- •Введение
- •Лекция 1
- •1. Электрические цепи постоянного тока
- •Электрическая цепь постоянного тока. Параметры злементов цепи. Закон Ома
- •1.2. Режимы работы источника электрической энергии
- •1.3. Законы Кирхгофа
- •1.4. Использование законов Кирхгофа для расчета электрических цепей
- •Лекция 2
- •1.5. Эквивалентные преобразования электрических цепей
- •1.5.1. Последовательное соединение элементов.
- •1.5.2. Параллельное соединение элементов.
- •1.5.3. Смешанное соединение резистивных элементов.
- •1.5.4. Эквивалентные преобразования резистивных элементов треугольником и звездой.
- •1.6. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля – Ленца
- •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
- •Лекция 4
- •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. Колебательный lc - контур переменного тока
- •2.9. Мощность однофазного переменного тока. Коэффициент мощности
- •3. Трёхфазные электрические цепи
- •3.1. Преимущество трёхфазного тока. Принцип получения трёхфазной эдс
- •Лекция 6
- •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
- •Лекция 7
- •3.7. Соотношения активных мощностей при симметричной нагрузке и при соединении звездой и треугольником
- •3.8. Вращающееся магнитное поле трёхфазной системы переменного тока
- •4. Трансформаторы
- •4.1. Однофазные трансформаторы. Устройство и принцип действия
- •4.2. Режимы работы трансформатора. Коэффициент полезного действия трансформатора
- •Лекция 8
- •4.3. Трёхфазные трансформаторы
- •4.4. Измерительные трансформаторы
- •5. Электрические машины постоянного тока
- •5.1. Устройство и принцип действия генератора постоянного тока
- •5.2. Генераторы постоянного тока независимого и параллельного
- •Лекция 9
- •5.3. Генераторы постоянного тока последовательного и смешанного возбуждений и их основные характеристики
- •5.4. Принцип действия электродвигателя постоянного тока
- •5.5. Электродвигатели постоянного тока параллельного возбуждения и их основные характеристики
- •5.6. Электродвигатели постоянного тока последовательного и смешанного возбуждений и их основные характеристики
- •5.7. Пуск, регулирование частоты вращения и реверс электродвигателей постоянного тока
- •Лекция 10
- •6.Трёхфазные асинхронные машины
- •6.1.Устройство и принцип действия асинхронного двигателя
- •6.2. Зависимость частоты вращения ротора, величины эдс и тока
- •6.3. Электромагнитный момент и механическая характеристика
- •Лекция 11
- •6.4. Пуск и реверс асинхронных двигателей
- •6.5. Регулирование частоты вращения трёхфазного асинхронного двигателя
- •Лекция 12
- •7. Полупроводниковые приборы
- •7.1. Электропроводность полупроводников
- •7.2. Полупроводниковые диоды. Устройство, принцип действия
- •7.3. Биполярные транзисторы. Устройство, принцип работы
- •7.4. Схемы включения биполярных транзисторов с p-n-p структурой
- •7.5. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •7.6. Динисторы, тиристоры. Устройство, принцип действия
- •7.7. Симисторы. Устройство, принцип действия
- •Лекция 14
- •7.8. Фоторезисторы и фотодиоды. Устройство, принцип действия
- •7.9. Фототранзисторы, фототиристеры, оптроны.
- •8. Схемы электронных преобразователей
- •8.1. Однополупериодные выпрямители
- •Лекция 15
- •8.2. Двухполупериодные выпрямители
- •8.3. Трёхфазные выпрямители. Электрические сглаживающие фильтры
- •Лекция 16
- •8.4. Электронные усилители на биполярных транзисторах
- •8.5. Импульсные усилители
- •8.6. Операционные усилители
- •9. Цифровые устройства
- •9.1. Логические функции, логически устройства.
- •9.2. Основные логические элементы.
- •4. Логический элемент или, операция логическое сложение ,
- •9.3. Асинхронный rs-триггер. Устройство, принцип действия
- •Лекция 18
- •9.4. Синхронный rs-триггер. Устройство, принцип действия
- •9.5. Синхронные d-триггер. Устройство, принцип действия
- •9.6. Шифратор. Устройство, принцип работы
- •9.7. Дешифратор. Устройство, принцип работы
- •Лекция 19
- •9.8. Регистры. Устройство, принцип работы
- •9.9. Счётчики импульсов. Устройство, принцип работы
- •Библиографический список
- •Cодержание
- •Иванов Евгений Николаевич
- •Электротехника и электроника
- •Конспект лекций
7.3. Биполярные транзисторы. Устройство, принцип работы
Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор, имеющий три области с различными типами проводимости. Две крайние области обладают одинаковым типом проводимости, а средняя область – противоположной проводимостью. Транзисторы n-p-n –типа с электронно-дырочной проводимостью, транзисторы p-n-p –типа с дырочно-электронной проводимостью.
Рис.7.14. Схема условного обозначения транзистора n-p-n структуры и его подключений к внешним источникам питания
На рисунке 7.14 изображены, соответственно, схема условного обозначения транзистора n-p-n структуры, а также схема его подключения к внешним источникам питания, поясняющая принцип действия транзистора.
Конструктивно транзистор имеет три электрода эмиттер Э, база Б, коллектор К. Области n-типа и p-типа разделены запирающими p-n переходами. Под действием внешних электрических полей Eэб и Eкб левый p-n переход, при включенном ключе S, открыт, правый p-n переход закрыт, так как электроды эмиттер и база подключены к источнику Eэб в прямом (проводящем) направлении, а электроды коллектор и база подключены к источнику Eкб в обратном (не проводящем) направлении.
Электрический ток создается перемещением свободных электронов из эмиттера в базу. При появлении в базе свободных электронов под действием Eкб последние будут втягиваться в правый p-n переход и проходить через коллектор во внешнюю цепь. Направления эмиттерного, базового и коллекторного токов противоположны направлениям движения свободных электронов и совпадают с направлением перемещения свободных дырок.
На рисунке 7.15 изображены, соответственно, схема условного обозначения транзистора p-n-p структуры, а также схема его подключения к внешним источникам питания, поясняющая принцип действия транзистора.
Рис.7.15. Схема условного обозначения транзистора p-n-p структуры и его подключений к внешним источникам питания
Под действием внешних электрических полей Eэб и Eкб левый p-n переход, при включенном ключе S, открыт, правый p-n переход закрыт, так как электроды эмиттер и база подключены к источнику Eэб в прямом (проводящем) направлении, а электроды коллектор и база подключены к источнику Eкб в обратном (не проводящем) направлении.
Электрический ток создается свободными дырками, перемещаемыми из
эмиттера в базу, а затем под действием внешнего поля Eкб, втягиваемых в зону коллектора. Свободные электроны, проходя, правый и левый p-n переходы, будут перемещаться через эмиттер во внешнию электрическую цепь к базе и коллектору.
Лекция 13
7.4. Схемы включения биполярных транзисторов с p-n-p структурой
Возможны три схемы включения транзисторов: с общей базой (ОБ), с общим эмиттэром (ОЭ), с общим коллектором (ОК).
На рис.7.16 изображена схема включения транзистора p-n-p структуры с общей базой, в которой коэффициент усиления по току ,коэффициент усиления по напряжению , коэффициент усиления по мощности .
Рис.7.16. Схема включения транзистора p-n-p структуры с общей базой
На рис.7.17 изображена схема включения транзистора p-n-p структуры с общим коллектором. Так как , тогда коэффициент усиления по току схемы, коэффициент усиления по напряжению
, коэффициент усиления по мощности .
Эту схему называют эмиттерным повторителем и используют для согласования каскадов в схемах усилителей.
Рис.7.17. Схема включения транзистора p-n-p структуры с общим коллектором
На рис.7.18 изображена схема включения транзистора p-n-p структуры с общим эмиттером, коэффициент усиления по току схемы , коэффициент усиления по напряжению , коэффициент усиления по мощности .
Рис.7.18. Схема включения транзистора p-n-p структуры с общей базой
Анализ трёх схем показывает, что наибольшее применение находит схема с общим эмиттером. На рисунках 7.19 и 7.20 изображены статистические характеристики транзистора p-n-p типа с общим эмиттером.
Рис.7.19. Входные характеристики транзистора p-n-p типа с общим эмиттером Iб=f(Uэб) при Uэк=const
Рис.7.20. Выходные характеристики транзистора p-n-p типа с общим эмиттером Iк=f(Uкэ) при Iб=const
Линия АВ представляет нагрузочную характеристику транзистора. Точка А
режима насыщения cоответствует полному отпиранию транзистора при Uкэ = 0,
а коллекторный ток при этом соответствует значению Iк = Екэ/Rн. Точка В режима отсечки соответствует полному запиранию транзистора при Uкэ = Екэ и Iк = 0. Точка С активного режима является рабочей точкой транзистора, в которую транзистор настраевается в режиме усилителя.