- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Тема 12. Основы теории электронных приборов
- •Тема №2.Электрическое поле.Электрические цепи постоянного тока.
- •Тема №3. Магнитное поле.Магнитные цепи. Индуктивность и ёмкость в электрических цепях.
- •Свойства ферромагнитных материалов. Гистерезис.
- •Тема №4. Однофазные электрические цепи синусоидального тока.
- •Тема№5.Общие свойства четырёхполюсников.
- •Тема №6. Переходные процессы в электрических цепях.
- •Тема№7.Методы расчёта переходных процессов.
- •Какому знаку подчиняется сигнал на выходные цепи (вывод формулы)
- •Тема №8. Трехфазные электрические цепи.
- •Тема №9.Периодические и апериодические несинусоидальные сигналы.
- •Тема№10.Расчёт электрических цепей с помощью оператора Лапласа.Спектры.
- •Передаточная функция и ее связь с дифференциальным уравнением, импульсной и частотной характеристикой
- •Раздел 2. Электроника Тема 12. Основы теории электронных приборов
- •Параметры, характеристики выпрямительных диодов. Типы полупроводниковых диодов.
- •Параметры диодов.
- •Выпрямительные диоды
- •Усиление электрических сигналов с помощью биполярного транзистора.
- •Параметры транзистора:
- •Общая характеристика схем включения транзисторов p-n-p типа.
- •Полевые транзисторы.
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором.
- •Полевой транзистор со встроенным каналом (мдп- транзистор).
- •Транзистор с индуцированный каналом (моп- транзистор).
- •Транзистор с затвором Шотки.
- •Силовые полупроводниковые приборы.
- •Оптоэлектроника.
- •Светодиод.
- •Тема 13. Транзисторные усилители электрических сигналов.
- •Коэффициент усиления.
- •Импульсные усилители (иу).
- •Электрические фильтры.
- •Дифференцирующие цепи.
- •Дифференцирующая rl-цепь
- •Интегрирующие цепи(фнч) (фильтр высоких частот)
- •Интегрирующая rc-цепь.
- •Интегрирующая rl-цепь
- •Активные фильтры.
- •Интегральные микросхемы
- •Тема 14. Аналоговые и цифровые элементы и устройства.
- •Логические элементы в дискретном исполнении
- •Триггеры в интегральном исполнении.
- •Тема 15. Комбинационные цифровые устройства.
- •Сумматоры
- •Демультиплексор
- •Регистры (узлы накапливающего типа)
- •Набор элементарных операций:
- •Параллельный статический регистр.
- •Расшифровка временной диаграммы.
- •Цифроаналоговые преобразователи (цап).
- •Аналого-цифровые преобразователи (ацп).
- •Запоминающие устройства (зу).
- •Классификация зу.
- •Тема 16. Источники вторичного питания. Генераторы.
- •Internet-ресурсы.
- •Http://ktf.Krk.Ru/courses/foet/(Сайт содержит информацию по разделу «Электроника»)
- •Http://www.College.Ru/enportal/physics/content/chapter4/section/paragraph8/theory.Html(Сайт содержит информацию по теме «Электрические цепи постоянного тока»)
Тема 16. Источники вторичного питания. Генераторы.
Вторичные источники электрического питания необходимы для непосредственного электрического питания электронных устройств и должны обеспечивать устройства напряжением с заданными характеристиками. Эти источники питания получают электрическую энергию от первичных источников (генераторов, аккумуляторов), т.к. питать электронные устройства от первичных источников нельзя. Это связано с тем, что выходное напряжение первичных источников не поддаётся регулировке и наблюдается их недостаточная стабильность. Источники вторичного питания (ИВП) выполняются отдельными блоками или могут входить в состав различных электронных устройств. ИВП разделяется на две группы: 1. инверторные, которые превращают напряжение переменного тока в постоянный ток с помощью выпрямителей и электронные генераторы, которые превращают постоянное напряжение в переменное , для питания электродвигателя; 2. конверторные, которые превращают одно напряжение в другое. (например, трансформатор). Выпрямители - это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Структурную схему источников электропитания можно представить в следующем порядке: трансформатор, который соединяется с выпрямляющим устройством (ВУ) (полупроводниковые приборы, обладающие односторонней проводимостью – диоды, транзисторы, триггеры), далее ВУ соединяют с фильтрующим устройством (ФУ),которое соединяют со стабилизатором напряжения (СН), и с СН уже снимают напряжение, необходимое для питания электронных устройств. ФУ предназначено для ослабления пульсаций выходного напряжения и в качестве такого устройства используют фильтры нижних частот. СН в структурной схеме источников электропитания уменьшает влияние внешних воздействий (изменение напряжения питающей электрической сети, изменения нагрузки и др. – на выходное напряжение выпрямителя).
Выпрямители.По качеству выпрямительных волн выпрямители делятся на однополупериодные и двухполупериодные, а по числу фаз питающего напряжения различают однофазные, двухфазные, трёхфазные , шестифазные выпрямители.
Однофазный однополупериодный выпрямитель (рисю 15-22)
Рис. 15-22. Схема однофазного выпрямителя.
Этот выпрямитель пропускает на выход только одну полуволну, от источника напряжения. (рис. 15-23)
Рис. 15-23.Ооднополупериодное выпрямление.
Двухфазный двухполупериодный выпрямитель (рис. 15-24).
Рис. 15-24. Схема двухфазного двухполупериодного выпрямителя.
Этот выпрямитель представляет собой параллельное соединение двух однофазных однополупериодных выпрямителей и на выходе пропускается две полуволны (рис. 15-25).
Рис. 15-25. Двухполупериодное выпрямление.
Двухфазный двухполупериодный выпрямитель обычно называют выпрямителем со средней точкой вторичной обмотки трансформатора.
Сглаживающие электрические фильтры. Напряжение после выпрямления имеет значительную пульсацию. Для сглаживания пульсации напряжения применяются сглаживающие фильтры. Рассмотрим работу ёмкостного сглаживающего электрического фильтра, схема которого представлена на рис.1 5-26.
Рис. 15-26. Схема ёмкостного сглаживающего электрического фильтра.
Конденсатор Сф заряжается через VDдо амплитудного значения напряженияU1 в те отрезки времени, при которых напряжениеU1 во вторичной обмотке трансформатора превышает напряжение на Сф. В том случае когдаUс>U1VDзакрывается и конденсатор разряжается черезRн и тогдаUвых не уменьшается до минимума во вторую половину периода, а увеличивает усреднённое значение выпрямлённого напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямителем без сглаживающего электрического фильтра.
Действие индуктивного сглаживающего фильтра (рис. 15-27) основано на следующем: сопротивление индуктивности постоянному электрическому току незначительно, а сопротивление переменному току –велико, и поэтому падение напряжения на сопротивлении нагрузки от переменной составляющей уменьшается и как следствие, снижается пульсация выпрямленного напряжения.
Рис. 15-27. Схема индуктивного сглаживающего электрического фильтра.
Следует знать, что электрические фильтры построенные на пассивных элементах целесообразно применять на частотах выше десятков килогерц до единицы милигерц обычно применяют активные фильтры.
Стабилизаторы напряжения постоянного тока STU (эталонное напряжение). Напряжение источников электрического питания электронных устройств обычно изменяются при колебаниях напряжения сети переменного тока. Также напряжение источников может изменяться в зависимости от колебаний силы тока, потребляемой электронными устройствами.
Для стабилизации напряжения источников электропитания применяются стабилизаторы напряжения. Обычно в схемах такой стабилизации используют полупроводниковый стабилитрон, который работает в режиме лавинного пробоя. Условное обозначение стабилитрона в электрических схемах:
Как показывает ВАХ стабилитрона (рис. 15-28) в области напряжения пробоя стабилитрона незначительно изменяется при значительных изменениях тока стабилизации и это позволяет применять стабилитрон в качестве источников опорного напряжения, которое должно оставаться неизменным.
Рис. 15-28. Вольтамперная характеристика стабилитрона.
Для стабилизации напряжения (получение эталонного напряжения) применяют электронную схему стабилитрона изображённую на рис. 15-29.
Рис.1 5-29. Схема включения стабилитрона.
Для того, чтобы исключить тепловой пробой стабилитрона включают в схему (рис 5-8) сопротивления R, которое ограничивает ток стабилитрона. (обратный ток «p-n» структуры стабилитрона). Дифференциальное сопротивление стабилитрона
Как показывают расчеты при R>>rдиф стабилизация становится лучше, если больше отноениеR0/rдиф.
Основная литература:
А.С. Касаткин, М.В.Немцов / Электротехника / М., Академия 2005 / Гл. 1,2,3,4,5,7,8,9,12.
В.Н. Бойко / Схемотехника / С.-п. «бхв-петербург» 2004 / Гл. 2,4,5,6,12.
В.И. Лачин, Н.С.Савелов/Электроника/Ростов на дону, 2004/ Гл.1,2,3,4,5,6,7, 8,10.
И.И. Иванов, Г.И.Соловьев, В.С.Равдоник/Электротехника / С.-п. ЛАНЬ 2004/ Гл.1,2,3,4,5,6,7,8,10,11,12,13.
В.А. Прянишников / Электроника / С.-п., Корона, М.Бином-пресс, 2006 / Гл.2,3,4,5,7,8,12,13,15 разд.6,7.
В.В. Кононеко, В.И. Муханов, В.Ф. Планидин, П.М. Цеголин / Электротехника и электроника / Ростов-на-Дону / Феникс, 2004 / Стр. 1-736.
Дополнительная литература:
А.А. Щука / Электроника / С.-п. ”бхв-петербург”, 2005 / Ч.2, гл.1,2,3,4, 6,7,8,9, 10,12.
Е.А. Лоторейчук / Теоретические основы электроники / М., Форум-инфра-м, 2004/Гл.1,2,3,4,5,6,7,9,10,12,16,17,18,20.
В.И. Карлащук / Электронная лаборатория на IBM PC / М., солон-пресс, 2004 / Гл.3,4,5,6,7,8,9,10.
А.Г. Морозов / Электротехника электроника и импульсная техника / М., Высшая школа 1987 / Гл. 1,2,3,4,5,6,7,9,10,11,12,13,14. (книга содержит базовую информацию по курсу «Электротехника и электроника» и не переиздавалась с 1987 года).
Ч.П. Копылов / Электрические машины / М. Высшая школа, 2002 / Стр. 1-609.