- •Федеральное государственное образовательное учреждение
- •1. Электрические цепи постоянного тока
- •1.1. Электрическая цепь постоянного тока. Параметры элементов цепи. Закон Ома
- •1.2. Источник эдс и источник тока
- •1.3. Законы Кирхгофа. Использование законов Кирхгофа для расчета электрических цепей
- •1.4. Эквивалентные преобразования электрических цепей
- •1.4.1. Последовательное соединение элементов.
- •1.4.2. Параллельное соединение элементов.
- •1.4.3. Смешанное соединение резистивных элементов.
- •2. Электрические цепи переменного тока
- •2.1. Генерация синусоидальной эдс. Основные величины, характеризующие переменный ток
- •2.2. Представление синусоидальных величин аналитически, графически, вращающимися векторами, комплексными числами
- •2.3. Цепь переменного тока с активным сопротивлением
- •2.4. Цепь переменного тока с индуктивностью
- •2.5. Цепь переменного тока с ёмкостью
- •2.6. Неразветвлённая цепь переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью. Резонанс напряжений
- •2.7. Разветвленная цепь однофазного переменного тока. Резонанс токов
- •2.8. Коэффициент мощности
- •3. Трёхфазные электрические цепи
- •3.1. Преимущество трёхфазного тока. Принцип получения трёхфазной эдс
- •3.2. Соединение источников и потребителей электрической энергии звездой. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной и несимметричной нагрузках
- •3.2.1. Наличие нулевого провода
- •3.2.2. Отсутствие нулевого провода
- •3.3. Обрыв фазы и короткое замыкание фазы без нулевого провода при соединении источников энергии и потребителей звездой
- •3.3.1. Обрыв фазы a
- •3.3.2. Короткое замыкание фазы a
- •3.4. Соединение источников и приёмников электроэнергии треугольником. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной и несимметричной нагрузках
- •3.5. Обрыв фаз и обрыв линейного провода при соединении источников и потребителей треугольником
- •3.5.1. Обрыв фазы ab
- •3.5.2. Обрыв фаз ab и bc
- •3.5.3. Обрыв линейного провода
- •3.6. Мощность трёхфазной цепи
- •4. Приборы электроники и автоматики
- •4.1. Фоторезисторы и фотодиоды. Устройство, принцип действия
- •4.2. Фототранзисторы, фототиристоры, оптроны.
- •Приложение Расчёт электрической цепи постоянного тока с использованием законов Кирхгофа в среде matlab
- •1.1. Условия задачи
- •Библиографический список
- •Cодержание
4.2. Фототранзисторы, фототиристоры, оптроны.
Устройство, принцип действия
Фототранзисторами называются полупроводниковые приборы с трёхслойной структурой типа n-p-n или p-n-p с двумя запирающими p-n переходами при отключенной базе, освещаемой через окно в корпусе.
На рис.4.8 изображена схема фототранзистора р-n-р структуры, поясняющая его устройство и принцип действия.
Рис.4.8. Схема фототранзистора р-n-р структуры, поясняющая его устройство и принцип действия
Фототранзистор имеет два рабочих электрода эмиттер Э и коллектор К, через окно база Б управляется световым потоком Ф. В исходном положении (без освещения) для цепи, в которой фототранзистор ФТ питается через нагрузочное сопротивление от источниказапирающий переходП1 открыт, а переход П2 закрыт. При освещении, под действием фотонов света, в базовой области образуются пары электрон-дырка носителей зарядов. Дырки, под действием внешнего источника , проходят через закрытый коллекторныйn-p-переход П2, вызывая образование и увеличение фототока , пропорционально увеличению освещения базы. На рис.4.9 изображены вольтамперные характеристики фототранзистораприФ = Const.
Рис.4.9. Вольтамперные характеристики фототранзистора р-n-р структуры при постоянных значениях световых потоков
Фототранзисторы отличаются от фотодиодов большой чувствительностью.
Фототиристорами называются полупроводниковые приборы p1-n1-p2-n2 структуры с тремя запирающими переходами П1, П2, П3, двумя рабочими электродами анод А, катод К и, отключенным управляющим электродом УЭ. Управление фототиристором производится световым потоком Ф через окно области p2, расположенное в районе управляющего электрода.
На рис.4.10 изображены структура фототиристора и схема подключения его к источнику питания через нагрузку.
Рис.4.10. Структура фототиристора и схема подключения его к источнику питания через нагрузку
Без светового потока Ф переход П2 закрыт. При освещении через окно в области p2 происходит фотогенерация носителей зарядов электрон-дырка. Из области n1 дырки переходят в область p2 и далее через открытый переход П3 в область n2. При питании через нагрузку проходит фототок , который пропорционален, падающему на фототиристор световому потокуФ. Без освещения фототиристор может быть использован как обычный тиристор.
По сравнению с фототранзисторами фототиристоры обладают высокой нагрузочной способностью при малой мощности светового сигнала, а также памятью и высоким быстродействием.
На рис.4.11 изображены вольтамперные характеристики фототиристора приФ = Const, которые показывают, что при увеличении светового потока Ф уменьшается напряжение переключения .
Рис.4.11. Вольтамперные характеристики фототиристора при постоянных значениях световых потоков
Оптронами называются полупроводниковые приборы, содержащие источник излучения и приемник излучения, управляемый этим излучением.
На рис.4.12 изображён оптрон, в котором в качестве источника излучения используется светодиод, а в качестве приёмника фототранзистор, объединённые в одной конструкции. Приёмником может быть фоторезистор, фотодиод, фототиристор. Оптрон может работать в качестве усилительного или переключающегося элемента. Преимущество оптрона – гальваническая развязка входной и выходной цепей.
На рис.4.13 изображены вольтамперные характеристики оптрона приФ = Const.
Рис.4.12. Схема подключения оптрона к источникам питания
Рис.4.13. Вольтамперные характеристики оптрона при постоянных значениях световых потоков светодиода