- •Основные электрофизические явления в полупроводниковых материалах. Общая характеристика и классификация полупроводниковых приборов (ппп) и устройств (ппу) на их базе.
- •Полупроводник n-типа
- •Полупроводник р-типа
- •Электронно-дырочный переход (p - n - переход)
- •Прямое и обратное включение p-n- перехода.
- •Вах p-n- перехода.
- •Полупроводниковые резисторы
- •Полупроводниковые диоды
- •Вольт-амперная выпрямительного диода:
- •Специальные типы диодов
- •Биполярные и полевые транзисторы. Их характеристики и практическое применение.
- •Биполярные транзисторы
- •Режимы работы биполярного транзистора.
- •Схемы включения и основные параметры биполярных транзисторов
- •Вольт-амперные характеристики биполярного транзистора.
- •Полевые транзисторы.
- •I- линейная область, II- область насыщения, III- область пробоя,
- •Основные параметры полевых транзисторов
- •Ппу – особенности устройства и практического применения. Применение полупроводниковых диодов.
- •Однофазная однополупериодная схема выпрямления
- •Однофазная мостовая схема
- •Сглаживающие фильтры.
- •Применение стабилитронов.
- •Параметрический стабилизатор напряжения
- •Применение полупроводниковых транзисторов.
- •Транзисторный каскад с общим эмиттером.
- •Логические элементы. Логические элементы
- •Шифратор
- •Дешифратор
- •Триггеры.
- •Jk-триггер
- •Т-триггер
- •Применение тиристоров. Управляемый выпрямитель.
Ппу – особенности устройства и практического применения. Применение полупроводниковых диодов.
На базе полупроводниковых выпрямительных диодов строятся схемы неуправляемых выпрямителей.
Выпрямителями называются устройства, преобразующие электрическую энергию переменного тока в энергию постоянного тока. Структурная схема выпрямителя представлена на рис. 11.
Силовой трансформатор – преобразует переменное питающее напряжение (необходимое напряжение, гальваническая развязка).
Вентиль – обладает односторонней проводимостью и обеспечивает преобразование переменного тока в выпрямленный (ток одного направления).
Сглаживающий фильтр – преобразует выпрямленный ток в ток близкий по форме к постоянному току.
Нагрузка – активная, активно-индуктивная, активно-емкостная, противоЭДС.
Выпрямители называются неуправляемыми, если величина напряжения на выходе выпрямителя (UН.СР) определяется только переменным напряжением U на его входе:
где – коэффициент пропорциональности, характерный для данной схемы выпрямления, называемый коэффициентом схемы выпрямления.
К выходным параметрам выпрямителя относятся: номинальное среднее выпрямленное напряжение UН.СР; номинальный средний выпрямленный ток ; коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения; частота пульсаций выпрямленного напряжения; внутренне сопротивление выпрямителя.
Коэффициентом пульсаций называется отношение амплитуды первой гармоники колебаний выпрямленного напряжения к среднему значению выпрямленного напряжения.
Для классификации выпрямителей используют различные признаки и особенности их конструкции: количество выпрямленных полуволн (полупериодов) напряжения, число фаз силовой сети, тип сглаживающего фильтра и т. п.
По количеству выпрямленных полуволн различают однополупериодные и двухполупериодные выпрямители. По числу фаз однофазные, двухфазные, трехфазные и шестифазные выпрямители.
По схеме включения вентилей различают выпрямители с параллельным, последовательным и мостовым включением вентилей.
Однофазная однополупериодная схема выпрямления
Однофазная мостовая схема
Однофазная однополупериодная схема выпрямления
Простейшим выпрямителем является схема однофазного однополупериодного выпрямителя. Схема и временные диаграммы, поясняющие работу однофазного однополупериодного выпрямителя, представлены на рисунке 13.
Рис. 13.
Если входное напряжение изменяется по гармоническому закону , то на интервалеполупроводниковый диодVD смещен в прямом направлении, следовательно, напряжение и ток на нагрузочном резисторе повторяют форму входного сигнала.
На интервале диод смещен в обратном направлении. Выходное напряжение на нагрузке и ток равны нулю.
Спектральный состав выпрямленного напряжения, полученный в результате разложения однополупериодных импульсов выпрямленного напряжения, имеет вид:
,
где UН.СР. = - постоянная составляющая выпрямленного напряжения (среднее значение выпрямленного напряжения);
КСХ. = 0,45.
-основная гармоника выходного напряжения.
Коэффициент пульсации определяется отношением амплитуды основной гармоники к среднему значению выпрямленного напряжения:
.
Однополупериодный выпрямитель имеет низкую эффективность из-за высокой пульсации выпрямленного напряжения, поэтому находит ограниченное применение.