Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Вопрос № 3. Разновидности полупроводниковых диодов и их графическое обозначение в электронных схемах.




 

 

Рис. 1. Полупроводниковый диод: а – условное обозначение; б – структурная схема; в – схема включения.

Полупроводниковые диоды - двухслойные приборы с двумя выводами, присоединенными к контактируемым полупроводникам с различными типами электропроводности, разделенными тонким слоем электронно-дырочного перехода, обладающего односторонней проводимостью
(рис. 1,а). Один из слоев отличается недостатком электронов, чему отвечает дырочная проводимость, или проводимость типа р, вывод от которой является анодом А, а другой, являясь выводом катода К, имеет избыток свободных электронов, создающих электронную проводимость или проводимость типа n (рис. 1,б).

Диоды бывают точечные и плоскостные. По технологии изготовления электронно-дырочного перехода диоды разделяют на диффузионные и сплавные. В первых применяют напыление паров индия In либо алюминия Аl соответственно на пластины германия Gе и кремния Si, а во-вторых, используют вплавление в пластину германия Gе или кремния Si, обладающих электронной проводимостью, соответственно капли индия In или алюминия Аl, соответственно, с дырочной проводимостью (рис. 2).

Рис. 2. Устройство плоскостных диодов: а – германиевого; б – кремниевого.

Присоединение источника электрической энергии положительным полюсом к выводу А диода, а отрицательного полюса через резистор R — к его выводу К (рис. 1,в) создает открытое состояние р-n перехода, обладающего малым сопротивлением RПР, называемым прямым статическим сопротивлением, и установление в электрической цепи прямого тока IПР. Изменение полярности подключения источника приводит к росту сопротивления RОБР р-n перехода, называемого обратным статическим сопротивлением, и возникновению в цепи небольшого обратного
тока IОБР. Ампер-вольтная характеристика р-n перехода I(U) позволяет рассматривать его
как нелинейный элемент, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения и температуры (рис. 3). Повышение температуры диода снижает его обратное сопротивление и работоспособность, которая сохраняется для германиевых диодов до +85°С, а для кремниевых – до + 150°С. Увеличение обратного напряжения UОБР, на полупроводниковом диоде также снижает его обратное сопротивление, и при некотором его значении UОБРmax всегда большего прямого, р-n переход пробивается, а диод выходит из строя. Нелинейные свойства р-п перехода, проявляющие одностороннюю проводимость, используют для выпрямления переменного тока в постоянный.

 

 

Рис. 3. Ампер-вольтные характеристики р-п перехода при температурах: 1 – меньшей; 2 – большей.

Диоды, применяемые для выпрямления переменного тока, называют выпрямительными.

Полупроводниковые стабилитроны представляют собой кремниевые диоды, работающие при обратном напряжении, соответствующему обратному электрическому пробою р-n перехода (рис. 4,а).

Рис. 4. Стабилитрон: а – условное обозначение; б – ампер-вольтная характеристика.

Стабилитроны включают в обратном направлении, используя рабочий участок ампер-вольтной характеристики, соответствующий обратным напряжению UОБР, и току IОБР, где напряжение стабилизации UСТном остается практически постоянным ΔUСТ (ΔUСТ << UСТном) при изменениях тока стабилитрона IСТном в диапазоне от IСТmin, до IСТmах (рис. 4,б).

В технике применяют варикапы - полупроводниковые диоды, барьерная емкость р-n перехода которых зависит от приложенного к нему обратного напряжения, фотодиоды, изменяющие значение обратного тока пропорционально освещенности, и светодиоды, излучающие свет в видимой или инфракрасной области спектра, а также туннельные, обращенные диоды и др.

Вопрос № 4. Вычертить схему двухполупериодного однофазного выпрямителя на полупроводниковых диодах (мостовая схема) и пояснить принцип действия; вычертить графики токов и напряжений.

В однофазной двухполупериодной мостовой схеме выпрямителя, вторичная обмотка трансформатора подключена к одной из диагоналей моста, составленного из четырех диодов VD1...VD4, а в другой диагонали находится нагрузочный резистор RН. В положительный полупериод диоды VD1 и VD3 открыты, а диоды VD2 и VD4 закрыты и ток i13 замыкается по цепи: точка A-VD1-RН-VD3- точка В. В отрицательный полупериод полярность точек А и В изменилась на противоположную, диоды VD1 и VD3 закрываются, а диоды VD2 и VD4 открываются, ток i24 совпадает с направлением i13 и результирующим выпрямленным током нагрузки iН = i13 + i24 (рис.в).
Обратное напряжение U2m действующее на диод в данной схеме, в два раза меньше, чем в схеме со средней точкой:

UОБР = U2m = U2 = 1,57UСР,

где U2 = UСР/0,9 = 1,11UСР.

Кроме этого, в мостовой схеме ток существует в течение периода Т по всей вторичной обмотке, а не в одной его половине, в результате размеры и масса трансформатора
уменьшаются. Недостатком схемы является необходимость использования четырёх диодов.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных