- •Элементы электронных устройств. Закон Ома.
- •Пассивные схемы. Резистивный делитель.
- •Диод. Основные параметры и характеристики.
- •Однополупериодный выпрямитель.
- •Мостовой выпрямитель.
- •Стабилитроны. Основные параметры и характеристики.
- •Туннельный пробой p-n перехода
- •Параметрический стабилизатор напряжения.
- •Повышение мощности параметрического стабилизатора напряжения.
- •Компенсационный стабилизатор напряжения.
- •Биполярный транзистор (бт). Основные параметры и характеристики.
- •Биполярный транзистор. Схема с общим эмиттером.
- •Бт. Схема с общим коллектором.
- •Транзисторный усилитель с отрицательной обратной связью (оос).
- •Полевой транзистор.
- •Пассивные фильтры. Фнч.
- •Пассивные фильтры. Фвч.
- •Пассивные фильтры. Полосовой и режекторный фильтр.
- •Дифференциальный транзисторный усилитель.
- •Операционный усилитель (оу). Основные параметры и характеристики.
- •Оу. Неинвертирующий усилитель.
- •Оу. Инвертирующий усилитель.
- •Оу. Компаратор.
Элементы электронных устройств. Закон Ома.
Простейшие элементы электронных устройств, это:
1) Конденсатор – устройство с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью, способное накапливать энергию в электрическом поле. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (обкладки), разделённых диэлектриком, толщина которых меньше размера обкладок.
Основные параметры:
Ёмкость характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд. Различают номинальную (обозначенная) и реальную (измеренная) ёмкость. По определению ёмкости, заряд на обкладках пропорционален напряжению между обкладками: . Типичные значения ёмкости составляют от 1пикоФарад до Сотен микроФарад, но некоторые достигают десятков Фарад. Ёмкость определяется по формуле: . Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно, при этом общая ёмкость равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею: . Ёмкость при последовательном соединении всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею: .
Допускаемое отклонение действительной ёмкости от номинала
Номинальное напряжение – значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.
Тангенс угла диэлектрических потерь – отношение мнимой и вещественной части диэлектрической проницаемости: . При синусоидальном токе: . Добротность – величина, обратная тангенсу угла потерь:
Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ) – относительно изменение ёмкости при изменении температуры окружающей среды на 1 градус Цельсия или Кельвина: . ТКЕ применяется для характеристики конденсаторов со значительной линейной зависимостью ёмкости от температуры. Однако ТКЕ определяется не для всех типов конденсаторов.
Ток утечки – ток, который протекает в землю или на сторонние проводящие части в электрической неповреждённой цепи.
Сопротивление изоляции – характеристика, влияющая на степень безопасности эксплуатации электроустановок.
По виду диэлектрика конденсаторы бывают:
С газообразным диэлектриком
С жидким диэлектриком
С твёрдым неорганическим диэлектриком
С твёрдым органическим диэлектриком
С оксидным диэлектриком
2) Дроссель или катушка индуктивности – (обычно имеет цилиндрическую или спиральную форму, 1 или многослойный) предназначен для обеспечения большого сопротивления для переменных токов и малого – для постоянных низкочастотных. Дроссель обладает так же способностью накапливать энергию, но не в электрическом, а в магнитном поле. Ведёт себя подобно конденсатору, за исключением того, что рассматривать нужно не напряжение, а ток.
Если подключить параллельно дроссель и конденсатор то получится колебательный контур.
3) Диод (p-n переход) – двухэлектродный электронный прибор, обладает различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключённый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключённый к отрицательному полюсу – катодом.
Обратный ток диодов общего назначения измеряется в наноамперах, поэтому им пренебрегают, пока обратное напряжение не достигнет напряжения пробоя.
P имеет электронную проводимость (лидирована донорной примесью)
N имеет дырочную проводимость (лидирована акценнторной примесью)
Различают несколько разновидностей диодов:
стабилитрон
варикап
фото и светодиоды
Параметры диода:
максимальный прямой ток
ёмкость
ток утечки
время восстановления обратного сопротивления
4) Резистор — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома.
В зависимости от назначения делят на группы:
общее назначение (1 Ом – 10 Мом)
спецназначения
высокоомные (10 МОМ – 100 ТероОм)
высоковольтные (10 Ом, 10 кВ)
высокочастотные
рецезионные ((допуск на номинал) от 0,001 до 1%)
переменные
подстрочные – рис.
регулировочные – рис.
Любой резистор является источником тепловых шумов. Номинальное сопротивление резисторов должно соответствовать одному из 6 рядов Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192.
При последовательном соединении резисторов их сопротивления складываются:
R=R1+R2+R3…
При параллельном соединении резисторов складываются величины, обратно пропорциональные сопротивлению (то есть общая проводимость складывается из проводимостей каждого резистора )
Мощность выделяемая резистором P=I2R
Закон Ома: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку. – для линейной цепи, где ток зависит от напряжения (R=const)
Закон Ома для полной цепи: Сила тока в цепи прямо пропорциональна ЭДС источника.
Транзистор. Большинство транзисторов конструктивно представляют собой корпус с тремя выводами. Цоколевка транзисторов (расположение эмиттера, коллектора и базы) на корпус не выносится и определяется по справочной литературе. Наиболее употребляемые конструктивные исполнения транзисторов:
Интегральные микросхемы. В отличие от других элементов отличаются большим количеством контактных ножек. Для удобства работы с микросхемами любого конструктивного исполнения необходимо знать точку отсчета выводов. Для этого на корпус микросхемы наносится ключ.
Одна и та же марка микросхем может выпускаться разных видов. Тип микросхемы обычно указывается на корпусе, и состоит из номера серии и функционального обозначения. Например: К155ТЛ1 – триггер Шмидта. Параметры микросхем подразделяют на общие и конкретные для каждого типа микросхемы.