Экзаменационный билет № 5

1. Выпрямительные полупроводниковые диоды (определение, УГО, прямое и обратное включение)

Полупроводниковый диод - прибор, имеющий 2 вывода и 1 p-n переход. Достоинства ППД: малые габариты и вес, высокий КПД, отсутствие накаливаемого элемента, неограниченный срок службы, высокая надёжность. Недостатки: зависимость параметров от температуры, освещённости, радиации и других излучений. Классификация: 1)По конструкции 1.1Плоскостные 1.2Точечные 2)По функциональному значению 2.1Выпрямительные 2.2Стабилитроны 2.3Варикапцы 2.4Фотодиоды 2.5Светодиоды 2.6Импульсные 2.7Туннельные 3)В зависимости от материала 3.1Si 3.2Ge.

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в однополярный. Их работа основана на использовании выпрямительных (вентильных) свойств p-n перехода. Свойства характеризуются ВАХ и параметрами. В зависимости от площади p-n перехода, выпрямительные диоды делят на диоды: малой мощности (ток до 0,3А), средней мощности (ток от 0,3 до 10А) и большой мощности (ток свыше 10А).

Параметры ППД:

1.Прямой ток I_пр. - ток, протекающий через диод при прямом напряжении, обычно 1В. Прямой ток определяется мощностью, на которую рассчитан диод.

2.Прмое падение напряжения U_пр.

3.Максимальный обратный ток I_обр.max - ток неосновных носителей, протекающий через диод при обратном напряжении.

4.Максимальное обратное напряжение U_обр.max. Предельным обратным напряжением является напряжение пробоя.

5.Прямое и обратное сопротивление диода. 6.Допустимая рабочая температура (Ge-60…+70⁰C; Si-60…+150⁰С).

2. Генераторы гармонических колебаний. LC – генератор. Условие баланса фаз и амплитуд.

Электронные генераторы – это автоколебательные системы, в которых энергия источников питания постоянного тока преобразуется в энергию незатухающих электрических сигналов переменного тока требуемой формы, частоты и мощности. 1. 1.Автогенераторы синусоидальных колебан;

2. Импульсные (релаксационные генератор.).

По частоте: ВЧ - автогенераторы (100 кГц-100 МГц) на основе резонансного усилителя;

НЧ- автогенераторы (0,01кГц-100кГц) RC-типа

Применение: в качестве возбудителей колебаний требуемых частот – задающих генераторов в радиопередающих и радиоприемных устройствах, в ЭВМ, измерительной технике, автоматике и др. Любой усилитель может быть превращен в автогенератор, если его охватить положительной обратной связью (ПОС) и обеспечить выполнение условия βК≥1, где β – коэффициент передачи цепи обратной связи.

Т.о. два условия самовозбуждения:

3. Условие баланса фаз – наличие положительной обратной связи;

4. Условие баланса амплитуд - βК≥1, что обеспечивает восполнение потерянной энергии и незатухающие колебания .

3. Задача. Определить кинетическую энергию электрона при ударе

о поверхность анода, если его конечная скорость соответствует разности потенциалов 150 В, заряд электрона е = 1,6 * 10^-19 К.

Решение: W_к=Е_к=mv²/2=е*U.

Экзаменационный билет № 6

1. Стабилитроны (определение, УГО, параметры, включение в цепь)

Стабилитронами называются плоскостные кремниевые диоды, у которых в обратной ветви ВАХ имеется участок с большой крутизной, в пределах этого участка напряжение незначительно изменяет свою величину. Это свойство позволяет использовать

Эти приборы не только в стабилизаторах напряжений, но и в схемах амплитудного ограничения для создания опорных (эталонных) напряжений.

Рабочий участок ВАХ стабилитрона обуславливается

пробоем его p-n- перехода. Механизм пробоя в

Стабилитронах в зависимости от их назначения

может быть туннельным (рабочее напряжение 3-4 В),

лавинным (рабочее напряжение более 7В)

или смешанным (рабочее напряжение от 3 до 7В).

Подбором удельного сопротивления можно создать

стабилитроны на нужную величину напряжения

стабилизации.

У кремния в отличие от германия малый обратный

ток и ВАХ имеет резкий излом в области пробоя.

1. Напряжение стабилизации U_ст – падение напряжения на стабилитроне при протекании заданного тока стабилизации.

2. Номинальный ток стабилизации I_ст – значение тока, протекающее через стабилитрон, определяющее напряжение стабилизации.

3. Минимально допустимый ток стабилизации I_{ст min}

4. Максимально допустимый ток стабилизации

I_{ст max}

5. Дифференциальное или динамическое

сопротивление r_ст = Δ U_ст / Δ I_ст определяет наклон ВАХ.

6. Температурный коэффициент напряжения

Стабилизации – отношение относительного изменения

напряжения к абсолютному изменению температуры

окружающей среды. ТК U = Δ U_ст / ΔТ* U_ст , %/град.

7. Максимально допустимая рассеиваемая мощность

стабилитрона Р_{ст max} – при которой обеспечивается

заданная надежность работы стабилитрона.

Такая схема осуществляет стабилизацию напряжения как при изменении входного

напряжения, так и при изменении сопротивления нагрузки. Например, если входное напряжение возрастет, то увеличивается и ток стабилитрона, а отсюда возрастет ток I₀ и падение напряжения на ограничительном сопротивлении R _огр

Приращения напряжений ∆U _вх и ∆ I₀*R _огр взаимно компенсируются, а U_ВХ

сохраняется на заданном уровне. Величину ограничительного резистора можно вычислить по формуле справа.

2. Генераторы гармонических колебаний, RC - генератор

Генератор RC – типа низкочастотный автогенератор синусоидальных колебаний, работающий в диапазоне частот от долей герца до сотен килогерца

3. Задача. Изобразить электрическую принципиальную схему эмиттерного повторителя, дать анализ ее работы

решение: Усиливает только ток, а напряжение не меняется ни по значению ни по фазе. Используется для согласования каскадов.