1.2.2 Фоторезисторы

Отличительная особенность конструкции наличие стеклянного окна для доступа света.

Фоторезистор включается в цепь последовательно с источником питания.

+ Е_пит -

При отсутствии освещения через резистор протекает темновой ток (I_тм):

I_ТМ= , R_ТМ - сопротивление неосвещенного фоторезистора.

При наличии освещенности протекает световой ток (I_СВ):

I_СВ= , R_СВ- сопротивление освещенного фоторезистора.

_Rсв<<Rтм

I_ф =I_св – I_тм фототок

Основные характеристики:

1) ВАХ

I_Ф

Ф₄

Ф₃

Ф – световой поток

Ф₂

Ф₁

U

2) Световая характеристика

I_Ф

Ф

На этой характеристике определяется чувствительность фоторезистора:

S=

3) Спектральная характеристика

_S

 мкм, длинна волны

Фоторезисторы используется в фотореле и в фотометрии.

1.3.4 Светодиоды

С ветодиоды- полупроводниковые диоды преобразующие электрическую энергию в энергию светового излучения(не теплового, люминесцентного)

Условное обозначение:

Принцип действия основан на излучении квантов света при рекомбинации носителей зарядов электронов и дырок в области p-n перехода, к которому приложено прямое напряжение. Длинна волны (или цвета излучаемых колебаний) определяется материалом полупроводника. Светодиоды изготовлены из соединений галлия позволяют получить красное, желтое и зеленое излучения. Важнейшей характеристикой светодиодов является свечение (В). Измеряется [ ] при максимально допустимом значении прямого тока. Различают точечные и знаковые светодиоды. Знаковые светодиоды бывают сегментные и матричные. Наиболее распространены семисегментные знаковые светодиоды.

(все цифры и 12 букв Русского алфавита)

Для полной алфавитно-цифровой индикации используют матричные светодиоды.

5*7 (для отображения всей информации)

Сочетание светодиода с фотоприемником (фоторезистором, фотодиодом) образует прибор оптрон.

с ветодиод фотодиод светодиод резистор

диодный оптрон  резисторный оптрон

П ринцип действия:

Светодиод является управляемым источником света. При изменении входного тока изменится яркость свечения светодиода и, соответственно, величина светового потока падающего на фотодиод. Последнее вызывает изменение выходного потока.

Достоинства данной схемы:

• Входные и выходные цепи связаны только оптически, а гальваническая связь отсутствует.

• Это обеспечивает защищенность передачи информации от электромагнитных полей.

• Позволяет с помощью низких напряжений управлять высокими.

Позволяет связывать цепи с разными частотами.

1.4 Биполярные транзисторы

1.4.1 Устройство и схемы включения

Биполярный транзистор- полупроводниковый прибор, с двумя взаимодействующими p-n переходами и тремя выводами, который пригоден для усиления мощности.

Т ок в биполярном транзисторе обусловлен движением носителей обоих знаков электронов и дырок. Транзистор состоит из 3 областей с чередующимся типом электропроводности. Возможны два варианта чередования и два типа транзисторов.

эмиттерный p-n переход коллекторный p-n переход

Условное обозначение трансформаторов: Э К К

Б

Б

p-n- p Э

n- p-n

Э

+

миттер обозначается стрелкой, которая показывает направление токов в ветвях транзистора. К эмиттерному переходу должно быть приложено прямое напряжение, а к коллекторному переходу – обратное.

-

-

+

+

-

-

+

p-n- p n- p-n

десятые доли В единицы, десятки В

Принцип работы:

Если на эмиттерном переходе нет напряжения ( ), то ток эмиттера ( ) тоже равен нулю. И через транзисторный и через коллекторный переходы протекает только неуправляемый обратный ток, который очень мал (транзистор закрыт). Если на эмиттерном переход подать прямое напряжение ( ), то создается поток носителей заряда, из эмиттера через базу в коллектор, во всех цепях транзистора возникают токи, которые связаны соотношением

= т.к.

Ток эмиттера как прямой ток p-n перехода изменяется в больших пределах даже при незначительных изменениях напряжения на эмиттерном переходе и вызывает, соответственно, больше изменения тока коллектора, на этом основаны усилительные свойства транзистора как управляемого электронного прибора. В усилителях один из электродов транзистора является входным, второй выходным, а третий является общим для входной и выходной цепи. В зависимости от того какой электрод является общим различают 3 схемы включения транзистора:

• с общей базой (ОБ)

• с общим эмиттером (ОЭ)

• с общим коллектором (ОК)

Во входную цепь включен источник слабых электрических сигналов, а в выходную цепь нагрузка, на которой надо получить усиленный сигналом.

Изобразим эти схемы включения пологая, что сопротивление источников постоянного напряжения (источников питания) равно нулю. Такие схемы называются схемами для переменных составляющих или для сигнала (схемы замещения).

ОБ ОЭ ОК

Наиболее распространенной схемой является ОЭ, оная обладает наибольшим усилением по мощности. В схеме с ОБ коэффициент усиления тока ( ) < 1, а в схеме с ОК коэффициент усиления напряжения ( ) < 1. Коэффициент усиления по мощности =

В ОЭ ( ) > 1, ( ) > 1.

Схемы с ОК используют в усилителях конденсаторных микрофонов. 1.4.2Статические вольтамперные характеристики транзистора включенного по схеме с общим эмиттером.

Характеристики снимаются без источника сигнала и без нагрузки, включены только источники постоянного напряжения (или источники питания).

1.Входные ВАХ.



2.Выходные ВАХ.



область отсечки

область насыщения

Из семейства выходных характеристик можно выделить три области в которых поведение транзистора резко отличается.

• В области насыщения ток коллектора максимален и не зависит от тока базы.

• В области отсечки через транзистор протекает только неуправляемый тепловой ток (транзистор закрыт).

• Рабочая область транзистора соответствует работе транзистора в работе усиления. В этой области ток коллектора сильно зависит от тока базы и слабо зависит от напряжения коллектор-эмиттер.

Рабочая область ограничена максимальными допустимыми значениями:

- допустимый ток коллектора.

- мощность рассеяния на коллекторе.

Вольтамперные характеристики транзистора нелинейные. Линейными их можно считать лишь в пределах небольших участков (в так называемом режиме малого сигнала).