадку схема ланки з захистом від різних відхилень і перешкод має вигляд:

Вихідні ланки підсилення

Вихідні ланки призначені для передачі споживачу заданої потужності під-силеного сигналу.

Робота цих ланок зв’язана з віддачею в загрузку значної потужності, а отже споживанням великої потужності от джерела.

Тому велике значення має η (економічність вихідних ланок).

Види вихідних ланок:

однотактні та двотактні

з трансформаторним та безтрансформаторним виходом.

Вихідні трансформатори застосовують для узгодження малого вихідного опору транзистора з великим опором загрузки.

Це зменшує втрати потужності джерела і збільшує η, а також зменшує темпера-туру транзистора

 

(6 годин)

Основні питання:

• призначення, основні типи, застосування електронних генераторів
• робота LC автогенератора гармонічних коливань
• робота RC автогенератора низької частоти
• генератори імпульсів, мультивібратор
• логічні елементи, їх типи, застосування, таблиці вірогідності
• схеми основних типів логічних елементів

Електронний генератор – пристрій, перетворюючий енергію постійного струму джерела в енергію змінного струму бажаної форми, амплітуди та частоти.

По формі вихідної напруги:

• генератор синусоїдальних коливань
• релаксаційні Г (генератори імпульсів)

По типу коливального контура: RC, LC

По способу виникнення коливань:

• автогенератори
• з незалежним збудженням (від зовнішнього джерела коливань)

По частоті коливань

ГНЧ – f від 0,01 кГц до 100 кГц

ГВЧ – f від 100 кГц до 100 МГц

ЗВЧГ – f >100 МГц

Електронні генератори широко застосовують в вимірювальних пристроях, керуючих схемах в радіотехніці, для живлення технологічних установок ультра-звукової обробки матеріалів, діелектриків, електронагрівальних пристроях, меди-цині, телебаченні, ЕОМ, мікроскопії.

LC-автогенератори

Вцілому генератор – це підсилювач з позитивним зворотнім зв’язком.

Зворотній зв’язок виникає, якщо частину енергії з виходу підсилювача по-дати на його вхід.

Uзв=βּUвих

 

Для самозбудження автогенератора необхідне виконання двох вимог:

умови балансу фаз        (φк+φβ=2πn)

умова балансу амплітуд       ()

Робоча частота Г-ра визначається параметрами коливального контура (ко-ливальної системи)

 

LC, RC автогенератори

з індуктивним зворотнім зв’язком;

- з трьохточковим з.з.( індуктивна трьохточка, ємнісна трьохточка);

Частота генерації 

LC – використовують у високочастотних пристроях;

RC – використовують у низькочастотних пристроях;

Стабілізація частоти генераторів достигається з допомогою кварців (на фік-совану частоту), а також з застосуванням високо стабільних резисторів, конденса-торів, індуктивностей і високим коефіцієнтом температурної нестабільності; інко-ли генератори розміщають в термостатах з постійною температурою всередині.

 

Імпульс − короткочасне змінення напруги ( струму ) в електричному колі.

Найбільш вживаними являються імпульси:

Імпульсні пристрої широко використовуються ( включно з цифровими або логічними); широко застосовують в електроніці − вимірювальна техніка, перетво-рювальні пристрої, ЕОМ, радіолокація; також в автоматиці, телебаченні та інше.

Схема генератора імпульсів на диністорі

 

М. Використовують для отримання імпульсів прямокутної форми.

Типи: симетричні і несиметричні, автогенератори і з зовнішнім збудженням. 

Напруга на виході мультивібратора 

Час періоду 

Час імпульсу

Симетричний м-р має рівнозначні параметри обох частин.

Основні характеристики транзисторів також максимально співпадають.

Логічні елементи

Логічні елементи використовують для виконання простих логічних операцій над цифровою інформацією. Сучасною промисловістю вони випускаються в ос-новному в інтегральному виконанні.

Рішення цифровими ЕОМ часто зв’язані зі складними багатофакторними задачами ( управління космічними об’єктами, вибір раціональних технологічних процесів, прогноз погоди, переклади з однієї мови на іншу і т.п.).

Але при рішенні найскладніших завдань в основі роботи обчислювальних пристроїв використовуються прості положення математичного апарату алгебри логіки.В булевій алгебрі всі змінні та їх функції можуть приймати два значення “0” і “1”.Над змінними можуть виконуватись три основні дії: логічне складання, логічне перемноження та логічне заперечення.

Логічна функція АБО (диз’юнкція) позначається  (F=A або B).

Логічна функція I-логічне помноження (кон’юнкція).  F=A i B.

Логічна функція НЕ ( інверсія )  (A дорівнює не B).

Більш складними є функції: I-НЕ- заперечення кон’юнкції (операція Шеф-фера). . АБО-НЕ- заперечення диз’юнкції (операція Пірса) .

Відповідно з приведеними аргументами може бути складена таблиця вірогі-дності.

Умовне зображення логічних елементів

 

Реалізувати логічні елементи в пристроях електроніки можна з допомогою як дискретних способів, так і в інтегральному виконанні.

 

Основні типи логічних елементів

• з діодно - транзисторною логікою;
• з транзисторною логікою та резистивним зв’язком;
• з транзисторно-транзисторною логікою;
• з транзисторною логікою.