Герасимов в г основы промышленной электроники. Общие сведения

Учебник для неэлектротехнических специальностей вузов. — Герасимов В.Г., Князьков О.М., Краснопольский А.Е., Сухоруков В.В. — 3-е издание, переработанное и дополненное. — Москва: Высшая школа, 1986. — 336 с.: ил.В книге изложены физические основы, принципы действия, конструкции и характеристики дискретных полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, фотоэлектрических и оптоэлектронных приборов и приборов визуальной индикации; описаны типовые узлы современных электронных устройств и т.д. В 3-м издании (2-е — 1978 г.) основное внимание уделено применению интегральных микросхем, введен материал по приборам визуальной индикации, оптоэлектронике, микропроцессорам, расширены сведения о цифровой технике.Предисловие.
Введение.Полупроводниковые приборы.
Электропроводность полупроводников, образование и свойства р-n перехода.
Классификация полупроводниковых приборов.
Полупроводниковые резисторы.
Полупроводниковые диоды.
Биполярные транзисторы.
Полевые транзисторы.
Тиристоры.
Общетехнические и экономические характеристики и система обозначений полупроводниковых приборов.Интегральные микросхемы.
Общие сведения.
Технология изготовления интегральных микросхем.
Гибридные интегральные микросхемы.
Полупроводниковые интегральные микросхемы.
Параметры интегральных микросхем.
Классификация интегральных микросхем по функциональному назначению и система их обозначений.Индикаторные приборы.
Общая характеристика и классификация индикаторных приборов.
Электронно-лучевые индикаторы.
Газоразрядные индикаторы.
Полупроводниковые и жидкокристаллические индикаторы.
Вакуумно-люминесцентные и прочие виды индикаторов.
Система обозначений индикаторных приборов.Фотоэлектрические приборы.
Общие сведения.
Фоторезисторы.
Фотодиоды.
Специальные полупроводниковые фотоэлектрические приборы.
Электровакуумные фотоэлементы.
Фотоэлектронные умножители.
Оптоэлектронные приборы.
Система обозначений фотоэлектрических приборов.Усилительные каскады.
Общие сведения.
Усилительный каскад с общим эмиттером.
Температурная стабилизация усилительного каскада с общим эмиттером.
Усилительные каскады с общим коллектором и с общей базой.
Усилительные каскады на полевых транзисторах.
Режимы работы усилительных каскадов.Усилители напряжения и мощности.
Усилители напряжения с резистивно-емкостной связью.
Обратные связи в усилителях.
Усилители постоянного тока.
Операционные усилители.
Избирательные усилители.
Усилители мощности.Электронные генераторы гармонических колебаний.
Общие сведения.
Условия самовозбуждения автогенераторов.
LC-автогенераторы.
RС-автогенераторы.
Автогенераторы гармонических колебании на элементах с отрицательным сопротивлением.
Стабилизация частоты в автогенераторах.Импульсные и цифровые устройства.
Общая характеристика импульсных устройств.
Параметры импульсных сигналов.
Электронные ключи и простейшие формирователи импульсных сигналов.
Логические элементы.
Триггеры.
Цифровые счетчики импульсов.
Регистры, дешифраторы, мультиплексоры.
Компараторы и триггеры Шмитта.
Мультивибраторы и одновибраторы.
Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН).
Селекторы импульсов.
Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи (ЦАП и АЦП).
Микропроцессоры и микро-ЭВМ.Источники вторичного электропитания электронных устройств.
Общие сведения.
Классификация выпрямителей.
Однофазные и трехфазные выпрямители.
Сглаживающие фильтры.
Внешние характеристики выпрямителей.
Стабилизаторы напряжения и тока.
Умножители напряжения.
Управляемые выпрямители.
Общие сведения о преобразователях постоянного напряжения в переменное.
Инверторы.
Конверторы.
Перспективы развития вторичных источников электропитания.Электронные измерительные приборы.
Общая характеристика электронных измерительных приборов.
Электронные осциллографы.
Электронные вольтметры.
Измерительные генераторы.
Электронные частотомеры, фазометры и измерители амплитудно-частотных характеристик.Применение электронных устройств в промышленности.
Области применения электронных устройств.
Электронные устройства для контроля механических величин.
Электронные устройства для контроля тепловых величин.
Электронные устройства для контроля акустических величин.
Электронные устройства для контроля оптических величии.
Электронные устройства для контроля состава и свойств веществ.
Электронные устройства для дефектоскопического контроля.
Основные принципы конструирования электронных устройств.Заключение.
Приложения.
Литература.
Предметный указатель.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕН Т СТВО

ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра автоматики и электротехники

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

для студентов всех форм обучения

Казань 2006

Составители: Л.Я. Егоров, Г.И. Захватов, В.С. Камалетдинов, Ю.В. Никитин.

Методические указания к расчетно-графической работе для студентов строительных специальностей. Казань: КГАСУ, 2006 г. - 26 с.

Сост.: Л.Я. Егоров, Г.И. Захватов, В.С. Камалетдинов, Ю.В. Никитин.

Казань, 2006 г.- 26 c.

Методические указания включают в себя рабочую программу, задания, указания по их выполнению, примеры расчета. Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения.

Рецензент: канд. техн. наук, доцент кафедры ТПД КГТУ им.А.Н. Туполева П.А. Поликарпов.

Казанский государственный архитектурно-строительный университет, 2006

Общие методические указания к контрольной работе

Целью контрольных работ является проверка усвоения студентами соответствующих разделов курса.

В контрольную работу включено 2 задачи. (Студенты заочного отделения вариант задания определяют по двум последним цифрам номера зачетной книжки. Если две последние цифры более 50, то для определения номера варианта необходимо вычесть 50).

Приступать к выполнению очередной работы следует после изучения необходимого материала по рекомендуемой литературе.

Работа выполняется на отдельных сброшюрованных листах. На обложке должно быть написано наименование университета и кафедры, тематика работ и их номер, вариант, Ф.И.О. студента и преподавателя - консультанта, месяц и год. Текст, формулы и числовые выкладки должны быть написаны четко и аккуратно, без помарок.

Электрические схемы должны быть выполнены с помощью чертежных инструментов. Векторные диаграммы выполнять на клетчатой или миллиметровой бумаге с обязательным проставлением выбранного масштаба.

Электрические схемы должны вычерчиваться с соблюдением установленных условий графических изображений элементов этих схем. Строго следует придерживаться установленных буквенных обозначений электрических величин.

Студенты заочного отделения выполненную работу высылают в заочный деканат университета вместе с методическими указаниями.

Рабочая программа (для студентов заочного обучения)

Электрическая энергия, ее особенности и области применения. Значение электротехнической подготовки инженеров.

Электрические цепи. Цепь постоянного и переменного тока в инженерных системах современных зданий и сооружений.

Однофазные цепи переменного тока. Получение однофазной ЭДС. Основные обозначения. Активные, реактивные и полное сопротивление в цепях переменного тока при последовательном и параллельном соединении. Расчет сложных цепей.

Резонансные явления в цепях переменного тока. Условия возникновения резонанса, практическое применение. Активная, реактивная и полная мощность, треугольник мощностей.

Трехфазные цепи переменного тока. Определение, получение, применение. Соединение звездой, треугольником. Подсоединение однофазной и трехфазной нагрузки в 3-х фазную цепь. Мощности в 3-фазных цепях.

Электромагнитные устройства. Однофазные и трехфазные трансформаторы. Применение трансформаторов.

Машины постоянного тока. Назначение, классификация, конструкция, принцип действия генераторов и двигателей постоянного тока. Особенности работы, применение.

Асинхронные машины. Назначение, конструкция, принцип действия. Особенности пуска и регулирования скорости вращения, характеристики, применение.

Синхронные машины. Назначение, конструкция, принцип действия в режиме генератора и двигателя, характеристики, применение.

Промышленная электроника. Назначение, элементная база современных электронных устройств: резисторы, диоды, транзисторы, фотоэлектрические приборы.

Источники вторичного напряжения, Назначение. Однофазные и трехфазные выпрямители, управление ими на основе тиристоров, инвекторы и конвекторы, применение источников вторичного напряжения.

Усилители. Назначение, классификация, блок-схема электронных усилителей. Однокаскадные и многокаскадные усилители, характеристики.

Импульсные и автогенераторные устройства. Цифровая электроника. Назначение, блок-схема и принцип действия, основные параметры, применение. Основы цифровой электроники. Микропроцессорная техника.

Электрические измерения. Определение процесса измерения. Методы измерения, погрешность, точность, чувствительность приборов. Принцип действия основных систем приборов. Измерение сопротивления, тока, напряжения, мощности. Измерение неэлектрических величин электрическими методами.

Электропривод, электроснабжение. Назначение и классификация электропривода. Режим работы, выбор мощности электродвигателя. Электропривод вентиляторов, насосов. Общая схема электроснабжения, классификация линий электропередачи, электрическое освещение строительной площадки, освети тельные приборы, качество электрической энергии, категории потребителей. Мероприятия по экономии эл. энергии.

Электротехнологии и электробезопасность. Принципы применения электроэнергии для термообработки, средства сушки строительных материалов, эл. строительные приборы. Отогрев замороженных трубопроводов и оттаивание грунта эл. методами. Электрозащита сооружений от коррозии. Использование электротехнологии для защиты окружающей среды. Электробезопасность, защитное заземление, зануление, защитное отключение.

Задание 1

Для электрической цепи, схема которой изображена на рис. 1.1 - 1.50, по заданным в табл.1 параметрам и напряжению приложенному к цепи, определить токи во всех ветвях цепи. Определить активную, реактивную и полную мощности цепи. Построить в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений.

Методические указания

Для правильного решения поставленной задачи необходимо изучить теорию электрических цепей однофазного синусоидального тока, усвоить основные формулы сопротивлений, проводимостей токов, напряжений; научиться применять для анализа и расчета закон Ома, уравнения Кирхгофа, метод проводимостей.

Все предлагаемые заданием электрические цепи являются смешанными, т.е. содержат последовательную ветвь и две параллельные. В каждой ветви имеются различные сопротивления, величины которых заданы.

Для примера рассмотрим обобщенную цепь, представленную на рис. 1.

ТОЛЬКО ДЛЯ ЦЕПИ РИС.1

Общий ход решения задач подобного типа следующий. Необходимо преобразовать последовательно-параллельную цепь в простую последовательную цепь, заменив разветвленный участок цепи эквивалентной последовательной цепочкой.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Прежде всего, необходимо методом проводимости определить параметры эквивалентной цепочки, которой может быть замещен разветвленный участок цепи.

В эквивалентной цепочке реактивное сопротивление будет индуктивным или емкостным в зависимости от знака эквивалентной реактивной проводимости. Дальнейшее решение сводится к определению активного и реактивного сопротивления цепи, а по ним полного сопротивления цепи.

По каждому сопротивлению цепи и заданному напряжению определяется общий потребляемый ток в цепи. Чтобы определить ток в отдельных ветвях разветвленного участка, находим сначала напряжение между узловыми точками, а затем и токи в ветвях.

После чего находим напряжение на указанном участке, активную, реактивную и полную мощности в цепи. Заканчиваем расчет построением векторной диаграммы токов и напряжений.

Алгоритм расчета

Вычисляем величины сопротивлений отдельных элементов цепи:

X L = щ L = 2 рf L ,X C = 1 / щ C = 1 / 2 рf C

где f = 50 Гц, L - в Генри (Гн), С - в Фарадах (Ф).

ВНИМАНИЕ: в задании L дается в мГн, С - в мкФ.

Вычисляем полные сопротивления ветвей:

Z 1 = ,где: X 1 = X L 1 - X C 1

Z 2 = , X 2 = X L 2 - X C 2

Z 3 = , X 3 = X L 3 - X C 3

Вычисляем активные проводимости параллельных ветвей:

g 2 = R 2 / Z 2 2 , g 3 = R 3 / Z 3 2 .

4. Вычисляем общую эквивалентную активную проводимость g Э :

g Э = g 2 + g 3

Вычисляем реактивные проводимости ветвей и общую эквивалентную проводимость G Э :

в L 2 = X L 2 / Z 2 2 , в C 2 = X C 2 / Z 2 2 ,

в L 3 = X L 3 / Z 3 2 , в C 3 = X C 3 / Z 3 2 , G Э =

в L = в L 2 + в L 3 , в C = в C 2 + в C 3 , в Э = в C - в L

Изобразим эквивалентную схему, на которой сопротивления заменим проводимостями (рис.2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2

Заменим эквивалентные проводимости эквивалентными сопротивлениями, включенными последовательно (рис.3).

R Э = g Э / G Э 2

X Э = в Э / G Э 2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3

Найдем общее сопротивление всей цепи:

R Ц = R 1 + R Э , X Ц = X 1 + X Э , Z Ц = , Ом.

Найдем общий потребляемый ток:

I 1 = U / Z Ц ,A

Найдем напряжение, приложенное к параллельному участку цепи:

U ав = I 1 · Z Э , В; Z Э = 1 / G Э

Найдем токи в ветвях:

I 2 = U ав / Z 2 , А; I 3 = U ав / Z 3 , А

Найдем напряжение на сопротивлении Z 1 :

U Z 1 = I 1 · Z 1 , В

Вычисляем мощности цепи:

P = U · I 1 ·cos ц , Вт; Q = U · I 1 ·sin ц , ВАр; S = U · I 1 , В·А, где cos ц = R Ц / Z Ц

Строим векторную диаграмму токов и напряжений, предварительно определив масштаб для векторов напряжений и векторов тока (рис.4).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.4

В качестве исходного вектора удобно принимать вектор напряжения, приложенного к параллельным ветвям, вектор U ав .

Откладываем вектор U ав . Относительно этого вектора откладываем в масштабе тока токи I 2 и I 3 , определив вначале углы сдвига по фазе ц 2 и ц 3 ;

(cos ц 1 = R 1 / Z 1 ; cos ц 2 = R 2 / Z 2 ; cos ц 3 = R 3 / Z 3 ).

Токи откладываем в сторону отставания или опережения, что определяется характером нагрузки в параллельных ветвях.

Произведем геометрическое сложение, находим ток I 1 : (I 1 = I 2 + I 3 ) .

Относительно вектора тока I 1 под углом ц 1 в сторону опережения или отставания, что определяется характером нагрузки r , X L , X C , откладываем вектор U Z , из конца вектора U ав . Геометрическим сложением этих векторов (U = U ав + U Z 1 ) находим вектор напряжения U .

Таблица 1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание 2

Для электрической цепи, схема которой изображена на рис.2.1-2.17 по заданным в табл.2 параметрам, определить фазные и линейные токи, ток в нейтральном проводе (для четырехпроводной схемы), активную мощность всей цепи и каждой фазы отдельно. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Методические указания

Прежде чем приступить к расчету задания №2, необходимо изучить теорию трехфазных цепей при соединении потребителей электрической энергии по схеме звезда и треугольник. При этом надо особо обратить внимание на соотношение фазных и линейных напряжений при соединении потребителей звездой и соотношение фазных и линейных токов при соединении треугольником.

Для соединения звездой:

U АВ = U А - U В ; U ВС = U В - U С ; U СА = U С - U А ;

U Л = · U Ф , I Л = I Ф .

Для соединения потребителей треугольником:

I А = I АВ - I СА ; I В = I ВС - I АВ ; I С = I СА - I ВС ;

I Л = I Ф , U Л = U Ф .

Рассмотрим примеры расчета трехфазной цепи при соединении потребителей звездой и треугольником.

ВНИМАНИЕ: РАСЧЕТ В ПРИМЕРЕ ДАЕТСЯ ТОЛЬКО ДЛЯ ЦЕПИ РИС.5

Электрическая цепь при соединении звездой.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Алгоритм расчета

Находим полное сопротивление фаз:

Z а = , Z в = ,

Z с = R с , (Ом).

Находим фазные (линейные) токи:

I Л = U Ф / Z а ; I 0 = U Ф / Z в ; I С = U Ф / Z С ,(А)

где U Ф = U Л / .

Находим углы сдвига по фазе из выражений:

cos ц а = R а / Z а , cos ц в = R в / Z в , cos ц с = R с / Z с

Находим активные мощности фаз:

Р а = U Ф · I А · cos ц а , Р в = U Ф · I В · cos ц в , Р С = U Ф · I С · cos ц с , Вт.

Находим полную активную мощность цепи:

Р А = Р а + Р в + Р с , Вт.

Строим с учетом масштаба векторную диаграмму токов и напряжений (рис.6) и находим графический ток в нейтральном проводе:

I N = I A + I B + I C

Размещено на http://www.allbest.ru/

Диаграмму строим посредством отметок циркулем, предварительно задавшись масштабом, начав построение с линейных напряжений, например, из точки А, затем из точки В. Вычислив фазные токи, задавшись масштабом для токов, откладываем фазные токи под соответствующим углом сдвига по фазе относительно одноименного фазного напряжения.

Проводим сложение векторов токов по правилам силового многоугольника и находим ток в нейтральном проводе I N , измерив длину вектора в выбранном масштабе.

Электрическая цепь при соединении треугольником.

ВНИМАНИЕ: РАСЧЕТ В ПРИМЕРЕ ДАЕТСЯ ТОЛЬКО ДЛЯ ЦЕПИ РИС.7

Размещено на http://www.allbest.ru/

Алгоритм расчета

1. Находим полное сопротивление каждой фазы:

Z АВ = , Z ВС = R в с ,

Z СА = , (Ом).

2. Находим фазные токи:

I АВ = U Ф / Z ав , I ВС = U Ф / Z вс ,

I СА = U Ф / Z са , где U Ф = U Л .

3. Находим значение углов сдвига по фазе из выражений:

cos ц ав = R ав / Z ав , cos ц вс = R вс / Z вс , cos ц са = R са / Z са .

4. Находим активные мощности каждой фазы:

Р А = U Ф · I АВ · cos ц ав , Р В = U Ф · I ВС · cos ц вс , Р С = U Ф · I СА · cos ц са , Вт.

5. Находим активную мощность всей цепи:

Р = Р А + Р В + Р С , Вт.

6. Строим векторную диаграмму напряжений и токов для этой цепи, используя полученные цифровые данные (рис.8). Откладываем значения вычисленных фазных токов с учетом сдвига по отношению к своим фазным напряжениям.

Размещено на http://www.allbest.ru/

7. Определяем линейные токи.

Линейные токи определяются графически с учетом масштаба. Каждый из линейных токов равен геометрической разности фазных токов согласно приведенных ранее уравнений для соединения потребителей энергии треугольником. электрический ток трехфазный

Вектор линейного тока соединяет концы векторов фазных токов, отложенных из точки О и направленных к уменьшаемому.

Таблица 2

Подобные документы

Расчет линейной электрической цепи постоянного тока, а также электрических цепей однофазного синусоидального тока. Определение показаний ваттметров. Вычисление линейных и фазных токов в каждом трехфазном приемнике. Векторные диаграммы токов и напряжений.

курсовая работа , добавлен 21.10.2013


Электрический ток в различных средах. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Составление системы уравнений для расчета токов. Определение токов и падений напряжений на ветвях, потребляемой мощности цепи. Построение векторной диаграммы токов.

курсовая работа , добавлен 19.05.2015


Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов и узловых напряжений. Электрические цепи однофазного тока, определение показаний ваттметров. Расчет параметров трехфазной электрической цепи.

курсовая работа , добавлен 02.10.2012


Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.

контрольная работа , добавлен 14.11.2010


Применение метода комплексных амплитуд к расчёту цепей гармонического тока, особенности построения векторных диаграмм. Расчет методом контурных токов мгновенного значения токов в ветвях, проверка баланса мощностей, векторной диаграммы токов и напряжений.

курсовая работа , добавлен 19.12.2009


Порядок расчета неразветвленной электрической цепи синусоидального тока комплексным методом. Построение векторной диаграммы тока и напряжений. Анализ разветвленных электрических цепей, определение ее проводимости согласно закону Ома. Расчет мощности.

презентация , добавлен 25.07.2013


Проверка соотношений, связывающих напряжения и токи цепей при соединении приёмников звездой и треугольником. Построение в подпрограмме "Трехфазные цепи" векторных диаграмм фазных напряжений и токов приёмника, соединённого звездой без нейтрального провода.

лабораторная работа , добавлен 03.03.2014


Описание схемы и определение эквивалентного сопротивления электрической цепи. Расчет линейной цепи постоянного тока, составление баланса напряжений. Техническая характеристика соединений фаз "треугольником" и "звездой" в трехфазной электрической цепи.

контрольная работа , добавлен 27.06.2013


Произведение расчетов разветвленной цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии; цепи переменного тока с параллельным соединением приемников, трехфазной цепи при соединении "звездой"; однокаскадного низкочастотного усилителя.

контрольная работа , добавлен 31.01.2013


Основные законы электрических цепей. Освоение методов анализа электрических цепей постоянного тока. Исследование распределения токов и напряжений в разветвленных электрических цепях постоянного тока. Расчет цепи методом эквивалентных преобразований.

В книге изложены физические основы, принципы действия, конструкции и характеристики дискретных полупроводниковых приборов и приборов визуальной индикации; описаны типовые узлы современных электронных устройств и т. д.

Предисловие
Введение
Глава 1. Полупроводниковые приборы
§1.1. Электропроводность полупроводников, образование и свойства p -n -перехода
§1.2. Классификация полупроводниковых приборов
§1.3. Полупроводниковые резисторы
§1.4. Полупроводниковые диоды
§1.5. Биполярные транзисторы
§1.6. Полевые транзисторы
§1.7. Тиристоры
§1.8. Общетехнические и экономические характеристики и система обозначений полупроводниковых приборов
Глава 2. Интегральные микросхемы
§2.1. Общие сведения
§2.2. Технология изготовления интегральных микросхем
§2.3. Гибридные интегральные микросхемы
§2.4. Полупроводниковые интегральные микросхемы
§2.5. Параметры интегральных микросхем
§2.6. Классификации интегральных микросхем по функциональному назначению и система их обозначении
Глава 3. Индикаторные приборы
§3.1. Общая характеристика и классификация индикаторных приборов
§3.2. Электронно-лучевые индикаторы
§3.3. Газоразрядные индикаторы
§3.4. Полупроводниковые и жидкокристаллические индикаторы
§3.5. Вакуумно-люминесцентные и прочие виды индикаторов
§3.6. Система обозначений индикаторных приборов
Глава 4. Фотоэлектрические приборы
§4.1. Общие сведения
§4.2. Фоторезисторы
§4.3. Фотодиоды
§4.4. Специальные полупроводниковые фотоэлектрические приборы
§4.5. Электровакуумные фотоэлементы
§4.5. Фотоэлектронные умножители
§4.7. Оптоэлектронные приборы
§4.8. Система обозначении фотоэлектрических приборов
Глава 5. Усилительные каскады
§5.1. Общие сведения
§5.2. Усилительный каскад с общим эмиттером
§5.3. Температурная стабилизация усилительного каскада с общим эмиттером
§5.4. Усилительные каскады с общим коллектором и с общей базой
§5.5. Усилительные каскады на полевых транзисторах
§5.6. Режимы работы усилительных каскадов
Глава 6. Усилители напряжения и мощности
§6.1. Усилители напряжения с резистивно-емкостной связью
§6.2. Обратные связи в усилителях
§6-3. Усилители постоянного тока
§6.4. Операционные усилители
§6.5. Избирательные усилители
§6.6. Усилители мощности
Глава 7. Электронные генераторы гармонических колебании
§7.1. Общие сведения
§7.2. Условия самовозбуждения автогенераторов
§7.3. LC -автогенераторы
§7.4. RC -автогенераторы
§7.5. Автогенераторы гармонических колебаний па элементах с отрицательным сопротивлением
§7.6. Стабилизация частоты в автогенераторах
Глава 8. Импульсные и цифровые устройства
§8.1. Общая характеристика импульсных устройств. Параметры импульсных сигналов
§8.2. Электронные ключи и простейшие формирователи импульсных сигналов
§8.3. Логические элементы
§8.4. Триггеры
§8.5. Цифровые счетчики импульсов
§8.6. Регистры, дешифраторы, мультиплексоры
§8.7. Компараторы и триггеры Шмитта
§8.8. Мультивибраторы и одновибраторы
§8.0. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)
§8.10. Селекторы импульсов
§8.11. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователя (ЦАП и АЦП)
§8.12.. Микропроцессоры и микро-ЭВМ
Глава 9. Источники вторичного электропитания электронных устройств
§9.1. Общие сведения
§9.2. Классификация выпрямителей
§9.3. Однофазные и трехфазные выпрямители
§9.4. Сглаживающие фильтры
§9.5. Внешние характеристики выпрямителей
§9.6. Стабилизаторы напряжения и тока
§9.7. Умножители напряжения
§9.8. Управляемые выпрямители
§9.9. Общие сведения о преобразован - елях постоянного напряжения в переменное
§9.10. Инверторы
§9.11. Конверторы
§9.12. Перспективы развития вторичных источников электропитания
Глава 10. Электронные измерительные приборы
§10.1. Общая характеристика электронных измерительных приборов
§10.2. Электронные осциллографы
§10.3. Электронные вольтметры
§10.4. Измерительные генераторы
§10.5. Электронные частотомеры, фазометры и измерители амплитудно-частотных характеристик
Глава 11. Применение электронных устройств в промышленности
§11.1. Области применения электронных устройств
§11.2. Электронные устройства для контроля механических величин
§11.3. Электронные устройства для контроля тепловых величии
§11.4. Электронные устройства для контроля акустических величии
§11.5. Электронные устройства для контроля оптических величии
§11.6. Электронные устройства для контроля состава и свойств веществ
§11.7. Электронные устройства для дефектоскопического контроля
§11.8. Основные принципы конструирования электронных устройств
Заключение
Приложения
Приложение I. Активные элементы электронных устройств
Приложение II. Пассивные элементы электронных устройств
Приложение III. Классификация и элементы условных обозначений интегральных микросхем по функциональному назначению
Приложение IV. Операционные усилители
Литература
Предметный указатель

Промышленная электроника Введение в цифровую электронику

Полупроводниковые приборы

Электроника – это наука, изучающая принципы построения, работы и применения различных электронных приборов. Именно применение электронных приборов позволяет построить устройства, обладающие полезными для практических целей функциями – усиление электрических сигналов, передачу и прием информации (звук, текст, изображение), измерение параметров, и т.д.

Первый электронный прибор был создан в Англии в 1904 г. Это был электровакуумный диод, лампа с односторонней проводимостью тока. Очень быстро (за 30 лет) было разработано много типов электровакуумных приборов. Обладая достаточно высокими качественными показателями, они имели существенные недостатки: большие габариты, большую потребляемую мощность и малый срок работы. Эти недостатки серьезно мешали изготовлению сложных многофункциональных устройств.

В тридцатых годах началась интенсивная исследовательская работа по созданию полупроводниковых электронных приборов. За относительно короткий промежуток времени было создано такое многообразие полупроводниковых приборов, которое качественно позволило выполнить все функции электровакуумных приборов. А так как полупроводниковые приборы имеют малую потребляемую мощность, высокую надежность, малую массу и размеры, то уже к началу 70-х годов они практически полностью вытеснили электровакуумные электронные приборы. Большой вклад в развитие полупроводниковых электронных приборов внесли советские ученые Лосев, Френкель, Курчатов, Давыдов, Туркевич и многие другие.

1.Классификация полупроводниковых электронных приборов

Полупроводниковые приборы разделяют по их функциональному назначению, а также по количеству электронно-дырочных переходов. Напоминаю, что электронно-дырочный переход это промежуточный переходный слой между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электронную проводимость (n-типа), а другая – дырочную (р-типа). Вся совокупность полупроводниковых приборов разделяется на беспереходные, с одним, двумя и более переходами (рис 12.1)

Применение беспереходных приборов основано на использовании физических процессов, происходящих в объеме полупроводникового материала. Приборы, в которых используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры, называются термисторами. В эту группу приборов входят терморезисторы (их сопротивление на несколько порядков падает при увеличении температуры), а также позисторы (их сопротивление увеличивается с увеличением температуры). Терморезисторы и позисторы применяются для измерения и регулирования температуры, в цепях автоматики и т.д.

В качестве нелинейных сопротивлений применяются полупроводниковые приборы, в которых используется зависимость сопротивления от величины приложенного напряжения. Такие приборы называются варисторами. Их применяют для защиты электрических цепей от перенапряжения, в цепях стабилизации и преобразования физических величин.

Фоторезистор, это прибор, в фоточувствительном слое которого при облучении светом возникает избыточная концентрация электронов, а значит их сопротивление уменьшается.

Большую группу представляют полупроводниковые приборы с одним р-n переходом и двумя выводами для включения в схему. Их общее название – диоды. Различают диоды выпрямительные, импульсные и универсальные. К этой группе относятся стабилитроны (они применяются для стабилизации токов и напряжений за счет значительного изменения дифференциального сопротивления пробитого р -n перехода). Варикапы (емкость их р-n перехода зависит от величины приложенного напряжения), фото и светодиоды и т.п.

Полупроводниковые приборы с двумя и более р-n переходами, тремя и более выводами называются транзисторами. Очень большое количество транзисторов, различающихся по функциональным и другим свойствам, разделяют на две группы – биполярные и полевые. К этой же группе приборов (с тремя и более р-n переходами) можно отнести приборы переключения – тиристоры.

Самостоятельную группу приборов представляют интегральные микросхемы (ИМС). ИМС – это изделие, выполняющее определенную функцию преобразования или обработки сигнала (усиление, генерация, АЦП и т.д.) Они могут содержать десятки и сотни р-n переходов и других электрически соединенных элементов. Все интегральные микросхемы делятся на два сильно отличающихся друг от друга класса:

Полупроводниковые ИМС;

Гибридные ИМС.

Полупроводниковые ИМС представляют полупроводниковый кристалл, в толще которого выполняются диоды, транзисторы, резисторы и другие элементы. Они имеют высокую степень интеграции, малую массу и габариты.

Основу гибридной ИМС представляет пластина диэлектрика, на поверхности которой в виде пленок нанесены компоненты схемы и соединения (в основном пассивные элементы).

Кроме деления по количеству р-n переходов и функциональному назначению полупроводниковые приборы разделяются по величинам предельно допускаемой мощности и частоты (см.рис. 12.2.)

Гармонические колебания и их характеристики. Временная и векторная диаграммы цепи. Синусоидальный ток в цепях с резистором, индуктивностью и емкостью. Токи, напряжения и мощности в неразветвленных цепях переменного тока. Векторные диаграммы токов и напряжений, треугольники сопротивлений. Токи, напряжения и мощности в разветвленных цепях переменного тока. Векторные диаграммы токов и напряжений, треугольники сопротивлений. Особенности расчета разветвленных цепей. Математические операции с комплексными числами