1 Билет

1.Тиристоры, основные физические процессы

Тиристорами называют полупроводниковые приборы с двумя устойчивыми режимами работы (включен, выклю­чен), имеющие три или более p-n-переходов. Тиристор по своему принципу — прибор ключевого действия. Во включенном состоянии он подобен замкну­тому ключу, а в выключенном — разомкнутому ключу. Те тиристоры, которые не имеют специальных электродов для подачи сигналов с целью изменения состояния, а име­ют только два силовых электрода (анод и катод), называ­ют неуправляемыми, или диодными, тиристорами (динисторами- как правило, используются в слаботочных импульсных устройствах.). Иначе тиристоры называют управляемыми тиристорами, или просто тиристорами. Существует большое количество различных тиристо­ров. Например управляемый по катоду незапираемый тиристо­р с тремя выводами (два силовых и один управляющий), который проводит ток только в одном направлении.

Обозначение:

Простейшая схема с тиристором: · ia— ток анода (силовой ток в цепи анод-катод ти­ристора);

· uак— напряжение между анодом и катодом;

· iу — ток управляющего электрода (в реальных схемах используют импульсы тока);

· иук — напряжение между управляющим электродом и катодом;

· ипит — напряжение питания.

Предположим, что напряжение питания меньше так называемого напряжения переключения Unep  и что после подключения источника питания импульс уп­равления на тиристор не подавался. Тогда тиристор будет находиться в закрытом (выключенном) состоянии. При этом p-n-переходы П1 и П3 будут смещены в прямом на­правлении, а переход П2 — в обратном направлении, поэтому ток тиристора и анода будет равен 0.iа=0. Если соотношение ипит >ипер или что после подключения источника питания (даже при выполнении условия ипит < unep) был подан им­пульс управления достаточной величины, то тиристор бу­дет находиться в открытом (включенном) состоянии.

 Существуют тиристоры, для которых напряжение Unepбольше, чем 1кВ, а максимально допустимый ток iaболь­ше, чем 1кА.

Для включении тиристора на него подают обратное напряжение причем больше времени выключения(tвыкл.составляет 1-10мк. Сек)

Динисторы, естественно, могут включаться только по аноду. Существуют так называемые запираемые тиристоры, которые могут быть выключены с помощью тока управ­ления.Если на тиристор подано обратное напряжение иак<0,то переходы П1 и П3 смещаются в обратном направлении и через тиристор протекает малый обратный ток. Существуют симметричные тиристоры (симисторы, триаки). Каждый симистор подобен паре рассмотренных тиристоров, вклю­ченных встречно-параллельно .

ВАХ одностороннего

ВАХ двухстороннего

2. Импульсный режим работы и цифровое представление преобразуемой информации.

Импульсный режим работы электронного устройства характерен резкими изменениями токов и напряжений. При этом в промежутках времени между этими изменени­ями токи и напряжения меняются сравнительно мало. Импульсный режим широко используется в устройствах как силовой, так и информативной электроники. Им­пульсный режим устройства силовой электроники по­зволяет существенно повысить коэффициент полезного действия.

Импульсный режим работы устройств информативной электроники имеет следующие два важнейших преимуще­ства: резко повышается помехоустойчивость, так как и при высоком уровне помех обычно не возникает проблемы отличить одно состояние схемы от другого, а именно состояние схемы определяет информацию о преобразуемом сигнале; информация о сигнале простым и естественным образом представляется в цифровой форме, что по­зволяет использовать большие и всё возрастающие возможности цифровой обработки информации.

Для цифрового представления информации характер­но полное абстрагирование от особенностей электричес­ких процессов в электронной схеме, выполняющей обра­ботку сигналов. В устройствах цифровой электроники в большинстве случаев используются сигналы двух уровней — высокого и низкого. При этом обычно имеются в виду уровни на­пряжения, а не тока. Цифровые схемы конструируют та­ким образом, чтобы воздействие некоторого сигнала оп­ределялось не конкретным значением его напряжения, а тем, к какому из двух разновидностей сигналов (высоко­го или низкого уровня) этот сигнал относится. Предпола­гается, что каждый сигнал характеризуется «разумным» уровнем напряжения. При конструировании цифровых схем предпринимаются все меры к тому, чтобы, например, сигнал высокого уровня был не очень малым и не очень большим по напряжению. Если напряжение сигнала на­ходится в установленных пределах, то конкретное значе­ние напряжения практически никак не влияет на реакцию того устройства цифровой электроники, на которое этот сигнал подан. Такие сигналы принято называть цифровы­ми. Сигналы, не являющиеся цифровыми, называют ана­логовыми.

На этой диаграмме, соответствующей цифровым схе­мам транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), имеющей напряжение питания 5 В, укажем диапазоны напряжений для входных и выходных сигналов (заштрихованные пря­моугольники). Это такие диапазоны, что сигнал, оказав­шись в одном из них, безошибочно квалифицируется как сигнал высокого или низкого уровня. Высокому и низко­му уровню сигналов ставятся в соответствие логические состояния 1 («истина») и 0 («ложь»). Если высокому уров­ню сигналов ставится в соответствие состояние 1, а низ­кому — состояние 0, то говорят о так называемой пози-  тивной логике. Если высокому уровню соответствует со­стояние 0, а низкому — 1, то говорят о так называемой негативной логике.