Готовые ответы по билетам электротехника. Билеты готовые электротехника. Соответствуют входному напряжению
 Скачать 52.68 Kb.
|
|
Билет 9. Схема включения с общим эмиттером (ОЭ) характеризуется наибольшим усилением тока и напряжения, соответственно и мощности. При данном подключении происходит смещение выходного переменного напряжения на 180 электрических градусов относительно входного. Основной недостаток – это низкая частотная характеристика, то есть малое значение граничной частоты, что не дает возможность использовать при высокочастотном входном сигнале.  Схема включения с общей базой (ОБ) обеспечивает отличную частотную характеристику. Но не дает такого большого усиления сигнала по напряжению как с ОЭ. А усиление по току не происходит совсем, поэтому данную схему часто называют токовый повторитель, потому что она имеет свойство стабилизации тока.  Схема с общим коллектором (ОК) имеет практически такое же усиление по току как и с ОЭ, а вот усиление по напряжению почти равно 1 (чуть меньше). Смещение напряжения не характерно для данной схемы подключения. Ее еще называю эмиттерный повторитель, так как напряжение на выходе (UЭБ) соответствуют входному напряжению.  2вопрос. Выпрямительные диоды используются для выпрямления переменных токов на частотах, как правило, ниже 50 кГц. Конструктивное исполнение таких диодов преимущественно плоскостное. За счет этого диоды позволяют проводить через себя большие выпрямленные токи. Большей частью материалом изготовления выпрямительных диодов является кремний за счет устойчивости к температурным изменениям. Основными параметрами, определяющими характеристику диода, являются: Uпр. – постоянное прямое напряжение на диоде при заданном постоянном прямом токе. Uобр. – постоянное напряжение, приложенное к диоду в обратном направлении. Iпр. – постоянный ток, протекающий через диод при подключении в прямом направлении. Iобр. – постоянный ток, протекающий через диод, включенный в обратном направлении. Iпр.ср. – прямой ток, усредненный за период. Iобр.ср. – обратный ток, усредненный за период. Rдиф. – отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока. Кроме того, всех типов существуют ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДОВ, определяющие их максимальные технические возможности, к которым относятся: Uобр.max – максимальное напряжение, приложенное при обратном включении диода. Iпр.max – максимально допустимый постоянный прямой ток (один из важнейших параметров). Iпр.ср.max – максимально допустимый средний прямой ток. Iвп.ср.max – максимально допустимый средний выпрямленный ток. К дополнительным параметрам относится интервал рабочих температур. Билет 10. И́мпульсный дио́д — диод, предназначенный для работы в высокочастотных импульсных схемах. Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов и предназначены для работы в импульсных цепях. От выпрямительных диодов они отличаются малыми емкостями р-n-перехода и рядом параметров, определяющих переходные характеристики диода. Уменьшение емкостей достигается за счет уменьшения площади р-n-перехода, поэтому допустимые мощности рассеяния у них невелики (30–40 мВт). Основные параметры(характеристики): 1. tобр = t2 – t1 - время восстановления обратного сопротивления, т.е. интервал времени с момента прохождения тока через нуль (после изменения полярности прямого напряжения) до момента достижения обратным током заданного малого значения; 2. tпр = t4 – t3 - время установления прямого сопротивления, т.е. интервал времени от момента подачи импульса прямого тока на диод до достижения заданного значения прямого напряжения на нем; 3. Rи = Uпр.max / Iпр. - импульсное сопротивление; 4. Iпр. max - максимально допустимый импульсный ток; 5. Uпр.max - максимальное импульсное прямое напряжение; 6. Рдоп. - максимально допустимая мощность рассеивания. Вопрос№2 в билете 9 Билет№11 Туннельный диод — это полупроводниковый диод на основе вырожденного полупроводника, в котором туннельный эффект приводит к появлению на вольт-амперной характеристике при прямом напряжении участка отрицательной дифференциальной проводимости. К основным параметрам туннельных диодов относятся: напряжение пика (Uп), ток пика (Iп), напряжение впадины (Uв), ток впадины (Iв), отношение токов (Iп/Iв), напряжение раствора (Uрp), а также некоторые другие, характеризующие ВАХ диода и его импульсные свойства. Обращенные диоды имеют те же параметры, что и туннельные, за исключением некоторых характеристик ВАХ. Напряжение пика (Uп) и пиковый ток (Iп). На ВАХ туннельного диода имеются точки, в которых значение дифференциальной активной проводимости равно нулю. Одна из них находится в вершине изгиба (холма) на прямой ветви ВАХ. Значения тока и напряжения, характеризующие эту точку ВАХ, называются током пика (Iп) и напряжением пика (Uп). Напряжение впадины (Uв) и ток впадины (Iв). Второй точкой на ВАХ туннельного диода, в которой значение дифференциальной активной проводимости равно нулю, является точка, находящаяся в нижней точке впадины на прямой ветви ВАХ. Значения тока и напряжения, характеризующие эту точку ВАХ, называются током впадины (Uв) и напряжением впадины (Iв). Отношение токов (Iп/Iв). Для описания ВАХ туннельного диода удобно оперировать не только абсолютными значениями токов и напряжений в ее ключевых точках, но и таким параметром, как отношение пикового тока к току впадины (Iп/Iв), который характеризует степень возможного изменения тока прибора при работе на отрицательной ветви ВАХ. Напряжение раствора (Uрр). Значение прямого напряжения на второй восходящей ветви ВАХ туннельного диода, при котором ток равен пиковому току диода, называется напряжением раствора (Uрр). Для обращенных диодов напряжение раствора фактически задает максимальную амплитуду сигнала подаваемого на диод, поскольку при ее превышении обращенный диод перестает проявлять выпрямляющие свойства и становится проводящим в обоих направлениях. Отрицательная проводимость (gпер). Проводимость, определяемая на середине падающего участка вольт-амперной характеристики, называется отрицательной проводимостью туннельного диода (gпер=dI/dUgпер=dI/dU). Отрицательная проводимость характеризует крутизну участка спада на ВАХ прибора и имеет значение при использовании туннельных диодов в самых разных режимах работы. Предельная резистивная частота (fr). Учитывая, что переход туннельного диода имеет некоторую зависящую от напряжения емкость, а также то, что у диода есть вполне конкретные значения сопротивления потерь и индуктивности, полное сопротивление диода с увеличением частоты изменяется. Вопрос№2 из билета 9. Билет№ 12:Диоды Шоттки или более точно - диоды с барьером Шоттки — это полупроводниковые приборы, выполненные на базе контакта металл-полупроводник, в то время как в обычных диодах используется полупроводниковый p-n-переход. Полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении Основные параметры. Максимальное постоянное обратное напряжение; Максимальное импульсное обратное напряжение; Максимальный (средний) прямой ток; Максимальный импульсный прямой ток; Постоянное прямое напряжение на диоде при заданном прямом токе через него; Обратный ток диода при предельном обратном напряжении; Максимальная рабочая частота диода; Время обратного восстановления; Общая емкость диода. Вопрос№2 :Температура оказывает сильное влияние на ВАХ pn–перехода. Причем в первую очередь это влияние обусловлено зависимостью обратного тока перехода от температуры. При увеличении температуры на 10 0С обратный ток германиевого pn – перехода увеличивается в два раза, кремниевого – в 2.5 раза (но абсолютная величина обратного тока у кремниевого pn – перехода значительно меньше, чем у германиевого перехода). Такое поведение обратного тока обусловлено ростом числа носителей заряда в полупроводнике при увеличении температуры. Температурная зависимость обратного тока описывается следующими выражениями:  ; (2) . (3)На рис. 3 показаны ВАХ кремниевого pn – перехода для двух значений температуры T2 > T1. Рост числа свободных носителей заряда в полупроводнике, а также уменьшение ширины запрещенной зоны полупроводника с ростом температуры приводят к росту прямого тока через переход при фиксированном напряжении на нем или уменьшению прямого напряжения при фиксированном токе. Это влияние температуры на прямую ветвь ВАХ описывается температурным коэффициентом напряженияТКН, численно равным отношению изменения падения напряжения на прямо-смещенном pn – переходе ΔUпр к изменению температуры ΔT, вызвавшему изменение напряжения, при фиксированном прямом токе pn – перехода (см. рис. 3):  (4 ) Рис.3. Влияние температуры на вольт-амперные характеристики pn – перехода (Т2 > T1) Коротко:: С ростом температуры падает прямое напряжение на p-n-переходе при заданном токе и растет обратный ток при заданном напряжении. Прямой ток p-n-перехода определяется ПОНЗ, который зависит от величины потенциального барьера в p-n-переходе. Увеличение температуры приводит к уменьшению потенциального барьера, а следовательно, к увеличению прямого тока. Обратный ток p-n-перехода определяется ПННЗ. Увеличение температуры приводит к увеличению скорости тепловой генерации, концентрация неосновных носителей заряда в полупроводнике растет, а следовательно, растет обратный ток. Билет№ 13: Стабилитрон это полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения, работающий в режиме электрического пробоя. В отличии от обычных диодов, стабилитрон имеет достаточно низкое напряжение пробоя (при обратном включении) и что самое главное - может поддерживать это напряжение на постоянном уровне при значительном изменении силы обратного тока. Благодаря этому эффекту стабилитроны широко применяются в источниках питания.
Вопрос№2 Обратное включение p-n-перехода осуществляется подачей внешнего напряжения Uобр положительным потенциалом к области n, отрицательным - к области р (рис.2.3.).  Внутреннее и внешнее электрические поля направлены в одну сторону, поэтому потенциальный барьер возрастает на величину Uобр. При этом увеличивается объемный заряд в p-n-переходе, и ширина p-n-перехода возрастает до значения d1:  (2.7)Возросший потенциальный барьер затрудняет движение основных носителей через p-n-переход, поэтому уменьшается создаваемый этими носителями диффузионный ток. Т.к. дрейфовая составляющая тока, обусловленная неосновными носителями заряда, зависит только от температуры, то ее можно считать неизменной. Через диод будет протекать ток в обратном направлении:  Jобр = Jдр - Jдиф. (2.8)При небольших обратных напряжениях наблюдается увеличение обратного тока за счет уменьшения диффузионной составляющей; при некотором обратном напряжении, когда диффзионная составляющая тока уменьшится до нуля, обратный ток останется постоянным (рис.2.4). Т.о. обратный ток через переход определяется величиной и направлением дрейфовой составляющей тока, и его величина зависит от вероятности появления неосновных носителей заряда на границе перехода. А т.к. эта вероятность определяется температурой, то обратный ток назвали тепловым током Iт. Вторая составляющая тока через p-n-переход - это ток термогенерации Iтг, вызванный тепловой генерацией пар электрон-дырка в самом переходе (т.е. появлением основных носителей заряда). Наряду с процессом генерации происходит процесс регенерации, который обусловлен теми основными носителями областей pи n, которые, обладая достаточной энергией, попадают в область p-n-перехода и частично ре комбинируют с образовавшимися там зарядами. В равновесном состоянии (при отсутствии внешнего напряжения) токи термогенерации и рекомбинации компенсируют друг друга. При наличии обратного напряжения тормозящее поле p-n-перехода уменьшает ток рекомбинации, и ток термогенерации начинает над ним преобладать. Третья составляющая тока через p-n-переход - ток поверхностной утечки, который линейно зависит от величины обратного напряжения и создается различными загрязнениями на внешней поверхности p-n-структуры:  . (2.9)Т.о. обратный ток p-n-перехода состоит из трех составляющих: 1. тепловой ток, обусловленный неосновными носителями заряда; 2. ток термогенерации, обусловленный основными носителями; 3. ток поверхностной утечки, обусловленный выходом p-n-перехода на поверхность. Вольт-амперная характеристика обратного включения p-n-перехода представлена на рис.2.5.  |