Конспект лекций № 1-15 дисциплины "Электроника и схемотехника" (Физические основы и элементы полупроводниковых приборов. Полевой транзистор со встроенным каналом МОП, МДП), страница 3

Лекция 4

Выпрямители

При положительной полуволне диод VD открывается, и напряжение генератора прикладывается к нагрузке. При отрицательной полуволне диод VD закрыт и ток в цепи не протекает. Напряжение на нагрузке имеет только                                             одну полярность и его можно считать постоянным.

Как видно из рисунка половину времени напряжение на нагрузке отсутствует вовсе, поэтому правильно называть такое напряжение постоянным пульсирующим.

Напряжение можно разделить на две составляющие:

- Постоянную

- Переменную

Для полусинусоидального импульса с максимальным значением  среднее значение за полупериод составит:

Т.к. во втором полупериоде нет напряжения, то среднее составит:

Выпрямители такого типа называются однополупериодными и имеют ограниченное применение на практике.

Двухполупериодный выпрямитель

Двухфазный мостовой

Двухполупериодный двухполярный

Для большёй мощности выпрямители как правило работает от трёхфазной сети.

Трёхфазный нулевой выпрямитель

Шестифазный мостовой выпрямитель(Схема Ларионова)

Для малых мощностей основной является схема двухполупериодного выпрямителя.

В виду большёй амплитуды пульсаций(переменная составляющая) без дополнительных устройств, выпрямителями не могут быть использованы тля питания радиоэлектронной аппаратуры. Поэтому применяют фильтры-схемы, которые пропускают постоянную составляющую и задерживают переменную.

Если у выпрямителя отсутствует конденсатор, то ток от источника передаётся в нагрузку в течении всего периода, если же подключен конденсатор, то при максимуме входного напряжения на конденсаторе также напряжение достигнет максимума, далее напряжение источника начинает снижаться и напряжение на конденсаторе окажется больше чем источника, диоды закроются и ток нагрузки будет обеспечен током конденсатора, чем выше ёмкость, тем меньше будет амплитуда пульсаций  т. е. напряжение лучше сглажено, но при этом уменьшается длительность импульса входного тока и увеличивается его амплитуда.

На практике считается удовлетворительным

Допустим:

Нагрузка питается от конденсатора. Заряд конденсатора происходит за бесконечно малый промежуток времени.

Однополупериодный выпрямитель 

Двухполупериодный выпрямитель 

Лекция 5

Расчет выпрямителя заканчивается выбором диода. Диоды выбираются по среднему току и обратному напряжению.

I_{д. ср.}=I_n

I_{д. ср.}=

Обратное напряжение:

U_д.обр.=U_вх.mах  (для мостовой схемы)

Для однопериодной схемы и со средней точкой

U_д.обр.=2 U_вх.mах

Параметрический стабилизатор напряжения.

При U_вх.> U_{стаб. ст.} стабилитрон открывается и снижает напряжение U_стаб.

 

ВАХ стабилитрона

Если ток  через стабилитрон меньше чем ток стабилизации минимальный, то стабилитрон выходит из режима стабилизации.

Если ток больше чем ток стабилизации максимальный, то наступает тепловой пробой, стабилитрон выходит из строя.

В точке I_н и U_н параметры стабилизации наилучшие и для этой точки нормируются все остальные параметры.

Дифференциал сопротивления:

Группа параметров характеризующих временную и температурную стабильность.

Температурный коэффициент напряжения стабилизации.

Порядок расчета:

1.  Выбор стабилитрона по  U_ст

2.  Расчет добавочного сопротивления

3.  Проверка на I_ст.min, I_ст.max

4.  Расчет коэффициента стабилизации

Пример.

U_вх =15…20 В; U_ст=9 В; R_H=5 k

1). КС191А

V_ст=9,1 В; I_ст.н =10mA; I_min =3mA; I_max=30mA; r_д=50 Ом

3)Uвх.=Uвх.мах UR=Uвх- Uст=20-9,1=10,9 Iст.= мА Uвх =Uвх.мах UR=Uвх- Uст=15-9,1=5,9 Iст.=мА Iн=

2) U_ст =U_вх-U_Rд

U_R=U_вх-U_ст

U_R=U_{вх. ср}-U_ст

U_R=17,5-9=8,5В

R_д =Ом

4). Коэффициент стабилизации:

Пусть ΔU_вх.=5В

Тога ΔI_ст.=12,8-6,9=5,9мА

ΔU_вх.= ΔI_ст.×r_д=5,9мА×50 Ом=0,3В

К_ст=

Применение светодиодов для индикации

Обычные светодиоды – U_пр.≈1,7

Ультраяркие светодиоды – U_пр.≈1,8…1,9

Белые, синие светодиоды – U_пр.≈2,9…3,2

1).U=5В                              2). U=5В

U_R=5-1,7=3,3                          U_R=5-3=2

I_н=10мА                                  I_н=20мА

R=                           R=

Биполярный транзистор. Устройство и принцип действия

Транзистор – полупроводниковый прибор, состоящий из 3 областей и имеющий 2 p-n перехода. Транзисторы бывают n-p-n (обратной проводимости), p-n-p (прямой проводимости).