Светодиод
В светодиодах происходит преобразование электрической энергии в световое излучение.
Светодиод имеет две области: одну с большей концентрации примеси, другую с меньшей. Светодиод имеет прозрачный корпус, p-n переход открыт для светового потока из кристалла.
Рисунок 61 – УГО светодиода
При прямом включении в полупроводниковом диоде происходит инжекция неосновных носителей заряда из области с большей концентрацией примеси в область с меньшей концентрацией примеси. Электроны валентной зоны рекомбинируют с основными носителями заряда этой области. При рекомбинации происходит перемещение электронов из зоны проводимости в валентную зону. В результате рекомбинации в окружающее пространство выделяется фотон, энергия которого почти равна энергии запрещенной зоны (рисунок 62).
WФ = h ∙ c / WЗЗ
Чем шире запрещенная зона, тем короче длина волны. Светодиод испускают различный спектральный состав. Светодиоды видимого света изготавливают из фосфата галлия, карбида кремния и др. Светодиоды инфракрасного излучения – из арсенида галлия.
Рисунок 62 – Энергетическая диаграмма, поясняющая работу светодиода
Оптроны
Оптроном называется полупроводниковый прибор, в котором конструктивно объединены источник и приемник излучения, имеющие между собой оптическую связь. Оптроны предназначены для коммутации цепей большой мощности c цепями малой мощности (осуществляют гальваническую развязку цепей).
Структурная сема оптрона приведена на рисунке 63.
Рисунок 63 – Структурная схема оптрона:
ИС – источник света;
ОК – оптический канал ;
ФП – фотоприемник.
В зависимости от типа фотоприемника различают следующие типы оптронов: фоторезисторный, фотодиодный и т.д. (рисунок 62).
Условное обозначение:
Рисунок 64 – УГО существующих оптронов
Вопросы самоконтроля:
Фотоэффект. Внешний, внутренний фотоэффект, световой поток.
Фоторезистор, устройство.
Схема включения фоторезистора, принцип работы.
Фотодиод, устройство.
Схема включения фотодиода, принцип работы.
Фототранзистор, устройство.
Схема включения фототранзистора, принцип работы.
Оптрон, УГО существующих оптронов, применение.
Структурная схема оптрона, назначение функциональных блоков.
Л1:[с. 186-198]
Домашнее задание
Задача № 1 |
Укажите, в каком направлении включен p-n переход, если: а) электроны перемещаются справа налево; б) электроны в этой области являются Н.Н. заряда. |
Задача № 2 |
|
Укажите, в каком направлении включен p-n переход, если: а) дырки перемещаются слева направо; б) дырки в этой области являются О.Н. заряда. |
|
Задача № 3 |
|
|
|
Задача № 4 |
|
|
|
Задача № 5 |
|
Задача № 6 |
Расшифровать маркировку диода ГД 407 А. |
Задача № 7 |
Расшифровать маркировку диода КС 168 А. |
Задача № 8 |
|
Определите крутизну ВАХ выпрямительного диода. Положение рабочей точки задано UПР = 1,4 В, IПР = 0,6 А.
|
|
Задача № 9 |
|
Определите внутреннее сопротивление выпрямительного диода для прямого включения, при переменном токе. Положение рабочей точки задано UПР = 1,4 В, IПР =0,6 мА. |
|
Ответ: 500 Ом |
|
Задача № 10 |
|
Определите сопротивление выпрямительного диода для прямого включения, при постоянном токе. Положение рабочей точки задано UПР = 1,6 В, IПР = 1 мА. |
|
кОм |
|
Задача № 11 |
Задача № 12 |
Задача № 13 |
|
Определите сопротивление стабилитрона постоянному току. Положение рабочей точки задано UОБР = 3,4 В, IОБР = 40 мА. |
|
Ответ: 85 Ом |
|
Задача № 14 |
|
Определите динамическое сопротивление стабилитрона. Положение рабочей точки задано UОБР = 3,4 В, IОБР = 40 мА, амплитуда напряжения UМ = 0,2 В. |
|
Ответ: 5 Ом |
|
Задача № 15 |
Расшифровать маркировку транзистора КТ903 Б. |
Задача № 16 |
Расшифровать маркировку транзистора КТ208 М. |
Задача № 17 |
|
Определите по статическим характеристикам БТ, включенного по схеме с ОЭ, входное сопротивление. Положение рабочей точки задано UР.Т. = 1,2 В, IР.Т. = 60 мА. |
|
|
|
Задача № 18 |
|
Определите по статическим характеристикам БТ, включенного по схеме с ОЭ, коэффициент обратной связи по напряжению. Положение рабочей точки задано UР.Т. = 1,2 В, IР.Т. = 60 мА. |
|
Ответ: 0,076 раза |
|
Задача № 19 |
|
Определите по статическим характеристикам БТ, включенного по схеме с ОЭ, коэффициент усиления по току. Положение рабочей точки задано UР.Т. = 10 В, IР.Т. = 3 мА. |
|
Ответ: 44 раза |
|
Задача № 20 |
|
Определите по статическим характеристикам БТ, включенного по схеме с ОЭ, выходную проводимость. Положение рабочей точки задано UР.Т. = 10 В, IР.Т. = 3 мА. |
|
|
|
Задача № 21 |
|
Начертите на статических характеристиках БТ, включенного по схеме с ОЭ нагрузочную линию и определите амплитуду тока коллектора. Величина сопротивления RК = 2 кОм и напряжение источника питания EК = 10 В. |
|
|
|
Задача № 22 |
Расшифровать маркировку транзистора КП902К. |
Задача № 23 |
|
Определите по статическим характеристикам ПТ, включенного по схеме с ОИ, крутизну ВАХ. Положение рабочей точки задано UР.Т. = 6 В, IР.Т. = 1,8 мА. |
|
Ответ: 2,8 мА/В |
|
Задача № 24 |
|
Определить по статическим характеристикам ПТ, включенного по схеме с ОИ, выходную проводимость. Положение рабочей точки задано UР.Т. = 6 В, IР.Т. = 1,8 мА. |
|
