VIII ELEKTRONU IERĪCES

Pusvadītāju materiālu īpašības Pusvadītāji ir vielas, kuru vadītspēja ir lielāka nekā dielektriķiem, bet mazāka nekā vadītājiem. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Pusvadītājus raksturo: 1) izteikta elekt rovadītspējas atkarība no dažādiem ār ējiem faktoriem, temperatūras, apgaism ojuma; 2) negatīvs pretestības termisk ais koeficients – pretējs nekā metāliem; 3) elektrovadītspējas lielā jūtība pret piejaukumvielām. Pusvadītāju ierīcēs visvairāk izmanto ķīmisko elementu periodiskās sistēmas Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces ceturtās grupas elementus: siliciju un germāniju, un dažus citus materiālus (selēnu, gallija arsenīdu). Tīrs silīcijs (vai germānijs) kristalizējas telpiskā kristāliskā režģī, kurā katrs atoms ar kovalentām saitēm saistīts ar četriem blakus esošajiem atomiem. Paaugstinā tas temperatūras, starojuma enerģijas un citu ārēju faktoru ietekmē atsevišķas Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces kovalentās saites var pārtrūkt. Elektro ns no atoma atbrīvojas, bet atomā pēc elektrona aiziešanas rodas caurums. Brīvais elektrons var pārvietoties krista liskajā režģī. Caurumu savukārt var aiz pildīt cits elektrons. Tas nozīmē ka vie ns caurums rekombinācijas rezultātā izzūd, bet jauns citur rodas. Tātad arī caurums var pārvietoties. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Pusvadītājā iespējami divu veidu lādiņ nesēji – elektroni un caurumi. Ja krist āls neatrodas elektriskajā laukā, tad šo lādiņnesēju kustība ir haotiska. Pielie kot kristālam spriegumu, elektroni sāk pārvietoties pretēji elektriskā lauka vir zienam, bet caurumi – lauka virzienā. Pusvadītājā plūst strāva, kura sastāv no divām komponentēm – elektronu un caurumu komponentes. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Pusvadītāju tehnikā lieto nevis pilnīgi tīrus materiālus, bet materiālus ar pie jaukumiem. Kā piejaukumus izmanto periodiskās tabulas trešās un piektās grupas elementus. Ja silīcija kristālā ievada piektās grupas elementa (fosfo rs) atomu, tad tā četri valentie elektroni veido saites ar silīicija atomiem, bet pie ktais valentais elektrons viegli atraujas Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces no atoma, kurš kļūst par pozitīvu jonu. Šādu piejaukumu, kurš kristāliem dod brīvos elektronus, sauc par donorpiejau kumu, bet pusvadītāju – par n tipa pus vadītāju. Ja silīcijā ievada trešās grupas elemen tu (alumīniju), tā trīs valentie elektroni veido kovalentās saites ar blakus eso šiem silīcija atomiem, bet ceturtās sai Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces tes veidošanai alumīnija atoms sev pie vieno cita atoma elektronu. Tādēļ pie jaukuma atoms kļūst par negatīvu jonu, bet blakus veidojas caurums. Šādu pie jaukumu sauc par akceptorpiejaukumu, bet attiecīgo pusvadītāju – par p tipa pusvadītāju. Elektronus n tipa pusvadītājos un cau rumus p tipa pusvadītājos sauc par ma joritātes lādiņnesējiem jeb vairākum Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces nesējiem. Pretējas zīmes lādiņnesējus sauc par minoritātes lādiņnesējiem jeb mazākumnesējiem. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Elektroncaurumu pāreja Par elektroncaurumu pāreju (p-n pāre ju) sauc robežu starp p un n apgaba liem pusvadītāja kristālā. Elektroncauru mu pārejas visbiežāk iegūst ar sakausē šanas vai difūzijas metodēm. Kas notiek p-n pārejā, ja tai nav pieslē gts ārējs EDS avots? Apgabalā ar p va dītspēju ir daudz caurumu, bet n apga Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces balā to ir maz. Tādēļ notiek caurumu di fūzija no p apgabala n apgabalā. Cauru Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces mi, kas iekļuvuši n apgabalā, tur rekom binē ar elektroniem. Vienlaikus notiek arī elektronu difūzija no n apgabala p apgabalā ar sekojošu rekombināciju. Šo procesu rezultātā p un n apgabalu robežas tuvumā izzūd kustīgie lādiņne sēji – elektroni un caurumi. Turpretī jo nizētie piejaukumu atomi nevar pārvie toties, un starp tiem rodas iekšējs elek Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces triska lauks Eiekš, kas kavē tālāku lādiņ nesēju difūziju. Kristālā abās pusēs no p-n pārejas izveidojas slānis, kurā nav kustīgo lādiņnesēju – t.s. sprostslānis. Ja p-n pārejai pielikts ārējs EDS ar pozi tīvo polu pie n apgabala, tad ārējā ele ktriskā lauka Eār virziens sakrīt ar iekšē jā lauka Eiekš virzienu. Tādēļ kustīgie lā diņnesēji vēl vairāk attālinās no apgab Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces ala robežas, un tātad, sprostslānis papl ašinās. Cauri p-n pārejai var plūst tikai neliela strāva – sproststrāva IR(reverse). Ja ārējā sprieguma polaritāti izmaina, ārējais elektriskais lauks kompensē iekšējo lauku, un sprostslānis izzūd. Tad vairs nav šķēršļu majoritātes lādiņu nesēju difūzijai cauri p-n pārejai, radot relatīvi lielu caurlaides virziena strāvu IF (forward). Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Tātad raksturīga p-n pārejas īpašība ir tās pretestības atkarība no pieliktā spr ieguma virziena. Ja spriegums pielikts caurlaides virzienā, strāva ir liela (pre testība maza), ja – sprostvirzienā, tad otrādi, strāva ir maza (pretestība liela). Elektroncaurumu pārejas voltampēru raksturlīkne attēlota sekojošā zīm. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Uz atvērtas p-n pārejas veidojas sprie guma kritums – parasti robežās no 0,5 līdz 2 V. Ja sprostspriegums pārsniedz noteiktu vērtību, iestājas p-n pārejas caursite, strauji pieaug sproststrāva (punkts A). Sākumā parasti rodas lavīncaursite, kas raksturīga ar ievērojamu strāvas palielināšanos pie gandrīz nemainīga Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces sprieguma. Pastāvot lavīncaursitei, mi noritātes lādiņnesēji, kustoties elektris kajā laukā ar lielu ātrumu, izraisa ato mu triecienjonizāciju. Ļoti plānās p-n pārejās iespējams arī cits caursites veids – tuneļcaursite, kad spēcīgs elek triskais lauks atrauj elektronus no ato ma. Abi šie caursites veidi pārtraucas, ja samazinās sprostspriegums. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Visbiežāk iesākusies lavīncaursite (vai tuneļcaursite) pāriet siltumcaursitē, kas ir saistīta ar p-n pārejas temperatūras neierobežotu paaugstināšanos. Pie aug stākas temperatūras rodas vairāk mino ritātes lādiņnesēju. Tādā gadījumā pie aug sproststrāva, līdz ar to pārejā izda lās vairāk siltuma, un tās temperatūra kļūst vēl augstāka. Siltumcaursites Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces rezultātā p-n pāreja tiek sabojāta (iz kūst). Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Pusvadītāju diode Pusvadītāju diodē ir viena p-n pāreja. Diodes voltampēru raksturlīkne ir līdzī ga ieproekš aplūkotajai p-n pārejas rak sturlīknei. Diodi izmanto gadījumos, kad nepieciešams, lai strāva plūstu ti kai vienā virzienā, piemēram, maiņstrā vas taisngriešanai. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Diodes parametri Diodes galvenie parametri ir pieļaujamā caurlaides virziena strāva un pieļauja mais sprostspriegums. Pieļaujamo strā vu nosaka diodes silšanas apstākļi. To pārsniedzot, diode pārkarst. Pārsniedz ot pieļaujamo sprostspriegumu, notiek p-n pārejas caursite. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Pusvadītāju ierīču rūpnīcas gatavo dio des ar nominālo caurlaides strāvu no dažiem miliampēriem līdz vairākiem tū kstošiem ampēru un pieļaujamo sprost spriegumu līdz dažiem tūkstošiem vol tu. Silīcija diodes var strādāt pie tempe ratūras līdz 1400 C. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Pusvadītāju stabilitrons Stabilitrons ir speciāla silicija diode, ku ra var strādāt lavīncaursites režīmā, kas raksturojas ar samērā stabilu sprie gumu. Lai novērstu lavīncaursites pāre ju siltumcaursitē, stabilitrona konstruk cija nodrošina efektīvu siltuma novadīš anu no p-n pārejas. Bez tam ar Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces speciāliem tehnoloģiskiem paņēmien iem iegūst homogenāku p-n pāreju, lai caursite varētu sākties vienlaikus visā pārejas laukumā. Tad nenotiek lokāla pārkaršana kādā punktā un tai sekojo ša siltumcaursite. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Parametriskais sprieguma stabilizators Izejas spriegums Uiz ir mazāks par iee jas spriegumu Uie. Starpība krīt uz ba lasta rezistora R1. Ja palielinās ieejas spriegums, tad par tik pat voltiem palie linās spriegums uz balasta rezistora, bet izejas spriegums paliek gandrīz ne mainīgs, jo tas līdzinās spriegumam uz stabilitrona. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Stabilizatora shēmas aprēķinam var iz mantot Kirhofa likumus Uie=Uz+R1∙I; I=Iz+Isl. Šeit pieņemts, ka Uiz=Uz. Sprieguma stabilizatora darbības kvali tāti rāda t.s. stabilizācijas koeficients – ieejas un izejas spriegumu relatīvo izmaiņu attiecība Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Bipolārā tranzistora uzbūve un darbības princips Bipolārais tranzistors ir pusvadītāju ierī ce ar divām p-n pārejām, kuru izmanto elektrisko signālu pastiprināšanai un kā bezkontaktu slēdzi. Iespējamas p-n-p un n-p-n tranzistoru struktūras. Tranzis tors izveidots no silīcija vai germānija monokristāla, kurā radītas divas p-n pārejas nelielā attālumā viena no otras. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Tranzistora izgatavošanas procesā vid ējo zonu (bāzi) izveido plānu un ar ievē rojami mazāku lādiņnesēju koncentrāci ju nekā malējās zonās, kuras sauc par emiteru un kolektoru. Tranzistoru paras ti ieslēdz shēmā tā, lai emitera pārejai (p-n pārejai starp emiteru un bāzi) būtu pielikts caurlaides virziena spriegums, bet kolektora pārejai –sprostspriegums. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Iepriekš attēlotajā tranzistora slēgumā ieejas strāva ir emitera strāva IE, bet iz ejas strāva – kolektora strāva IK. Attiecī gi, ieejas spriegums ir spriegums starp emiteru un bāzi, bet izejas spriegums – spriegums starp kolektoru un bāzi. Tā kā emitera pāreja ieslēgta caurlai des virzienā, caur to plūst emitera strā va IE. Šo strāvu veido caurumi, kas no Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces emitera iekļūst bāzē, un elektroni, kas pārvietojas pretējā virzienā. Lielākā da ļa bāzē iekļuvušo caurumu difūzijas re zultātā iziet tai cauri un nokļūst līdz ko lektora pārejai. Caurumi bāzē ir minori tātes lādiņnesēji, tie brīvi pārvar kolek tora pārejas sprostspriegumu,iekļūst kolektorā un elektriskā lauka ietekmē turpina ceļu tālāk. Neliela caurumu daļa Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces bāzē rekombinē, radot bāzes strāvu. Lai bāzes strāva būtu maza, nepiecie šams samazināt caurumu rekombināci ju, tādēļ bāze tiek veidota plāna, lai cau rumi pietiekami ātri paspētu iziet tai cauri. Caur bāzi iziet strāva h21BIE, kur h21B = 0,9-0,995. Bez strāvas galvenās daļas, kas plūst cauri tarnzistora struktūrai no emitera Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces uz kolektoru, caur sprostvirzienā ieslē gto kolektora pāreju plūst kolektora sprodtstrāva IKO. Tādēļ IK=h21BIE+IKO; IE=IK+IB. Koeficientu h21B sauc par strāvas pārva des koeficientu kopbāzes shēmai. Ja p-n-p tranzistora vietā izmanto n-p-n ti pa tranzistoru, tad abu spriegumu pola ritātēm jābūt pretējām. Izmainās arī vi su strāvu virzieni. Bultiņa emitera nosa- Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces cītajā apzīmējumā norāda emitera strā vas virzienu. Turpmāk tiek aplūkoti n-p-n tipa tranzis tori. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Tranzistoru ieslēgšanas shēmas Izmantojot tranzistoru elektrisko signālu pastiprināšanai vai kā beskontaktu slē dzi, diviem tranzistora izvadiem jāpieva da ieejas signāls (pastiprināmais sprie gums vai bezkontakta slēdža vadības signāls), bet citiem diviem izvadiem jā pieslēdz slodze. Bez tam shēmā ir jāpa redz barošanas avoti. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Tā kā tranzistoram ir tikai trīs izvadi, kam jāpieslēdz ieejas un izejas ķēdes, tad viens no tranzistora elektrodiem vie nlaikus tiek izmantots gan ieejai, gan iz ejai. Līdz ar to iespējamas trīs dažādas slēgumu shēmas. Visos gadījumos iee jas ķēde parādīta kreisajā pusē. Zīmē jumos redzams, kā izejas ķēdē jāies lēdz slodze. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Kopbāzes shēmā ieejā ir vislielākā no tranzsistora strāvām – emitera strāva, bet izejā nedaudz mazāka –kolektora strāva. Tādēļ šī shēma strāvu nepastip rina. Ieejas spriegums emitera pārejai Ir pielikts caurlaides virzienā, bet izejas spriegums kolektora pārejai sprostvirzie nā. Tātad spriegumu un arī jaudu šī sh ēma pastiprina. Kopbāzes shēmu lieto speciālos gadījumos. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Kopemitera shēmas ieejā ir mazākā no strāvām – bāzes strāva, bet izejā daudz lielākā – kolektora strāva. Šī sh ēma dod ievērojamu strāvas pastiprinā jumu. Ieejā ir atvērta emitera pāreja, tā dēļ ieejas spriegums ir mazs. Izejas ķē dē virknē slēgtas divas p-n pārejas – emitera un kolektora, pie kam kolektora pārejai spriegums pielikts sprostvirzie Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces nā. Tātad šī shēma pastiprina arī sprie gumu un jaudu. Šo shēmu izmanto visbiežāk. Bāzes strāvas pārvades koeficients kur h21B – emitera strāvas pārvades koeficients kopbāzes shēmā. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Kopkolektora shēmā strāvas pastiprinā jums ir apmēram tāds pats, kā kopemi tera shēmā, bet sprieguma pastiprinā juma nav. Šīs shēmas vērtīga īpašība Ir lielā ieejas pretestība, tāpēc tranzis tors maz slogo ieejas signāla avotu. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Tranzistora izejas raksturlīknes un darba režīmi Tranzistora izejas raksturlīknes attēlo izejas strāvas atkarību no izejas sprieg uma pie nemainīgas ieejas strāvas. Ze māk aplūkotas izejas raksturlīknes vis vairāk izmantotajam slēguma veidam – kopemitera shēmai, kas uzņemtas pie vairākām bāzes strāvām. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Tranzistora iespējamo darba režīmu an alīzei izmanto nelineāru līdzstrāvas ķē žu grafiskā aprēķina metodi, kas piemē rojama gadījumam, kad virknē ar nelin eāru pretestību (tranzistoru) ieslēgta lin eāra pretestība (rezistors kolektora ķē dē). Tad jāzīmē slodzes līnija, kas rāda sakarību starp kolektora strāvu un kole ktora spriegumu, ja kolektora ķēdē ies lēgts rezistors RK. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Slodzes līnijas vienādojumu iegūst, izm antojot otro Kirhofa likumu UK=EK - RKIK. Tas ir taisnes vienādojums, tāpēc piet iek, ja zināmi punkti, kas atrodas uz ko ordinātu asīm. Pie IK=0, iegūst UK=EK, bet ja UK=0, tad IK=EK/RK. Tranzistora darba režīmu nosaka slodzes līnijas kr ustpunkts ar uzdotajai bāzes strāvai at bilstošo tranzistora izejas raksturlīkni. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces 1. Nogriešanas režīms (punkts A). Šo režīmu iegūst, ja ieejai spriegumu pie liek sprostvirzienā. Emitera pāreja ir sl ēgta, emitera strāva ir tuva nullei, bet bāzes strāva maina savu virzienu, plūst no kolektora uz bāzi. Tad IK=IK0 un IB= -IK0. Spriegums uz tranzistora UK ir gandrīz vienāds ar barošanas avota spriegumu EK, bet uz razistora RK tuvs nullei. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces 2. Aktīvais režīms(piemēram, punkts B). Slodzes līnija krusto izejas raksturlīkni tās horizontālajā posmā. Izmainoties bāzes strāvai (piemēram no IB2 uz IB3), izmainās arī kolektora strāva un sprie gums uz tranzistora un uz rezistora RK. Tas nozīmē, ka aktīvajā režīmā tranzis tors strādā kā pastiprinātājs. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces 3. Piesātinājuma režīms (punkts C). Slodzes līnijas un izejas raksturlīknes krustpunkts atrodas raksturlīknes verti kālajā posmā. Šajā gadījumā bāzes st rāvas turpmāka palielināšanās (piemē ram, no IB4 uz IB5) neizsauc kolektora st rāvas izmaiņu, tātad tranzistors kļuvis nevadāms. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Ja tranzistors strādā nogriešanas un piesātinājuma režīmā, bet aktīvais rež īms pastāv tikai īslaicīgi, pārejot no vie na režīma uz otru, tad iegūstam tranzis tora slēdzi. Nogriešanas režīmā šāds slēdzis ir aizvērts, bet piesātinājuma re žīmā – atvērts. Aktīvajā režīmā tranzis tors strādā dažādās pastiprinātāju shē ās, bet slēdža režīmā – impulsu tehnik Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces kas un digitālās informācijas apstrādes iekārtās. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Bāzes strāvas pastiprinājuma koeficients Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Bāzes strāvas pastiprinājuma koefici ents  saukts arī mazu signālu pastipri nājuma koeficients darba punkta zonā, līdzinās kolektora strāvas atvasināju mam pēc bāzes strāvas. Neliela bāzes strāvas izmaiņa ΔIB noved pie kolekto ra strāvas izmaiņas ∙ΔIB. Šo koeficien tu nosaka pie constanta kolektors-emi ters sprieguma (UK=const). Dažreiz to Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces apzīmē arī ar h21E (bāzes strāvas pārva des koeficients kopemitera shēmā). Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Lauktranzistors Lauktranzistoros strāvu regulē šķērsvir zienā vērsts elektriskais lauks. Izšķir di vus lauktranzistoru veidus – ar p-n pāre ju un ar izolētu aizvaru. Šeit sīkāk aplū kots pirmais no tiem. Lauktranzistors ar p-n pāreju sastāv no silīcija kristāla, kura vienā malā izveido ta p-n pāreja. Strāva kristālā plūst starp Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces elektrodiem, kurus sauc par izteci S (source) un noteci D (drain). Iztece ir el ektrods, no kura lādiņnesēji sāk kustī bu. Starp trešo elektrodu – aizvaru G (gate) un izteci pielikts aizvara spriegu ms UG, kas regulē lādiņnesēju plūsmu kristālā. Spriegums UG pielikts p-n pā rejai sprostvirzienā. Šis sprostspriegu ms p-n pārejas rajonā rada sprostslāni, kurā praktiski nav lādiņnesēju. Noteces Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces strāva var plūst tikai pa to kristāla daļu, līdz kurai nav izplatījies sprostslānis, - pa kanālu. Ja palielina aizvara spriegu mu UG, sprostslānis paplašinās un ka nāls sašaurinās. Tā kā šajā gadījumā palielinās kanāla pretestība, noteces strāva ID samazinās. Bez aplūkotā lauktranzistora ar p tipa kanālu, lieto arī lauktranzistorus ar n ti Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces pa kanālu. Šajā gadījumā spriegumu polaritātes un strāvu virzieni būs pretē ji. Lauktranzistorā ar izolētu aizvaru, ko sauc arī par MDP tranzistoru (“metals- dielektriķis-pusvadītājs”), vai MOP tran zistoru (“metals-oksīds-pusvadītājs”), aizvars ar silīcija oksīda slāni ir pilnīgi izolēts no silīcija plāksnītes. Mainot aiz Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces vara spriegumu, elektrostatiskās induk cijas ietekmē mainās lādiņnesēju kon centrācija kanālā un līdz ar to arī note ces strāva. Lauktranzistora galvenās priekšrocības ir ļoti lielā ieejas pretestība. Aizvara str āva ir niecīga – daži nanoampēri, jo p-n pārejai spriegums pieslēgts sprostvirzie nā. MDP tranzistoriem ieejas strāva ir Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces vēl mazāka. Līdz ar to var uzskatīt, ka lauktranzistorā noteces strāvu regulē aizvaram pieliktais spriegums. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Taisngrieži Tasngrieža uzdevums ir pārveidot maiņ strāvu līdzstrāvā. Jebkura taisngrieža obligāta sastāvdaļa ir viens vai vairāki ventiļi – ierīces, kas laiž strāvu tikai vie nā virzienā, piemēram, diodes, tiristori u.c. Bez tam parasti taisngriezī ietilpst transformators maiņsprieguma transfor mēšanai un vajadzības gadījumā arī fā Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces žu skaita izmaiņai. Dažos gadījumos, kad slodzes spriegumam un strāvai ne drīkst būt pulsācijas, taisngrieža izejā pieslēdz gludinātājfiltru. Atkarībā no izmantotās maiņstrāvas vei da izšķir vienfāzes un trīsfāžu taisngrie žus. Visplašāk lieto nevadāmus taisng riežus, kam izejas spiegums nav regul ējams. Ja izejas spriegumu jāmaina, Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces var izmantot vadāmo taisngriezi. Analizējot dažādu shēmu darbību, turp māk pieņemts, ka spriegums uz atvērt as diodes vienāds ar nulli. Netiek ievē rotas sproststrāvas, diodes un transfor matora tinumu pretestības. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Vienfāzes taisngrieži Vienkāršākā vienfāzes taisngrieža shē ma ir viena pusperioda shēma. Viena pusperioda laikā (kad spriegums u2 po zitīivs) diode ir atvērta un viss spriegu ms pielikts slodzei. Otra pusperioda lai kā diode aizvērta un spriegums pielikts diodei. Vidējo taisngrieztā sprieguma vē rtību Ud var noteikt, integrējot slodzes Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces sprieguma izteiksmi: Shēmas trūkums ir lielas taisngrieztā sprieguma pulsācijas, nepilnīga trans formatora jaudas izmantošana un tā magnētvada piesātināšanās. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Divu pusperiodu taisngriežus var izvei dot ar transformatora neitrāles izvadu vai lietojot tilta shēmu. Abos gadījumos slodzes sprieguma forma ir viena un tā pati. Taisngrieztā sprieguma vidējā vēr tība Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Shēmā ar transformatora neitrāles izva du sprieguma u2 pozitīvā pusperioda laikā atvērta diode V1, bet negatīvā pusperioda laikā – diode V2. Kad diode aizvērta, tai pieliktā sprostsprieguma maksimālā vērtība ir 2U2m (pilns trans formatora sekundārā tinuma abu pušu spriegums). Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Tilta shēmā u2 pozitīvā pusperioda lai kā atvērtas diodes V1 un V3. Tātad str āva plūst caur divām virknē slēgtām di odēm. Aizvērto diožu maksimālais spr ostspriegums ir U2m, tātad mazāks ne kā iepriekšējā shēmā. Kaut gan tilta sh ēma satur vairāk diožu, tomēr tā tiek lie tota biežāk, jo sprostspriegums ir maz āks un transformators izmantots labāk. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Trīsfāžu taisngrieži Trīsfāžu strāvas taisngriešanai izmanto vairākas shēmas. Šeit tiek aplūkotas di vas no tām: shēma ar transformatora neitrāles izvadu un trīsfāžu tilta shēma. Trīsfāžu taisngriezī ar transformatora neitrāles izvadu katrā fāzē ieslēgta vie na diode. Slodzi pieslēdz starp diožu un transformatora neitrālēm. Shēmas Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces darbības raksturīga īpatnība ir tā, ka Jebkurā laika momentā atvērta ir tikai viena diode – tā kuras anodam šai lai kā ir visaugstākais potenciāls. Ja, pie mēram, kaut kādā momentā punkta a potenciāls ir +300 V, bet punkta b pote nciāls +200 V, tad atvērta tikai diode V1. Diode V2 ir aizvērta, kaut gan tās anoda potenciāls arī ir pozitīvs, jo aiz Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces vērtas diodes V1 gadījumā visu triju di ožu katodu potenciāls arī ir +300 V – tā tad diodei V2 pielikts 100 V liels sprost spriegums. Slodze jebkurā momentā saņem tās fā zes spriegumu, kuras diode atvērta. Ka tra diode strāvu vada vienu trešo daļu perioda. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces Trīsfāžu tilta shēmā ieslēgtas sešas di odes, kas sadalītas divās grupās. Tāp at kā iepriekšējā gadījumā, no trim ko pā savienotām diodēm katrā laika mo mentā atvērta tikai viena – tā, kuras an odam pievadīts visaugstākais potenci āls, un tā, kuras katodam pievadīts vis zemākais potenciāls. Tā, piemēram, laika momentā t1 atvērtas diodes V1 Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces un V4, tāpēc slodze saņem līnijas sprie gumu uab (diagrammā šis spriegums parādīts ar bultiņu). Trīsfāžu tilta shēmu lieto biežāk, jo ievē rojami labāk šai gadījumā tiek izmanto ts transformators. Shēmu ar transforma tora neitrāles izvadu lielas jaudas taisn griežos vispār nevar izmantot, jo trans formatora visu fāžu tinumos plūst Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces

Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces vienā virzienā vērstas strāvas, kas izs auc transformatora darba pasliktināša nos. Tilta shēma dod mazākas pulsā cijas. Ņ.Nadežņikovs VIII Elektronu ierīces