Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
экзамен пром. электороника.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
11.07.2024
Размер:
112.1 Кб
Скачать

23. Охарактеризовать тринисторы, их вах и основные параметры.

Тринистором, или, иначе, триодным тиристором, называют переключательный компонент с тремя электронно-дырочными переходами, и тремя выводами – анодом, катодом и управляющим электродом. Тринисторы обладают аналогичной динисторам структурой, а отличие состоит в наличии управляющего электрода – дополнительного вывода, подключённого к одной из баз. Если через управляющий электрод тринистора пропустить отпирающий ток, то тринистор перейдёт в открытое состояние. В зависимости от того, к какой именно из баз будет подсоединён управляющий электрод, можно организовать включение тринистора при приложении отпирающего напряжения между управляющим электродом и либо анодом, либо катодом. Вольтамперная характеристика тринистора похожа на вольтамперную характеристику динистора. Однако отпирание тринистора обычно происходит при существенно более низком прямом напряжении, чем необходимо динистору, и к открыванию тринисторной структуры приводит протекание тока через управляющий электрод. Чем больше ток управляющего электрода, тем при более низком прямом напряжении тринистор перейдёт в открытое состояние, что отражено на вольтамперной характеристике тринистора.

I – участок, на котором тринистор открыт; II – участки отрицательного сопротивления и пробоя коллекторного перехода; III – участок запертого состояния тринистора в прямом включении; IV – участок обратного включения динистора.

Когда через управляющий электрод протекает отпирающий ток, возрастает скорость носителей заряда, которые инжектируются через коллекторный переход, что инициирует принудительное отпирание тринистора. После включения незапираемый тринистор не реагирует на изменение силы тока управляющего электрода. Чтобы закрыть тринистор, необходимо уменьшить силу тока, протекающего по аноду и катоду, ниже тока удержания, либо поменять полярность напряжения, приложенного между анодом и катодом. Если управляющий электрод тринистора обесточен, то тринистор функционирует совершенно так же, как динистор. В незапираемых тринисторах управляющий электрод занимает небольшой участок кристалла полупроводника, ориентировочно в несколько процентов.

Тринисторы широко применяют в регуляторах мощности, контакторах, ключевых преобразователях и инверторах и пр. Некоторое ограничение на внедрение тринисторов накладывает их частичная управляемость.

24. Дать понятие фотоэффекта. Что такое внутренний и внешний фотоэффект.

Фотоэффект-выбивание электронов под действием света.

Внутренний фотоэффект. Энергия фотона затрачивается на работу выхода, а остаток энергии переходит не в кинетическую энергию электронов, вылетевших из вещества, а на создание разности потенциалов. Для внутреннего фотоэффекта существует красная граница-частота ниже которой энергии фотона недостаточно для работы выхода при этом фотоэффект пропадает.

Внешний фотоэффект. Согласно теории Эйнштейна, свет существует только в виде фотона. Поглощение фотонов может быть только целиком.

25. Охарактеризовать сферу применения фотоэффекта. Законы внешнего фотоэффекта.

Фотоэлектрические явления: Фотоэффект используется в фотоэлементах и фотоэлектронных умножителях для детектирования света и измерения его интенсивности.

Анализ поверхностей: с помощью фотоэффекта можно исследовать химический состав и структуру поверхности материалов, используя методы, такие как фотоэлектронная спектроскопия (XPS) и ультрафиолетовая фотоэмиссия.

Фотохимические реакции: фотоэффект играет ключевую роль в фотохимических реакциях, таких как фотосинтез, фотоокисление и фотопроводимость полупроводников.

Оптика и лазерная техника: фотоэффект используется в оптических приборах, таких как фотоумножители и фотодиоды, а также в лазерной технике для создания и управления световыми пучками.

Медицинская диагностика: В медицине фотоэффект применяется для создания изображений в рентгенологии и других методах медицинской диагностики.

Электроника и квантовые технологии: в современной электронике и квантовых технологиях фотоэффект используется для создания фотоэлектронных приборов, квантовых компьютеров и детекторов одиночных фотонов.

Законы внешнего фотоэффекта

1. Если напряжение увеличить, то большую электронов достигнет анода. Фототок будет расти пока не достигнет насыщения. Более высокое облучение выбивает больше электронов. Первый закон гласит: фототок насыщения прямо пропорционально световому потоку падающему на каток.

2 Если напряжение уменьшить, то оно будет тормозить электроны долетающие до анода, следовательно можно оценить кинетическую энергию электрона. Кинетическая энергия будет зависеть не от мощности, а от частоты обучения (второй закон).

3. Красная граница фотоэффекта зависит только от вещества катода.

26. Дать понятие, что такое фотоэлектронные приборы и описать физические процессы в них протекающие.

Фотоэлектронные приборы-это устройства, использующие эффект фотоэлектрической эмиссии для преобразования световой энергии (фотонов) в электрический ток. Основными физическими процессами в фотоэлектронных приборах являются:

Фотоэффект-это явление, при котором электроны в материале вырываются под действием падающих на них фотонов. Для того чтобы фотоэффект произошел, энергия фотона должна быть не менее определенного порогового значения, которое зависит от работы выхода материала.

Собственная работа выхода-это минимальная энергия, необходимая для вырывания электронов из материала. Как правило, чем ниже работа выхода материала, тем легче фотоэлектроны могут вырываться под действием фотонов.

Электронное усиление-в некоторых фотоэлектронных приборах, таких как фотоумножители, вырванные электроны могут быть усилены с помощью электрического поля или каскада умножения электронов, что позволяет значительно увеличить чувствительность прибора.

Электрическая цепь-вырванные фотоэлектроны затем собираются в электрической цепи прибора, создавая электрический ток, который можно измерить или использовать для дальнейших целей.

27. Описать все виды классификаций отображения информации.

Классификация бывает по разным признакам:

1. На основе активных изучающих компонентах:

а) электролюминисцентные;

б) газонаполненные;

в) электронно-лучевые трубки;

г) жидкокристаллические компоненты.

2. От способа преобразования сигнала в видимое изображение:

а) электронно-лучевые;

б) электроны вакуумные;

в) катода-люминисцентные;

г) газоразрядные;

д) твердотельный (полупроводниковые).

3. По виду рабочей среды.

4. По форме представления сигнала:

а) световые;

б) цветовые;

в) знаковые;

г) экранные;

д) шкаловые.

5. По физическим явлениям:

а) свечение нити накаливания;

б) свечение кристалов;

в) свечение люминесцентного подпития;

г) свечение газа;

д) изучение квантового света.

28. Описать устройство газоразрядных ламп и принцип её работы.

Представляет собой герметическую колбу с электродами внутри. Между ними протекает разряд. Наполнена разнообразно. Колба может быть разной формы. Материал колбы зависит от предназначения.

Напряжением зажигания может быть выше напряжения горения, поэтому для запуска требуется пускатель. Он может быть примитивным в виде последовательно соединённого статора и дроселя. Сейчас используют электронный тип узко-регулируемого аппарата.

Принцип работы газоразрядных ламп прост. Поступающие от внешних источников электроны, перемещаясь в газовой среде, атакуют атомы газа, переводя их на более высокий энергетический уровень.

Возвращаясь в исходное состояние, атомы газа отдают излишки энергии в виде кванта света, образуя так называемый тлеющий разряд. Процесс усиливается ионизацией газа, таким образом, для каждого газа получается монохромное излучение, определенного цвета. Это открыло широкие пути для использования газоразрядных ламп в рекламных целях, получивших название неоновой рекламы, хотя помимо неона используются другие газы, например: гелий; криптон; ксенон; аргон.

Широко применяют также смеси газов и пары химических элементов (ртути, натрия).

29. Охарактеризовать сферы применения ГРЛ и её виды.

Применение ГРЛ зависит от формы, мощности материалов изготовления, наличие люминаформного покрытия, бактериальные лампы.

Виды:

1. ГРЛ низкого давления:

1) люминисцентные лампы- трубка покрытия люминисцентным слоем подаётся на электроды разряда высокого напряжения. Электроды разогреваются, возникает тлеющий разряда, который заставляет этот слой светится;

2) компактные люминисцентные лампы (КЛЛ)-отличаются от предыдущих только размерами;

3) лампы подсветки дисплеев;

4) индукционные лампы-колба заполнена инертным газом, на стенках ЛП. Ионизация газа происходит под действием высокочастотного магнитного поля.

2. ГРЛ высокого давления:

1) дуговые ртутные лампы (ДГЛ)

2) дуговые ртутные лампы с йодидами (ДРИ)-трубка из плавленого кварцевого стекла содержит горелку. Горелка наполнена аргоном и содержит электроны.

3) дуговые лампы-лампы, в которых источником света является электрическая дуга. Дуга горит между двумя электродами металла.

4) дуговая ксеноновые лампы-лампа, в которой источником излучения электрической дуге в колбе, заполненая ксеноном.

5) металлогалогенные газорязрядные лампы-основные отличие заключается в наличии наполнителя (ртуть), в котором содержится излучающим добавки.

30. Дать определение усилителей, основные характеристики и принцип работы.

Усилители-это устройства, которые предназначены для усиления мощности входного сигнала за счёт потреблении энергии от внешних источников.

Входной сигнал поступает на базу или входной вывод транзистора (или операционного усилителя). Этот сигнал представляет собой слабый электрический сигнал, который необходимо усилить. Когда входной сигнал поступает на базу транзистора, он изменяет ток, протекающий через эмиттер и коллектор. Изменения этого тока пропорциональны входному сигналу.

Питание транзистора осуществляется через источник постоянного напряжения (батарею или блок питания). Это постоянное напряжение создает сильное электрическое поле, которое позволяет транзистору проводить ток от коллектора к эмиттеру. Таким образом, небольшой входной сигнал управляет более мощным током от источника питания.

В усилителе используется схема с обратной связью, которая позволяет стабилизировать усиление и уменьшить искажения. Обратная связь заключается в том, что часть выходного сигнала возвращается на вход, регулируя работу усилителя и обеспечивая линейность и стабильность.

Выходной сигнал снимается с коллектора транзистора или выходного вывода операционного усилителя. Этот сигнал представляет собой усиленную копию входного сигнала, но с большей амплитудой. Усиленный сигнал может использоваться для различных целей: для воспроизведения звука в аудиосистемах, передачи данных в телекоммуникационных системах, управления различными устройствами и т. д.

Основные характеристиками является:

1. Амплитудная характеристика. Снимается при подаче на вход синусоидального сигнала, а иногда медлено изменяющегося.

2. Фазачастотная характеристика. Зависимость угла сдвига по фазе выходного сигнала к выходу.

31. Описать основные параметры усилителей.

1. Выходные данные. Номинальное входное напряжение, входной ток, входная мощность, номинальное сопротивление.

2. Выходные данные (напряжение, ток, мощность).

3. КПД

4. Динамический диапазон.

32. Описать основные характеристики усилителей.

Основные характеристиками является:

1. Амплитудная характеристика. Снимается при подаче на вход синусоидального сигнала, а иногда медлено изменяющегося.

2. Фазачастотная характеристика. Зависимость угла сдвига по фазе выходного сигнала к выходу.

33. Охарактеризовать режимы работы транзистора.

Режимы работы биполярного транзистора

Активный режим: эмиттерный переход смещен в прямом направлении. Коллекторный переход смещен в обратном направлении.

Насыщенный режим: эмиттерный переход смещен в прямом направлении. Коллекторный переход смещен в прямом направлении.

Режим отсечки: эмиттерный переход смещен в обратном направлении. Коллекторный переход: смещен в обратном направлении.

Инверсный активный режим: эмиттерный переход смещен в обратном направлении. Коллекторный переход: смещен в прямом направлении. Редко используется, так как параметры транзистора ухудшаются.

Режимы работы полевого транзистора

Режим отсечки: не проводит ток.

Линейный режим: проводит ток, ведет себя как резистор. Применение: регулировка мощности, аналоговые усилители.

Насыщенный режим: проводит максимальный ток.

34. Охарактеризовать режимы усилительного каскада.

В зависимости от значения постоянного тока и напряжения существует несколько режимов усилительного каскада:

1. Режим класса А. Характеризуется работой на почти линейных участках ВАХ. Перемещённый ток протекает в выходной цепи в течение всего периода, то есть запирание транзистора нет. От источника питания потребляется одна и таже мощность. В том режиме положении рабочей точки выбирается, чтобы при движении линии нагрузки, она не заходила в линейную область коллекторных характеристик.

2. Режим класса В. Транзистор открыт в течение половины входного сигнала. В этом случае выходной ток имеет форму импульса от 0 до 90 градусов. Углом отсечки называют период, когда транзистор открыт и через его протекает ток.

3. Режим класса АВ. При отсутствии выходного сигнала транзистор немного приоткрыт на 5-15%. Через него протекает ток 5-15% от максимального тока Угол отсечки равен 120-130 градусов.

4. Режим С. Режим активного элемента, при котором ток протекает в течение времени меньше половины времени входного сигнала. Ток покоя равен 0. Больше половины времени транзистор закрыт. Мощность источника питания падает, КПД приближается к 100%.

5. Режим D. Режим при котором транзистор или закрыт или открыт. В закрытом состоянии через транзистор протекает небольшой обратный ток, сопротивление велико, падает движение равно напряжению источника в открытом состоянии через транзистор вытекает большой ток сопротивление мало и мало падения напряжения потери минимальной кпд приближается к 100