Вопрос №7. Маркировка ламп

лампы накаливания 

Приняты следующие обозначения ламп.

Первые буквы:

• В — вакуумная лампа;

• Б — биспиральная лампа с аргоновым наполнителем;

• Г — газонаполненная лампа с аргоновым наполнителем.

Остальные буквы:

• Н — колба лампы содержит окись неодима для улучшения спектра излучения;

• БК — биспиральная лампа с криптоновым наполнителем;

• РН — различного назначения;

• О — опаловая, колба молочно–белого цвета;

• С — стекло колбы имеет синий цвет.

Далее:

• 215–225 В (или иной) — диапазон напряжения, в котором рекомендуется эксплуатировать лампу;

• 60 Вт (или иная) — потребляемая электрическая мощность;

• Е27 — тип цоколя: Е — винтовой диаметром 27 мм.

Лампы люминесцентные

Лампы люминесцентные предназначены для общего и местного освещения в закрытых помещениях. Они питаются от лампа сети переменного тока напряжением 127 и 220 В и частотой 50 Гц. Включаются в сеть вместе с пускорегулирующей аппаратурой, обеспечивающей зажигание лампы, нормальный режим работы и устранение радиопомех. Тип цоколя — G13 (G8 для ламп малой мощности).

Световая отдача люминесцентных ламп в несколько раз больше, чем у ламп накаливания. Представляют собой стеклянную вакуумированную трубку–колбу, наполненную парами ртути низкого давления. Стенки трубки изнутри покрыты слоем люминофора. Пары ртути в электрическом разряде излучают свет главным образом в ультрафиолетовом диапазоне.

Излучение разряда поглощается люминофором и переизлучается в видимую область спектра. Используют люминесцентные лампы мощностью 4, 6, 8, 13, 14, 16, 18, 20, 30, 36, 40, 65 и 80 Вт.

Цифры и буквы в наименовании ламп обозначают:

• Л — люминесцентная лампа;

• Ц — лампа с улучшенной цветопередачей;

• Д — лампа дневной цветности;

• Б — лампа белой цветности;

• ТБ — лампа тепло–белая;

• У — лампа универсальная;

• Э — лампа экологическая.

Ртутная лампа

В газоразрядных лампах высокого давления источником света служит дуговой разряд в парах металлов лампавысокого давления. В зависимости от сорта паров металла светоотдача в расчете на единицу затраченной электроэнергии в 10–20 раз больше, чем у ламп накаливания. Стеклянная колба с цоколем типа Е27, Е40 или с различными специальными цоколями имеет форму цилиндра или эллипсоида.

У ртутных ламп колба покрыта изнутри люминофором, преобразующим ультрафиолет в видимый свет. Внутри колбы помещен так называемый реактор с двумя электродами и подводящими токопроводами. В нем заключены пары металла и формируется дуговой разряд. Для горения лампы необходима, как правило, особая пускорегулирующая аппаратура (ПРА), которая поджигает и поддерживает дуговой разряд.

В ртутных лампах горение дугового разряда происходит в парах ртути высокого давления. Лампы используют для общего освещения промышленных помещений и открытых пространств. Они питаются через пускорегулирующие аппараты от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В.

Буквы в маркировке обозначают:

• Д — дуговая;

• Р — ртутная;

• Л — лампа;

• В — данная лампа может стоять в светильниках без ПРА.

Натриевая лампа

Горение дугового разряда осуществляется в парах натрия. Лампа излучает характерный желтый свет. Как правило, натриевые лампы горят примерно в полтора–два раза дольше ртутных.

Лампы разрядные натриевые созданы для применения в светильниках наружного и внутреннего освещения. Они включаются в сеть переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц последовательно с балластным дросселем. Параллельно с лампой включается универсальное зажигающее устройство.

Буквы в маркировке:

• Д — дуговая;

• На — натриевая;

• Т — трубчатая. лампа

Вопрос №8. Электронно-лучевая трубка

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) или кинескоп – электронный прибор, предназначенный для превращения электрических сигналов в световые. ЭЛТ являются основной частью телевизора.

Принцип работы электронно-лучевой трубки

Электронный луч образуется в электронной пушке, где помещен катод, который и испускает поток электронов. Для того, чтобы образовался поток, катод нагревают специальной нитью накала. В пушке располагается так называемый «управляющий электрод», который способен увеличивать или уменьшать напряжение.

Если увеличить напряжение, то и интенсивность электронного луча тоже увеличится, а следовательно, изображение на экране будет ярче. Уменьшение напряжения на управляющем электроде приводит к формированию более тусклого изображения. На выходе из электронной пушки располагается анод, который представляет собой трубу в виде конуса. Здесь (в аноде) электронный луч ускоряется.

Выйдя из анода, электронный луч попадает в отклоняющую систему, которая представляет собой либо систему магнитов, либо электростатическая система. С помощью этой системы направление луча изменяется. Конечным пунктом пути электронного луча является экран кинескопа. Слой люминофора способен самостоятельно испускать электроны (светиться), если на него воздействует электронный луч. Таким образом происходит превращение электрический импульсов в световые импульсы.

Вопрос №9. Полупроводниковый диод 

Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода.

Классификация диодов [править]Типы диодов по назначению

• Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

• Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.

• Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала

• Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты.

• Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности.

• Параметрические

• Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения. ^[2]

• Умножительные

• Настроечные

• Генераторные

[Править]Типы диодов по размеру перехода

• Плоскостные

• Точечные

[Править]Типы диодов по конструкции

• Диоды Шоттки

• СВЧ-диоды

• Стабилитроны

• Стабисторы

• Варикапы

• Светодиоды

• Фотодиоды

• Pin диод

• Лавинный диод

• Лавинно-пролётный диод

• Диод Ганна

• Туннельные диоды

• Обращённые диоды

Вопрос №10. Полупроводниковый р-н переход

p-n-Перехо́д (n — negative — отрицательный, электронный, p — positive — положительный, дырочный), или электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов,триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Области пространственного заряда

В полупроводнике p-типа концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — носители заряда, хаотично двигаясь, перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше. При такой диффузии электроны и дырки переносят с собой заряд. Как следствие, область на границе станет заряженной, и область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе раздела, получит дополнительный отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получит положительный заряд, приносимый дырками. Таким образом, граница раздела будет окружена двумя областями пространственного заряда противоположного знака.

Электрическое поле, возникающее вследствие образования областей пространственного заряда, вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие, и перетекание зарядов прекращается.

Вопрос №11. ВАХ полупроводникового диода.

Как следует из соотношения (2.16) и рисунка 2.17, вольт-амперная характеристика идеального p-n перехода имеет ярко выраженный несимметричный вид. В области прямых напряжений ток p-n перехода диффузионный и экспоненциально возрастает с ростом приложенного напряжения. В области отрицательных напряжений ток p-n перехода - дрейфовый и не зависит от приложенного напряжения.

Рис. 2. Типичная вольтамперная характеристика полупроводникового диода с р — n-переходом: U — напряжение на диоде; I — ток через диод; U*oбр и I*oбр — максимальное допустимое обратное напряжение и соответствующий обратный ток; Ucт — напряжение стабилизации

Вопрос №12. Стабилитрон.

Стабилитрон (диод Зенера) — полупроводниковый диод, предназначенный для поддержания напряжения источника питания на заданном уровне. По сравнению с обычными диодами имеет достаточно низкое регламентированное напряжение пробоя (при обратном включении) и может поддерживать это напряжение на постоянном уровне при значительном изменении силы обратного тока. Материалы, используемые для создания p-n перехода стабилитронов, имеют высокую концентрацию легирующих элементов (примесей). Поэтому, при относительно небольших обратных напряжениях в переходе возникает сильное электрическое поле, вызывающее его электрический пробой, в данном случае являющийся обратимым (если не наступает тепловой пробой вследствие слишком большой силы тока).

Характеристики стабилитронов:

Напряжение стабилизации - значение напряжения на стабилитроне при прохождении заданного тока стабилизации. Пробивное напряжение диода, а значит, напряжение стабилизации стабилитрона зависит от толщины p-n-перехода или от удельного сопротивления базы диода. Поэтому разные стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации (от 3 до 400 В).

Температурный коэффициент напряжения стабилизации - величина, определяемая отношением относительного изменения температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации. Значения этого параметра у различных стабилитронов различны. Коэффициент может иметь как положительные так и отрицательные значения для высоковольтных и низковольтных стабилитронов соответственно. Изменение знака соответствует напряжению стабилизации порядка 6В.

Дифференциальное сопротивление - величина, определяемая отношением приращения напряжения стабилизации к вызвавшему его малому приращению тока в заданном диапазоне частот.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность - максимальная постоянная или средняя мощность, рассеиваемая на стабилитроне, при которой обеспечивается заданная надёжность.

Вопрос №13. Стаби́стор. Варикап.

Стаби́стор (ранее нормистор) — полупроводниковый диод, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь вольт-амперной характеристики (то есть в области прямого смещения напряжение на стабисторе слабо зависит от тока). Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронами является меньшее напряжение стабилизации^[1], которое составляет примерно 0,7 В. Последовательное соединение двух или трёх стабисторов даёт возможность получить удвоенное или утроенное значение напряжения стабилизации. Некоторые типы стабисторов представляют собой единый набор с последовательным соединением отдельных элементов.

Стабисторам присущ отрицательный температурный коэффициент сопротивления, то есть напряжение на стабисторе при неизменном токе уменьшается с увеличением температуры. В связи с этим стабисторы используют для температурной компенсации стабилитронов с положительным коэффициентом напряжения стабилизации.

Основная часть стабисторов — кремниевые диоды. Кроме кремниевых стабисторов промышленность выпускает и селеновые поликристаллические стабисторы, которые отличаются простотой изготовления, а значит, меньшей стоимостью. Однако селеновые стабисторы имеют меньший гарантированный срок службы (1000 ч) и узкий диапазон рабочих температур.

Варикап (от англ. vari(able) — «переменный», и cap(acity) — «ёмкость») — полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n перехода от обратного напряжения. Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты,частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.

При отсутствии внешнего напряжения в p-n-переходе существуют потенциальный барьер и внутреннее электрическое поле. Если к диоду приложить обратное напряжение, то высота этого потенциального барьера увеличится. Внешнее обратное напряжение отталкивает электроны в глубь n-области, в результате чего происходит расширение обеднённой области p-n-перехода, которую можно представить как простейший плоский конденсатор, в котором обкладками служат границы области. В таком случае, в соответствии с формулой для ёмкости плоского конденсатора, с ростом расстояния между обкладками (вызванной ростом значения обратного напряжения) ёмкость p-n-перехода будет уменьшаться. Это уменьшение ограничено лишь толщиной базы, далее которой переход расширяться не может. По достижении этого минимума с ростом обратного напряжения ёмкость не изменяется.

Вопрос №14. Тири́стор.

Тири́стор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости, и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.

Тиристор можно рассматривать как электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров — управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, а также переключающие устройства. Существуют различные виды тиристоров, которые подразделяются, главным образом, по способу управления и по проводимости. Различие по проводимости означает, что бывают тиристоры, проводящие ток в одном направлении (например тринистор, изображённый на рисунке) и в двух направлениях (например, симисторы, симметричные динисторы).

Тиристор имеет нелинейную вольтамперную характеристику (ВАХ) с участком отрицательного дифференциального сопротивления. По сравнению, например, с транзисторными ключами, управление тиристором имеет некоторые особенности. Переход тиристора из одного состояния в другое в электрической цепи происходит скачком (лавинообразно) и осуществляется внешним воздействием на прибор: либо напряжением (током), либо светом (для фототиристора). После перехода тиристора в открытое состояние он остаётся в этом состоянии даже после прекращения управляющего сигнала, если протекающий через тиристор ток превышает некоторую величину, называемую током удержания.