2. Конденсаторы, применяемые в электронных устройствах, их типы, основные электрические параметры и характеристики, частотные свойства, схема замещения на высоких частотах

Конденсаторы, применяемые в устройствах промышленной электроники, подразделяют на конденсаторы постоянной емкости, подстроечные и переменной емкости. Конденсаторы классифицируют по нескольким признакам:

по виду используемого диэлектрика — конденсаторы с газообразным (воздушные), жидким (масляные), твердым неорганическим (слюдяные, керамические, стеклокерамические и др.), твердым органическим (бумажные, пленочные и др.), оксидным (оксидно-полупроводниковые жидкостные, сухие и твердые) диэлектриками;

по назначению — конденсаторы общего применения и специальные; по номинальному (рабочему) напряжению—низковольтные (Uраб<1600 В) и высоковольтные (Uраб>1600 В) конденсаторы. Основными параметрами конденсаторов являются: номинальная емкость (номинал); допустимое отклонение от номинала; электрическая прочность; температурный коэффициент емкости. Номиналы емкостей, так же как и номиналы резисторов, устанавливают в соответствии со шкалой ГОСТа. Электрическая прочность характеризуется: номинальным (рабочим) напряжением (Uраб. при котором конденсатор может работать в течение указанного срока службы и более длительно с соблюдением условий эксплуатации; испытательным напряжением U_исп, определяющим способность конденсатора выдерживать кратковременные перегрузки по напряжению; пробивным напряжением, т. е. напряжением, при котором наступает пробой диэлектрика. Для конденсаторов установлено три ряда номинальных емкостей: Е6, Е12 и Е24. Число, стоящее после буквы Е, определяет количество номинальных величин в ряду. Каждый ряд задается числовыми коэффициентами. Температурный коэффициент емкости ТКС—величина, характеризующая относительное изменение емкости конденсатора при изменении температуры на 1°С. В конденсаторах постоянной емкости применяются в основном твердые и оксидные диэлектрики. Конденсаторы типов КСО (конденсаторы слюдяные спрессованные), КСГ (конденсаторы слюдяные герметизированные), СГМ (слюдяные герметизированные малогабаритные), обладающие наиболее высокими показателями, широко используют в резонансных контурах, в цепях блокировки, связи. Керамические конденсаторы подразделяют на трубчатые (КТ), дисковые (КД), монолитные (КМ), пластинчатые (КП) и др.

Керамические конденсаторы имеют высокие электрические показатели, малые габариты, массу и стоимость. Их применяют в тех же случаях, что и слюдяные. К малогабаритным керамическим конденсаторам относят литые (КЛГ, КЛС) и монолитные (КМ) конденсаторы, обладающие наибольшей удельной емкостью. Стеклоэмалевые конденсаторы (КС) являются наиболее дешевыми. К конденсаторам с твердым органическим диэлектриком относят бумажные, металлобумажные, пленочные и др. Бумажные конденсаторы изготовляют в виде рулона бумажной ленты, которая находится между лентами алюминиевой фольги. У пленочных конденсаторов диэлектриком является синтетическая пленка, например полистирольная (ПМ — пленочные полистирольные малогабаритные или ПОВ — пленочные открытые высоковольтные). Пленочные конденсаторы имеют высокие электрические показатели, в частности отрицательный ТКС, что позволяет использовать их для параметрической стабилизации. Электролитические конденсаторы выполняют с оксидным диэлектриком. Оксидный диэлектрик в виде пленки наносят на одну из пластин конденсатора, в качестве которой служит тонкая алюминиевая или танталовая фольга. Другой пластиной конденсатора является электролит, в зависимости от вида которого различают жидкостные, сухие и твердые электролитические конденсаторы. Электролитические конденсаторы являются униполярными. Для работы в цепях переменного тока выпускают неполярные электролитические конденсаторы, например типа ЭП (электролитический пусковой). Подстроечные конденсаторы и конденсаторы переменной емкости служат для настройки резонансных контуров, фазовращающих мостов и т. д. Диэлектриком в них являются керамика и воздух. Подстроечный конденсатор характеризуется емкостями Сmin и Сmaх.

Конденсаторы переменной емкости представляют собой систему неподвижных пластин (статор), относительно которых вращается система подвижных пластин (ротор). Примеры обозначений конденсаторов: КЮП-1 —конденсатор постоянной емкости, керамический, с номинальным напряжением ниже 1600 В, предназначенный для работы в цепях переменного и постоянного токов.

16. Электровакуумные и газоразрядные приборы, их назначение, классификация, принцип работы, условные обозначения на схемах . Электровакуумные фотоэлементы делятся на вакуумные и газоразрядные.

Вакуумным фотоэлементом называют электровакуумный фотоэлектронный прибор, два электрода которого — фотокатод и анод — помещены в стеклянную колбу, в которой создается вакуум порядка 10^-4—10^-5 Па. Фотокатодом К. фотоэлемента является тонкий слой cветочувствительного материала, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы.Обычно в фотоэлементах применяют серебряно кислородноцезиевые, сурьмяно-цезиевые и многощелочные фотокатоды. В фотоэлементах, предназначенных для работы в ультрафиолетовом спектре лучения, иногда используют сурьмяно-калиевые фотокатоды. Анод А фотоэлемента выполняют из никеля в виде проволочного кольца, петли или тонкой металлической сетки, что позволяет свободно пропускать световой поток на фотокатод. Выводы фотокатода и анода оформляют в одном или двух раз несенных цоколях. Условное графическое обозначение вакуумных фотоэлементов введено на рис.

Энергетическая хактеристика фототока вакуумного фотоэлемента практически линейна в большом диапазо

не изменения световых потоков. При высоких значениях освещенностей энергетическая характеристика становится нелинейной, ее крутизна уменьшается из-за образования объемного заряда у поверхности фотокатода. Нелинейность энергетической характеристики фотоэлемента может явиться следствием “утомления” фотокатода, т. е. уменьшения чувствительности фотоэлемента при работе его в режиме нагрузки. Вольт-амперные характеристики вакуумного фотоэлемента имеют вид, показанный на рис

При малых значениях анодного напряжения 1/а характеристики имеют крутой подъем. Это объясняется тем, что при низких напряжениях Ua только небольшая часть эмиттированных

фотокатодом электронов попадает на анод, площадь которого мала по сравнению с фотокатодом. С повышением анодного напряжения все большее число свободных электронов, находящихся в колбе, стягивается к аноду. По мере нарастания анодного напряжения этот процесс происходит очень интенсивно, что и обусловливает крутой подъем характеристик. В режиме работы фотоэлемента, соответствующем точке перегиба характеристики, все электроны, находящиеся в его колбе, достигают анода. В результате наступает режим насыщения, который является рабочим режимом фотоэлемента.

Вакуумные фотоэлементы являются быстродействующими фотоэлектрическими приборами, пологие участки их частотных характеристик простираются до частот порядка 10⁸—10⁹ Гц.

Газоразрядным называют электровакуумный фотоэлемент, в котором используются свойства темного газового разряда.

Их устройство аналогично устройству вакуумных фотоэлементов. Отличие состоит в том, что после откачки воздуха в колбу вводят инертный газ (обычно аргон) при давлении порядка нескольких.