- •Силовая электроника
- •1. Полупроводниковые приборы
- •1.1. Электропроводность полупроводников
- •1.1.1. Образование носителей заряда в собственных полупроводниках
- •1.1.2. Образование носителей заряда в примесных полупроводниках
- •1.1.3.Дрейфовое и диффузионное движение носителей заряда
- •1.2.Полупроводниковые диоды
- •1.2.1.Принцип действия и вольтамперная характеристика (вах) диода
- •1.2.2. Виды диодов
- •1.3. Биполярные транзисторы
- •1.3.1. Принцип действия транзистора.
- •1.3.2.Статические вах транзистора
- •1.4. Униполярные (полевые) транзисторы.
- •1.4.1. Полевые транзисторы с p-n переходом.
- •1.4.2. Мдп - транзисторы.
- •1.5. Тиристоры
- •1.5.1. Классификация тиристоров
- •1.5.2. Принцип работы диодного тиристора
- •1.5.3. Принцип работы триодного тиристора.
- •2. Усилители
- •2.1.Назначение и классификация усилителей
- •2.2. Принцип построения усилительных каскадов.
- •2.3. Усилительный каскад с общим эмиттером.
- •2.4. Многокаскадные усилители с конденсаторной связью.
- •2.5. Усилители мощности.
- •2.5.1 Усилитель мощности класса а с трансформаторным включением нагрузки (рисунок 2.6)
- •2.5.2. Двухтактный усилитель мощности (рисунок 2.7)
- •2.6. Усилители с обратной связью
- •2.7.Усилители постоянного тока (упт)
- •2.8. Операционные усилители (оу).
- •2.8.1. Инвертирующий усилитель (рисунок 2.19)
- •2.9.1. Компараторы. Триггер Шмитта
- •2.9.2. Мультивибраторы
- •2.9.3. Одновибраторы
- •3. Выпрямители
- •3.1. Структурная схема источника питания постоянного напряжения
- •3.1. Однофазный двухполупериодный неуправляемый выпрямитель с нулевым выводом.
- •3.2.1. Работа выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке.
- •3.2.2. Работа выпрямителя при активно-ёмкостной нагрузке
- •3.3. Однофазный мостовой выпрямитель
- •3.4. Мостовой выпрямитель с нулевой точкой трансформатора
- •3.5. Трёхфазный выпрямитель с нулевым выводом
- •3.6. Трёхфазный мостовой выпрямитель
- •3.6. Управляемый выпрямитель однофазного тока
- •4. Коммутация однооперационных тиристоров
- •4.1. Узлы параллельной коммутации.
- •4.2. Узлы последовательной коммутации
- •5. Импульсные преобразователи постоянного напряжения
- •5.1. Методы импульсного регулирования постоянного напряжения
- •5.2. Иппн с параллельной коммутацией и коммутирующим контуром, подключаемым параллельно силовому тиристору
- •5.3. Иппн с последовательной коммутацией
- •6. Инверторы.
- •6.1. Автономные инверторы тока (аит)
- •6.1.1. Однофазный параллельный инвертор тока.
- •6.1.2. Трехфазный параллельный аит
- •6.2. Автономные резонансные инверторы (аир).
- •6.2.1. Последовательный аир
- •6.2.2. Последовательный аир со встречными диодами.
- •6.3. Автономные инверторы напряжения.
- •6.3.1. Способ формирования выходного напряжения инвертора в виде импульсов чередующейся полярности и одинаковой длительности.
- •6.3.2. Широтно-импульсный способ формирования и регулирования выходного напряжения инвертора.
- •6.3.2.1. Шир с зависящей от параметров нагрузки формой кривой выходного напряжения.
- •6.3.2.2. Шир с не зависящей от параметров нагрузки формой кривой выходного напряжения.
- •6.3.3. Формирование кривой выходного напряжения инвертора с уменьшенным содержанием гармонических.
- •7. Оптоэлектроника
- •7.1. Управляемые источники света
- •7.2. Фотоприёмники.
- •2.Фотодиоды.
- •3. Фототранзисторы (рисунок 7.8).
- •4. Фототиристоры.
- •7.3. Световоды и простейшие оптроны
- •8. Цифровая техника
- •8.1.Аксиомы, законы, тождества и теоремы алгебры логики
- •8.2. Логические элементы на диодах и биполярных транзисторах.
- •8.2.1. Логический элемент или.
- •8.2.2. Логический элемент и.
- •8.2.3. Логический элемент не.
- •8.2.4. Логический элемент или-не.
- •8.2.5. Логический элемент и-не.
- •8.3. Параметры логических элементов.
- •8.4.Логические элементы на полевых транзисторах.
- •8.4.1. Логический элемент не.
- •8.4.2. Логический элемент или-не.
- •8.4.3.Логический элемент и-не.
8.3. Параметры логических элементов.
1. Функциональные возможности логического элемента.
Они определяются коэффициентом разветвления по выходу «n» и коэффициентов объединения по входу «m».
Коэффициент разветвления «n» показывает количество входов аналогичных элементов, которое может быть подключено к выходу нашего логического элемента.
Коэффициент объединения «m» показывает количество входов нашего логического элемента.
Для большинства типов интегральных микросхем n=4…10. Для увеличения нагрузочной способности к выходу логического элемента подключают буферный усилитель, позволяющий получить n=20…50.
Количество входов m=2…6. С целью увеличения коэффициента m применяют схему логического расширителя, позволяющую увеличить m до 10 и более.
2. Быстродействие – характеризует время реакции логического элемента на изменение сигналов на входах.
По быстродействию логические элементы подразделяются на сверхбыстродействующие t3<0,01 мкс, быстродействующие 0,01< t3<0,03 мкс, среднего быстродействия 0,03<t3<0,3 мкс, низкого быстродействия t3>0,3 мкс.
3. Потребляемая мощность от источника питания. В зависимости от серии, мощность, потребляемая логической микросхемой, составляет 250 мВт – 1мкВт. Потребляемая мощность связана с быстродействием микросхем. В частности, микросхемы, потребляющие большую мощность, обладают высоким быстродействием.
4. Помехоустойчивость – характеризует меру невосприимчивости логических элементов к изменению своих состояний под воздействием напряжения помех. Помехи бывают статические (длительные) и импульсные (кратковременные).
8.4.Логические элементы на полевых транзисторах.
Из полевых транзисторов наибольшее применение при создании логических элементов получили МДП-транзисторы с индуцированным затвором. Это объясняется одинаковой полярностью напряжения, требуемых для управления и питания транзисторов и, следовательно, простым решением задачи последовательного соединения элементов на их основе.
Логические элементы на МДП-транзисторах обладают следующими преимуществами по сравнению с логическими элементами на биполярных транзисторах:
Высокая нагрузочная способность n=10…20
Технология получения МДП-транзистора проще, чем биполярного
В кристалле полупроводника МДП-транзистор занимает меньше места, чем биполярный. Поэтому МДП-транзисторы позволяют создавать микросхемы с высокой степенью интеграции для решения более сложных функциональных задач.
Возможность создания элементов с низкой (менее 1 мкВт) потребляемой мощностью.
Недостатком микросхем на МДП транзисторах является их меньшее быстродействие по сравнению с биполярными.
8.4.1. Логический элемент не.
рисунок 8.9
Схема выполнена на МДП-транзисторе р-типа (рисунок 8.9). Напряжение питания имеет отрицательную полярность, в связи с чем состоянию логической «1» (F=1) соответствует отрицательный потенциал выходной шины (отрицательная логика). Логическому «0» отвечает близкое к нулю выходное напряжение.
В режиме логического «0» VTу закрыт, VТн – открыт, т.к. , ток в цепи мал и определяется остаточным током закрытого транзистора Vту. Но, т.к. VТн открыт, то к транзистору Vту прикладывается напряжение близкое к –Ес. При Х=1 открыты оба транзистора, но так как по технологии изготовления у транзистора VТн сопротивление делается больше, чем у транзистора Vту, то все падение напряжения прикладывается к транзистору VТн и F=0.