Lektsii_SEUSU_0

Режим работы ППИ должен быть таким, чтобы требуемые светотехнические параметры для данного ППИ, обеспечивал необходимую надежность, долговечность и допустимую деградацию параметров.

Поскольку все параметры ППИ связаны между собой, то применение ППИ одновременно в нескольких предельных эл. и эксплутационных режимах недопустимо, т.к. при работе в таком режиме не будет обеспечена требуемая надежность. Нельзя работать одновременно, например, при max рассеиваемой мощности и max температуре окр. среды. В частности при работе на max мощности необходимо снижать температуру.

Для многоэлементных ППИ приращение температуры необходимо умножить на кол-во эл-ов индикатора.

ППИ работают также в импульсном и мультиплексном режиме. В этом случае необходимо знать значение прямого импульсного тока. Значение max допустимого импульсного тока ограничивается 2 факторами: max допустимой температурой и амплитудой прямого импульсного тока.

Вопросы для самопроверки:

1.Классификация ППИ по виду отображаемой информации.

2.Какое влияние на аппаратуру оказывает конструктивная и технологическая совместимость ППИ и ИС.

3.Классификация индикаторных приборов.

4.Какие группы параметров характеризуют свойства ППИ?

5.Охарактеризуйте эргономические параметры ППИ.

6.Охарактеризуйте светотехнические параметры ППИ.

7.Какими основными преимуществами обладают ППИ в сравнении с другими

ЗСИ.

8.Охарактеризуйте шкальные ППИ.

9.Охарактеризуйте буквенно-цифровые ППИ.

10.Классификация ППИ.

Лекция 7

Тема: Транзисторы. Классификации и система условных

обозначений.

2.2 Транзисторы.

Транзисторы - управляемый п-п прибор, кот. может работать в эл. сх. как в ключевом, так и в усилительном режимах. Это универсальных прибор интегральных и мощных схем.

2.2.1 Классификация и условные обозначения транзисторов.

В настоящее время выпускается большое кол-во транзисторов различных типов и назначений. Транзисторы классифицируют по их функциональному назначению, физ. св-ам, основным эл. параметрам, по конструктивно технологическим признакам и типу исходного ПП материала. Транзисторы выпускаются на мощности от 200мВт до сотен ватт, с граничными частотами от 100

кГц до десяти гигогерц, с так допустимыми напряжениями от единиц до тысяч вольт и токами от 5 мА до сотен ампер, с уровнем собственных шумов от единиц до десятков децибел. Они могут выпускаться в различного вида корпусах и бес корпусном исполнении для гибридных ИС транзисторных микро приборах.

Биполярные транзисторы в соответствии с основными областями применения подразделяются на ряд групп: усилительные НЧ, высокочастотные,

сверхвысокочастотные. По мощности транзисторы подразделяются на маломощные,

средней и большой мощности.

По изготовлению транзисторы делятся на силовые, диффузионные,

конвертные, диффузионно-силовые, планарные и т.д.

Биполярные транзисторы изготовляются в дискретном исполнении и в качестве компонентов ИС.

Полевые приборы выполняют те же функции, что и биполярные.

И полевые и биполярные транзисторы управляются зарядом, но передача управляющего заряда осуществляется по разному:

Напряжением – в полевых (через емкость)

Током – в биполярных (через сопротивление)

Система обозначений современных транзисторов основана на их физ. св-вах и конструктивно-технологических принципах. В основу системы положен буквенно-

цифровой код.

Условные обозначения биполярных транзисторов, разработанных до 1964 года

ивыпускаемых до настоящего времени, состоит из 2 или 3 эл-ов.

2.2.2параметры предельных режимов работы транзистора и влияние температуры на его параметры.

Транзистор, также как любой эл. прибор, хар-ся предельными режимами,

превышение кот., как правило, приводит к нарушению нормальной работы прибора и выходу его из строя.

Max допустимыми параметрами наз. значения режимов транзисторов, кот.

не допускается превышать ни при каких условиях эксплуатации и при кот. еще обеспечивается заданная надежность.

Система параметров транзисторов насчитывает более 50 параметров и хар-к,

как и для диодов, параметры транзисторов подразделяются на параметры имеющие

предельно допустимые значения и параметры, значения кот. хар-ют св-ва приборов – хар-щие или рабочие параметры.

Рассмотрим систему предельно допустимых параметров, к ней относятся:

1)max мощность, рассеиваемая на коллекторе Px max ;

коэф. собственного шума статический коэф. усиления на ходу;

Jk max – max допустимый постоянный ток коллектора;

Jэ max - max допустимый постоянный ток эмиттера;

Jб max - max допустимый постоянный ток базы.

Max допустимые импульсные режимы приводятся для заданной длительности импульсов tи.

J ки max - max допустимый импульсный ток коллектора;

Jэи max - max допустимый постоянный импульсный ток эмиттера;

Jк нас max - max допустимый постоянный импульсный ток коллектора в режиме насыщения;

Jб нас max – max допустимый постоянный импульсный ток базы в режиме насыщения.

2)К параметрам предельного напряжения относятся:

Uэ б max – max допустимое постоянное напряжение эмиттер-база;

Uк э max – max допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер;

Uк эи max – max допустимое импульсное напряжение коллектор-эмиттер;

Uк би max – max допустимое импульсное напряжение эмиттер-база.

3) Важнейшим параметром предельных режимов явл. предельная мощность:

Pк max – max допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора;

Pк и max – max допустимая импульсная рассеиваемая мощность коллектора;

Pи max – max допустимая импульсная рассеиваемая мощность.

Max допустимые напряжения, ограничиваются пробивными напряжениями соответствующих переходов, maxдопустимые мощность и ток, ограничиваются max температурой перехода и тепловым пробоем.

Диапазон работы температур транзисторов, так же как и диодов, определяется температурными св-ми p-n-перехода в свою очередь зависит от температуры окр.

среды и от той эл. мощности, кот. рассеивается в переходе в виде тепла.

Для определения влияния рассеиваемой в транзисторе мощности на температуру кристалла вводятся тепловые параметры транзистора, хар-щие его устойчивость при работе в широком диапазоне температур.

tк max – max температура работы транзистора, кот. зависит от max температуры коллекторного перехода.

t0 max – max температура окр. среды, усиливается в результате расчетов и обработки экспериментальных данных работы прибора при различных температурах.

Rn k – тепловое сопротивление переход-корпус, кот. показывает, на сколько градусов повысится температура перехода относительно корпуса при рассеивании на переходе заданной мощности.

(1)Rn k = (tn – tr) / P, где tn – температура перехода, tk –

температура корпуса.

Тепловое сопротивление Rn k приводится в справочниках для транзисторов средней и большой мощности, используемых с внеш. теплоотводами.

Для транзисторов малой и средней мощности (а также большой мощности без теплоотводов) приводится обычно тепловое сопротивление переход-окр. среда.(Rn o).

В этом случае температура перехода определяется по формуле:

(2)tn = t0 + P*Rn o, где t0 – температура окр. среды.

Сизменением температуры, изменяются все параметры транзистора.

Основными параметрами полевых транзисторов явл. :

1)крутизна хар-ки передачи S=dJc / dUзи , при Uси – const

2)дифференциальное сопротивление стока (канала) на участке насыщения R=dUси / dJc при Uзи – const

Вкачестве предельно допустимых параметров нормируется: max допустимые

напряжения Uси max, Uзи max; max допустимая мощность стока	Pc max; max
допустимый ток стока – Jc max.

Вопросы для самопроверки:

1. Классификация транзисторов.

2. Какой параметр приводится в справочнике для транзистора, требующих дополнительного теплоотвода?

3. Какой параметр приводится в справочнике для транзисторов, не требующих дополнительного теплоотвода?

4. Какие параметры транзисторов составляют систему предельно допустимых параметров?

5. Охарактеризуйте тепловые параметры транзисторов.

6. Как осуществляется передача управляющего заряда у полевых транзисторов?

7. Как осуществляется передача управляющего заряда у биполярных транзисторов?

8. Чем ограничиваются максимально допустимые напряжения транзистора?

9.Чем ограничивается максимальный ток и максимальная рассеиваемая мощность транзисторов?

Лекция 8

Тема: Основные параметры. Корпуса.

2.2.3 Корпуса транзисторов.

Существует более 70 типов конструкции корпусов транзисторов. Некоторые

типы вкл. в себя несколько типоразмеров.

2.2.4 Выбор транзисторов.

Стандартный транзистор будет выбран верно с учетом следующих

требований:

1.транзисторы явл. приборами универсального применения и могут усиленно использоваться в функциональных эл-ах различных классов, их следует применять по назначению, указанному в справочниках.

2.в справочниках приводятся значения параметров для соответствующих оптимальных или предельных режимов эксплуатации.

Рабочий режим транзистора в проектируемом устройстве часто отличается от указанных. В этом случае необходимо по формулам и хар-ам определить необходимое значение для выбранного режима.

3.Применение ВЧ транзисторов в НЧ устройствах нежелательно,

т.к. они дороги, склонны к самовозбуждению и развитию вторичного пробоя,

обладают меньшим эксплутационным запасом.

Эксплутационный запас – это разница между max значением какого-либо параметра и его max допустимым значением.

4. Не допускается превышение max допустимых значений напряжений, токов, температуры, мощности рассеяния. Как правило,

транзистор работает более устойчиво при неполном использовании его по напряжению и полном использовании по току.

Для надежной работы транзистора, напряжение на его коллекторе и рассеиваемая на нем мощность должны составлять не более 70-80% от max

допустимых значений. Создаваемый тем самым второй эксплуатационный запас предотвращает превышение этими параметрами их допустимых значений при колебаниях, например, питающих напряжений, при переходных режимах,

возникающих при вкл. аппаратуры и т.д.

5.Не следует применять мощные транзисторы там, где можно применить маломощные. Т.к. при использовании мощных транзисторов в режиме малых токов их коэф. передачи по току мал и сильно зависим как от тока, так и от

температуры окр. среды. А также уменьшаются массогабаритные и стоимостные показатели аппаратуры.

Необходимо применять транзистор min возможных для данных условий мощности, но так чтобы он при этом не перегревался.

Лучше применять транзистор малой мощности с небольшим теплоотводом, чем большой мощности без теплоотвода.

6.если нет особых причин применять германиевый транзистор, лучше применить кремневый , т.к. они лучше работают при высоких температурах, имеют более пробивные напряжения и на 1-2 порядка меньше, чем германиевые, обратные токи.

7.Коэф. передачи тока базы зависит от тока коллектора и при некотором его значении обычно имеет max напряжение.

Для хорошего усиления на низких частотах желательно выбирать это max значение

или близкое к нему по приводимым в справочнике графикам. В др. случаях коэф.

передачи тока следует принимать равным указанному в справочнике или среднему

арифметич. от min и max значений параметра.

Вопросы для самопроверки:

1. Какой параметр приводится в справочнике для транзисторов, не требующих дополнительного теплоотвода?

2. Какие параметры транзисторов составляют систему предельно допустимых параметров?

3. Охарактеризуйте тепловые параметры транзисторов.

Лекция 9

Тема: Тиристоры. Классификации и система условных

обозначений.

2.3 Тиристоры.

Тиристор – п-п прибор с 2 устойчивыми состояниями, 3 или более переходов,

кот. может переключатся из закрытого состояния в открытое и наоборот. Может выполнять функции преобразователя тока любой формы, ключей генераторов,

используется в качестве ЗУ.

2.3.1 Классификация и система условных обозначений тиристоров.

Тиристоры классифицируются по следующим признакам:

1)по кол-ву выводов;

2)по виду выходной ВАХ;

3)по способам вкл. и управления и по др. признакам.

По кол-ву выводов различают:

1)диодные тиристоры, имеющие 3 вывода (2 основных и 1

управляющий);

2) четырех электродные тиристоры, имеющие 4 вывода (2 вх. и 2

вых.).

По виду выходной ВАХ:

1)тиристоры, не проводящие в обратном направлении;

2)тиристоры, проводящие в обратном направлении;

3)симметричные, кот. могут переключатся в открытое состояние в обоих направлениях.

По способу выключения:

1)не запираемые;

2)запираемые.

По способу управления:

1)Тиристоры – управляются внеш. эл. сигналом по управляющему электроду;

2) фототиристоры – внеш. оптическим сигналом;

3)оптотиристоры – внутренним оптическим сигналом.

По мере создания и освоения новых видов и классификационных групп

тиристоров развивалась и совершенствовалась система их условных обозначений.

Начиная с 1968 года, она трижды претерпевала изменения. Начиная с 1980 года

введена новая, действующая до настоящего времени, система обозначений

унифицированных силовых приборов по ГОСТ 20859.1-89

Вопросы для самопроверки:

1. Классификация тиристоров по виду выходной ВАХ.

2. Классификация тиристоров.

3. Дать определение дифференциального сопротивления.

4. Классификация тиристоров по способу выключения.

5. Классификация тиристоров по количеству выводов.

Лекция 10

Тема : Основные параметры

Тиристоры

По кол-ву

По виду вых.

По способу

По способу

выводов

ВАХ

выключения

управления

Динисторы

не проводящие

не запираемые

тиристоры

в обратном

направлении

тиристоры

проводящие

запираемые

фототиристоры

(триодные)

в обратном

направлении

тетродные

симисторы

оптотиристоры

лавинные

тиристоры

Триак – симметричный триодный тиристор. Диак – диодный тиристор.

Вопросы для самопроверки:

1.Чем ограничивается максимальное обратное напряжение тиристора?

2.Как уменьшить время выключения тиристора?

3. Какие параметры влияют на изменения времени включения тиристора? 4. Дать определение дифференциального сопротивления.

5. Какие параметры характеризуют максимально допустимый режим работы тиристора?

Лекция 11

Тема: Классификации и система условных обозначений конденсаторов. Основные параметр.

3. Конденсаторы

Одним из основных свойств конденсатора является его способность пропускать переменный ток и не пропускать постоянный.

а)

б)

в)

а) - к одному полюсу; б) - к двум полюсам; в)- заряды на пластинах образованное ими электрическом поле.

Рисунок 11-Подключения конденсатора к источнику напряжения

Основным параметром конденсатора является электрическая емкость .Емкость можно увеличить тремя способами:

1)увеличить площадь пластин.

2)уменьшить расстояние между пластинами.

3)поставить между пластинами диэлектрик с большой

относительной диэлектрической проницаемостью – ε для воздуха - ε = 1; для сегнемоэлектриков - ε = 50 –100000; стекло - ε = 3-12; слюда - ε = 6-8

Свойства различных конденсаторов в основном определяется особенностями используемого диэлектрика.

3.1 Классификация и система условных обозначений конденсаторов.

Классификацию конденсаторов можно проводить на основе различных признаков (вид диэлектрика, вид исполнения функциональное назначение и т.д)

В настоящее время конденсаторы делят на две группы:

1) Силовые – применяются в энергетических и электротехнических устройствах.

2) Применяемые в электрических и радиотехнических устройствах. Мы будем рассматривать только вторую группу.

В основу классификации конденсаторов положено деление их на группы по виду применяемого диэлектрика и его конструктивными особенностям, определяющим использование их в конкретных цепях аппаратуры.

Условное обозначение конденсатора может быть сокращенным и полным.