Завдання
1 Призначення і класифікація електричних мереж.
2 Електричні проводи та кабелі. Призначення, маркування, застосування для прокладки електричних мереж.
3 Класифікація споживачів електроенергії по надійності електропостачання.
4 Розрахунок проводів по допустимій втраті напруги в лініях постійного,
однофазного і трифазного струму.
5 Розрахунок електричних проводів по допустимому нагріву.
6 Дія електричного струму на організм людини. Категорії електротравм. Небезпечні напруги дотику в різних виробничих приміщеннях.
7 Двофазні і однофазні дотику. Однофазное дотик втрьохпровідний і чьотирьох мережах.
8 Коли і з якою метою застосовуються заземлення та занулення електрообладнання в різних трифазних мережах? Правила організації заземлення та занулення.
Форма контролю
Перевірка відповідей на питання, виконаних завдань.
ВИКЛАДАЧ – Ковальова Т.І.
Самостійна робота № 11 (4 год.)
ТЕМА: 2.1 Напівпровідникові прилади
МЕТА: ознайомлення з фізичними властивостями напівпровідників, формування пізнавальної самостійності, навичок працювати з навчальною літературою
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ:
1 Васильєва Л.Д. Напівпровідникові прилади : Підручник / Л.Д.Васильєва, Б.І.Медведенко, Ю.І.Якименко: – К. : ІВЦ «Видавництво «Політехніка», 2003. – С. 75-98, 102-202, 324, 367-376.
2 Колонтаєвський Ю.П. Електроніка і мікросхемотехніка / Ю.П.Колонтаєвський, А.Г.Сосков. - К. : Каравела, 2009. – С. 17 - 66
3 Матвієнко М.П. Комп'ютерна логіка: Навчальний посібник / М.П. Матвієнко. - К. : Видавництво Ліра-К, 2012. – 288 с. – С.8 – 9, 20 – 28, 162-211.
4 Матвійків М.Д. Елементна база електронних апаратів: підруч. / М.Д. Матвійків, В.М. Когут, О.М. Матвійків. – 2–ге вид. – Л.: Вид-во Львів. Політехн., 2007. – С. 157-180.
ПЛАН
1 Напівпровідникові резистори, основні визначення
2 Стабілітрони і їх застосування. Варикапи
3 Польові транзистори (ПТ), їх особливості і побудова
Зміст теоретичного матеріалу
1 Напівпровідникові резистори, основні визначення.
Напівпровідникові резистори – це НП прилади з двома виводами з однорідного напівпровідника без p-n-переходів.
Принцип дії напівпровідникових резисторів (рис.45) заснований на властивостях напівпровідників змінювати свій опір під дією температури, електромагнітного випромінювання, прикладеної напруги і інших факторів. До НП резисторів відносяться:
- лінійні резистори;
- терморезистори;
- фоторезистори;
- варистори.
Рисунок 45 – Умовні позначення лінійнго резистора (а), варистора (б), терморезистра (в), фото резистора (г)
2 Стабілітрони і їх застосування. Варикапи
Для роботи при напрузі, що перевищують напругу пробою діода, призначені спеціальні діоди, які називаються стабілітронами (Zener diode).
У цьому випадку область зворотних напруг, при якій настає пробій, називається областю стабілізації.
Коли зворотна напруга досить велика, щоб викликати пробій стабілітрона, через нього тече високий зворотний струм. До настання пробою зворотний струм невеликий, після різко зростає. Це відбувається тому, що опір стабілітрона зменшується при збільшенні зворотної напруги.
Стабілітрони випускають з певною напругою пробою, яка називається напругою стабілізації Uст. Паспортна напруга пробою - зворотна напруга при струмі стабілізації, який трохи менше максимального струму стабілізації Iмакс (максимальний зворотний струм, який може текти через стабілітрон без перевищення максимально допустимої потужності розсіювання, зазначеної виробником).
а) б)
Рисунок 46 - Вольт-амперна характеристика (ВАХ) стабілітрона (а) і його умовне графічне позначення (б)
На рисунку 47 наведена схема включення стабілітрона.
Рисунок 47 - Простіша схема включення
Схема являє собою дільник напруги, який містить резистор Rб і стабілітрон VD.
Найбільш частіше стабілітрон працює при RН = const , напруга джерела живлення Е нестабільна.
Щоб отримати стабільну напругу більш низьку, чим на стабілітроні, то паралельно з навантаженням включають додатковий резистор, опір якого розраховують за законом Ома (рис.48,а).
Для збільшення Uст послідовно включають декілька стабілітронів, розрахованих на однакові струми (рис.48,б).
Рисунок 48 – Схеми включення стабілітрона для зменшення (а) та збільшення Uст
Варикап – це НП діод, принцип дії якого базується на залежності бар′єрної ємності закритого р-п переходу від величини зворотної напруги, тобто це конденсатори змінної ємності, які керуються не механічно, а електрично, тобто зміною зворотної напруги.
Відміність від звичайного конденсатора: у звичайному конденсаторі відстань між його пластинами, а отже, і його ємність не залежать від напруги, прикладеної до конденсатора.
Основний матеріал – кремній і арсенід галію.
Структура р-п переходу – площинна.
На рисунку 49,а наведена схема вмикання варикапа. На варикап подають зворотну напругу.
а) б)
Рисунок 49 – Схема вмикання (а) та вольт-фарадна характеристика варикапа
Основна характеристика варикапа - залежність його ємності від величини зворотної напруги Сб = f (Uзв) (вольт - фарадна характеристика) (рис.49,б).
Залежно від призначення величина номінальної ємності варикапів може бути в межах від декількох пікофарад до сотень пікофарад. Залежність ємності варикапа від прикладеної напруги визначається технологією виготовлення р-п переходу.
3 Польові транзистори (ПТ), їх особливості і побудова.
Польові транзистори (уніполярні) – НП прилади, у яких для утворення струму транзистора використовуються носії заряду тільки одного типу (дірки або електрони). Основною їх ознакою є відсутність на шляху проходження струму p-n-переходів (рис.50), а область, по якій проходить струм називається каналом.
Канал має два виводи: витік (В) – звідки рухаються вільні носії зарядів і стік (С) – куди ці заряди стікаються. Третій вивід, який виходить із області напівпровідника протилежного каналу типу провідності, називають затвором (З), що використовується для регулювання площі перетину каналу.
Залежно від типу провідності каналу вони поділяються на транзистори з р-каналом або n-каналом, чим визначається полярність прикладеної напруги (рис.50,б).
Рисунок 50 – Польовий транзистор з n- каналом: а) структура; б) робочий режим
Під дією напруги UСВ вільні носії заряду утворюють в каналі (центральній частині транзистора) струм, величину якого можна регулювати напругою UВЗ, при сталій напрузі UСВ.
Польові транзистори керуються вхідною напругою.
Ширина p-n- переходу біля стоку С більш ніж біля витоку В.
Сучасні польові транзистори виконуються з ізольованим від каналу затвором. Введення шару діелектрика зменшує струм впливу. Такі транзистори називають МДН (метал-діелектрик-напівпровідник) або МОН (метал-окисел-напівпровідник), які широко використовуються в інтегральних схемах. Схемні позначення польових транзисторів зображено на рисунку 51.
Рисунок 51 – Схемні позначення польових транзисторів: з р-каналом (а); з n-каналом (б); з ізольованим затвором з вбудованим n-каналом (в) та р-каналом (г); з ізольованим затвором з індукованим n-каналом (д) та р-каналом (е)
ПТ мають наступні характеристики:
- вхідні – стокозатворні (рис.52) - Іс = f(Uзв), при Uсв = const (залежність струму стоку від напруги затвір-витік за фіксованої напруги стік-витік;
Рисунок 52 – Стокозатворна ВАХ ПТ з керуючим p-n – переходом
- вихідні – стокові (рис.53) - Іс = f(Uсв), при Uзв = const (залежність струму стоку від напруги стік-витік за фіксованої напруги затвір-витік).
Рисунок 53 – Стокові ВАХ ПТ з керуючим p-n - переходом