Старооскольский технологический институт

(филиал)

Московского государственного института стали и сплавов

(технологического университета)

Кафедра АиПЭ

Сотников В.В.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА и ЭЛЕКТРОНИКА

Варианты домашних заданий по разделу «Электроника»

и методические указания по их выполнению

для студентов неэлектротехнических специальностей

дневной, вечерней и заочной форм обучения

Одобрено редакционно-издательским советом института

Старый Оскол

2007

УДК

ББК

Рецензенты:

Составитель: Сотников В.В.

© Сотников В.В.

© Кафедра АиПЭ

Цель и задачи выполнения домашнего задания.

Целью выполнения задания является закрепление теоретических знаний по разделу «Электроника» и формирование навыков их практического использования. Методические указания оказывают помощь студенту в решении задач и самостоятельной работе над различными темами раздела.

Задачами выполнения домашнего задания являются:

• освоение терминологии и знакомство с основными условными графическими и буквенно-цифровыми обозначениями полупроводниковых приборов и устройств и областью их применения;

• приобретение навыков выполнения и чтения простых электронных схем;

• углубление понимания основных физических процессов в основных полупроводниковых приборах и устройствах, изучение их устройства, принципа работы и рабочих свойств;

• расчет характеристик и параметров полупроводниковых устройств, предложенных в качестве задания, выбор полупроводниковых приборов;

• приобретение навыков пользования научно-технической и справочной литературой в области электроники.

Общие указания по выполнению и оформлению домашнего задания.

Задание состоит из 7 типовых задач по темам: выпрямители, усилители, импульсные устройства.

Перед выполнением расчетно-графического задания (РГЗ) необходимо повторить соответствующие темы раздела «Электроника», понять особенности работы различных полупроводниковых приборов и устройств.

При оформлении ДЗ следует придерживаться следующего порядка:

1. ДЗ может быть выполнено в отдельной тетради или на листах формата А4, сброшюровано и снабжено титульным листом на котором должно быть указано: наименование учебного заведения и кафедры (А и ПЭ), наименование учебной дисциплины и раздела, по которому выполняется ДЗ, № варианта, фамилия, И.О. студента и преподавателя.

2. Условия задач должны быть переписаны полностью с данными из таблиц для своего варианта и приведены результаты их решения.

3. В настоящих указаниях даются только общие объяснения и расчетные формулы. Однако при выполнении задания следует приводить более подробные объяснения с теоретическим обоснованием и необходимыми иллюстрациями схемами и диаграммами.

4. При записи результатов вычислений вначале привести соответствующую расчетную формулу, а затем подставить в нее численные значения величин, указывая размерность полученного результата. Размерности физических величин должны соответствовать Международной системе единиц (СИ).

5. ДЗ может быть написано «от руки» или с помощью компьютера. При оформлении вручную схемы, рисунки, диаграммы и графики должны выполняться с помощью чертежных принадлежностей. При этом для выполнения диаграмм и графиков целесообразно использовать миллиметровую бумагу.

6. Диаграммы и графики необходимо выполнять с соблюдением масштабных соотношений.

7. При выполнении схем условные графические и буквенно-цифровые обозначения элементов должны удовлетворять требованиям ГОСТов.

Содержание домашнего задания Задача 1.

Выпрямитель состоит из трансформатора и диодного блока вентилей, подключенных к его вторичной обмотке. Нагрузка имеет активный (резистивный) характер. Начертить схему выпрямителя и выбрать подходящие по параметрам диоды. Данные для своего варианта взять из таблицы 1.1, параметры выпрямительных диодов – из таблицы 1.2.

Основными исходными данными для расчета выпрямителей являются средние значения выпрямленного напряжения U_н0 и тока I_н0.

Таблица 1.1

Исходные данные к задаче 1

№ вар.	Схема	Uн0, В	Iн0, А		№ вар.	Схема	Uн0, В	Iн0, А
1	рис. 1, а	6	1		11	рис. 1, а	28,5	2,5
2	рис. 1, б	12	4		12	рис. 1, б	48	16
3	рис. 1, в	24	40		13	рис. 1, в	115	250
4	рис. 1, а	12	5		14	рис. 1, а	36	2
5	рис. 1, б	24	8		15	рис. 1, б	60	50
6	рис. 1, в	36	50		16	рис. 1, в	230	80
7	рис. 1, а	24	6,3		17	рис. 1, а	115	5
8	рис. 1, б	36	8		18	рис. 1, б	230	16
9	рис. 1, в	48	10		19	рис. 1, в	460	125
10	рис. 1, в	60	10		20	рис. 1, в	660	160

Таблица 1.2

Предельные значения параметров выпрямительных диодов

Тип диода	Iпр ср, А	Uобр max, В		Тип диода	Iпр ср, А	Uобр max, В
2Д201А	5	100		2Д2990А	20	600
2Д201Б	10	100		КД2995А	20	50
КД202А	5	50		Д112-16-14	16	840
КД202Б	3,5	50		Д112-25-1	25	40
КД202В	5	100		Д112-25-14	25	840
КД203А	10	600		Д112-32-13	32	780
КД203Б	10	800		Д132-50-14	50	840
КД204В	1	50		Д132-80-14	80	840
КД208А	1,5	100		Д141-100-16	100	1200
2Д213Г	10	100		2Д161-250-4	250	300

Выпрямительные диоды используются в выпрямителях переменного тока низкой частоты (<50 кГц). Основным материалом для их изготовления является монокристаллический кремний. Вентильные свойства диода обусловлены односторонней проводимостью p-n перехода.

Буквенно-цифровое обозначение полупроводниковых диодов состоит из нескольких элементов:

1-й элемент (цифра или буква) – обозначает исходный материал: Г или 1 – германий, К или 2 – кремний, А или 3 – соединения галлия, И или 4 – соединения индия;

2-й элемент (буква) – указывает на подкласс диодов: Д – диоды выпрямительные, С – стабилитроны, Ф – фотодиоды и др.

3-й элемент (цифра) – характеризует основные функциональные возможности диода;

4-й элемент (двузначное число) – порядковый номер разработки технологического типа диода,

5-й элемент (буква) – деление технологического типа на параметрические группы.

Выбор выпрямительных диодов обычно производится по максимально допустимым параметрам, которые определяют границы эксплуатационных режимов, при которых диод может работать безотказно с заданной вероятностью в течение установленного срока службы. К основным из них относятся: I_пр ср – максимально допустимый средний прямой ток, U_обр max – максимально допустимое постоянное обратное напряжение. Первый параметр определяет тепловой режим диода, а второй – коэффициент запаса по обратному напряжению.

Диоды характеризуются также и другими параметрами, определяющими их электрические, тепловые и другие свойства.

С целью упрощения расчета выпрямитель считать идеальным: при нагрузке падения напряжения в трансформаторе и на диодах в прямом направлении не учитывать.