Мостовая схема выпрямителя (имеет наибольшее применение)
Эта схема имеет такие же значения U0 и Кп, что и предыдущая, но ее преимущество в том, что Uобр ≈ 1,57 U0 в два раза меньше. Кроме того, вторичная обмотка трансформатора содержит вдвое меньше витков, чем вторичная обмотка в предыдущей схеме.
Умножитель –удвоитель 2-х полупериодный
Параметры схемы идентичны мостовой схеме, однако на ее основе могут быть получены умноженные в 2, 3, 4 и т.д. выпрямленные напряжения без применения повышающего трансформатора ( напр. умножители в телевизо-рах для формирования в/вольтного напряжения питания кинескопа). Ниже приведена практическая схема одного из видов такого умножителя. Работа схемы: При «+» на нижнем зажиме тр-ра диод Д1 открывается и заряжается конденсатор С1 до амплитуды U2m. В другой полупериод («+» на верхнем зажиме тр-ра) через открытый диод Д2 заряжается С2 от суммарного напря-жения конденсатора С1 и напряжения U2m , поэтому на нагрузке – удвоенное напряжение 2 U2m ! Обратное напряжение на диодах Uобр ≈ 2,09 U0 .
Практическая схема умножителя напряжения в 10-12 раз
Все выпрямители входят в состав профессиональной, бытовой и другой РЭА в качестве блоков питания (БП), в которых выпрямленное напряжение подвергается сглаживанию пульсаций и стабилизируется на нагрузке от влияния различных дестабилизирующих факторов. Ниже показан типовой БП.
Однако, такой типовой БП имеет большие вес и габариты, определяемые размерами трансформатора и сглаживающего фильтра. В настоящее время такие БП вытесняются импульсными преобразовательными устройствами, работающими на частотах, составляющих десятки и сотни килогерц. При этом достигается значительное уменьшение размера и веса устройства.
2.
Стабилитроны, варикапы, туннельные диоды и тиристоры Стабилитроны
Стабилитрон – это п-проводниковый диод, у которого пробойный участок обратной ветви ВАХ используется для стабилизации выпрямленного напряжения.
Диапазон тока 1-2 обратно включенного диода является рабочим участком стабилитрона, в области которого напряжение на диоде не зависит от тока и является стабилизирующим напряжением.
Принцип
работы:
при изменении напряжения
на
величину
ток
диода на участке 1-2 изменяется
соответственно на величину
, где
– номинальный
ток стабилитрона, указываемый в
справочниках.
Варикапы
Варикап – это п-проводниковый диод, у которого ширина обратно смещенного Р-N перехода используется как управляемая емкость.
Обозначение и вольт-фарадная характеристика варикапа
Из графика следует, что чем больше приложенное к варикапу обратное напряжение, тем меньше ёмкость варикапа.
Типовая схема включения варикапа в колебательный контур
Принцип работы: при изменении напряжения управления Uупр с помощью резистора R2, изменяется ёмкость варикапа, что, в свою очередь, приводит к изменению резонансной частоты колебательного контура. Варикапы используются в системах ДУ телевизоров, АПЧ приёмников и радиотелефонов для настройки на частоту передатчика и в других устройствах автоматики .
Туннельный и обращенный диоды
Туннельные – это ПП-диоды, у которых в прямой ветви ВАХ имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротив-лением, позволяющим их применять для генерирования ВЧ колебаний и в быстродействующих узлах импульсных переключателей схем автоматики.
Обычные ПП-диоды – это пассивные приборы, в которых энергия источника переходит в тепловую (положительное сопротивление), а туннельный диод-единственный активный прибор, так как обладает отрицательным сопротив-лением, увеличивающим энергию тока! Его падающий участок «Б-В» обус- ловлен квантомеханическим туннельным эффектом, заключающемся в том, что вопреки законам классической механики в отсутствие внешнего напряжения при очень узком р-п переходе в т.н. вырожденных полупровод-никах (с высокой концентрацией примесей атомов около 1024 1/м3) в P-N переходе создается сильное эл.поле Е ≈ 108 В/м и очень тонкий ( 5-15 нм) потенциальный барьер, и практически без затраты энергии электроны проводимости n-области непосредственно проникают (туннелируют) через этот барьер (показаны стрелками) на свободные уровни (дырки) ВЗ р-области, а валентные электроны р-области туннелируют в ЗП п-области т.е. возникает равновесный туннельный ток .При приложении обратного и небольшого прямого напряжений одна из составляющих тока начинает преобладать и образует ток туннельного эффекта (участок АОБ на ВАХ).
В максимальной точке Б ВАХ электроны с n-стороны достигают всех вакантных состояний на p-стороне и дальнейший рост числа туннелирующих электронов не приводит к перемещению их через барьер из-за отсутствия нужных энергетических уровней, и в результате ток уменьшается до нуля (участок Б-В) При этом в энергетической диаграмме потолок ВЗ p-стороны совмещается с дном ЗП n-стороны (рисунок «в» ниже). По мере дальнейшего повышения прямого напряжения (рисунок «г») туннельный эффект полностью прекращается и p-n переход приобретает свойства обычного диода (участок ВГ ВАХ рисунок «б»).
