- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiáldporové oblasti lze v prvním přiblížení nahradit přímkami procházejícími počátkem. Jejich směrnice závisí na napětí Uge. Při určitém napětí Uce je kolektorový proud již tak veliký, že odčerpá všechny elektrony, které je řídící elektroda schopna při daném napětí Uge do kanálu přitáhnout. Kolektorový proud je nasycen a jeho velikost se vzrůstajícím kolektorovým napětím Uce se zvětšuje jen nepatrně. Říkáme, že pracuje v oblasti nasyceného proudu.
35)
Pokud je tranzistor bez řídícího napětí ugs, představují oblasti 4 ochuzenou vrstvu přechodu P+N. Připojíme-li dále napětí uDS tak, aby kanálem 1 protékali elektrony, efektivní průřez kanálu se změní, ochuzená vrstva změní tvar. Ochuzená vrstva má příliš vysokou rezistivitu a na přenosu proudu ke kolektoru se při otevřeném kanálu nepodílí. Protože tloušku oblasti 4 múžeme měnit staticky napětím na hradle, lze ovlivňovat efektivní průřez kanálu, tj. zmenšovat jej a ovlivňovat proud iD - odtud tranzistor řízený polem. Při nenulovém napětí uDS protéká kanálem proud iD, který způsobuje úbytek napětí u(y) vzhledem k source a s rostoucí vzdáleností se vlastně zvětšuje zavěrné napětí uGS. S jeho vzrůstem se zvětšuje oblast prostorového náboje, vodivý kanál se tedy směrem ke kolektoru zužuje. K případnému zaškrcení kanálu by tedy došlo až na jeho konci. Kdyby se kanál zaškrtil neprocházel by místem zaškrcení žádný proud a proto by se právě v tom místě objevilo napětí uDS, jehož intenzita by nutila průchod proudu.
35)
- elektrostatický náboj může způsobit průraz dielektrické vrstvy SiO2 mezi elektrodou G a elektrodami S,D
- tato vrstva je velice tenká ( řádově s )
- poškození dielektrické vrstvy lze předejít :
1. elektrody jsou opatřeny zkratovací fólií, která se odstraní až po montáži
2. následujícím zapojením
D D
GG
SS
36)
Přiložením napětí UGS tak, že hradlo G je na vyšším potenciálu než source S, vytvoří se pod izolační vrstvou SiO2 na povrchu polovodiče kanál (konstantního průřezu) indukovaných záporných nábojů. Tím se propojí S a D a odpor mezi nimi se značně sníží. Připojíme-li nyní napětí UDS, může protékat proud ID. Tento proud však způsobí úbytek napětí u(y), takže ve vzdálenosti y od S bude napětí UG mezi hradlem a kanálem (při zanedbání zabudovaných potenciálů) UG=UGS-U(y) Jelikož UGS je v případě MOS tranzistoru kladné (na rozdíl od JFETU), napětí UG se s rostoucí vzdáleností od S zmenšuje a kanál se tedy zužuje. I po zaškrcení kanálu teče proud. Je způsoben silným elektrickým polem, které se objeví na krátké zaškrcené oblasti.
37)
Vstup zapojení s tran. MOSFET obvykle tvoří hradlo, protože se využívá skutečnosti, že do izolantu tvořeného SiO2 neteče proud.Vstup pak má kapacitní charakter. U tranzistorů, které mají malou plochu, je kapacita G-S a G-D rel. nízká a hrozí zničení oxidu statickou elektřinou.
Ochrana:
hradla opetřená ochranou z diod a rezistorů
zkratované přívody
větší plocha => ochrana vlastní kapacitou
38)
Jeden cykl harmonického signálu rozdělím na 360 stupňů.Třídy zesilovačů se od sebe liší tím, po jakou část cyklu zpracovávaného signálu pracují (zesilují). Záleží na tom, kdy je aktivní výkonový prvek ve vodivém stavu, neboli na tzv. úhlu otevření.
Třída A: je definována jako provozní režim, při kterém je úhel otevření aktivního prvku 360 stupňů. (stále vodivý). Výhodou je, že zpracovává celou periodu signálu.
Nevýhodou je jeho špatná energetická účinnost ( max. 50 %).
Je aktivní i při nulovém vstupním signálu.
Třída B: je definována jako provozní režim, v němž je úhel otevření 180 stupňů a aktivní prvek je vodivý pouze pro jednu polaritu budícího signálu. O jakou polaritu se jedná záleží na zapojení obvodu.
Výhodou je vyšší energetická účinnost až 80%.
Nevýhodou je zesílení jen jedné periody a vzniku nelineárního a přechodového zkreslení, které se musí odstraňovat( další součástky).
Třída C: je definována jako provozní režim, ve kterém je úhel otevření aktivního prvku menší než 180 stupňů. Je-li úhel otevření podstatně menší než 180 stupňů mluvíme o hluboké třídě C.
Výhody: Čím menší úhel otevření tím vyšší účinnost.
Nevýhoda: Aby se dosáhlo stejné hodnoty výstupního výkonu, je při zmenšování úhlu otevření zapotřebí úměrně zvětšovat špičkovou hodnotu proudu, vnuceného aktivním prvkem do zátěže, nebo špičkovou hodnotu střídavého napětí, které se objeví na zátěži.=omezující činitel.
39)
Pro účinnost zesilovače ve třídě A platí vztah:
kde a
kde UCB0 a ICE0 můžeme pro svou velikost vůči UCC nebo IC zanedbat a potom
Toto odvození platí pouze pro :
Pracovní bod je nastaven na UCE = 0.5 UCC
Zesilovač je buzen maximálním signálem (aby na výstupu byl signál nezkreslen)
Z toho vyplývá, že účinnost je lineárně závislé na velikosti vstupního buzení, to jest při nulovém signálu je účinnost nulová!
40)
Teoretická účinnost tranzistorového zes. ve třídě B.
Předpokládáme, že převodní char. má tvar přímky, proudové průběhy na tranz. odpovídají obrázkům a při plném vybuzení je zbytkové napětí na tr. = 0. Dobu trvání půlvlny = . Maximální amplitudy UM a IM uvažujeme jako jednotkové, tím i zatěžovací odpor Rz je jednotkový. Vzhledem k tomu, že zesilovač pracuje ve třídě B můžeme za Rz volit libovolnou nenulovou hodnotu Omezením je maximální přípustný proud tranz. a PCmax , pak je výstupní výkon definován:
2 Příkon je dán součinem stálého (stejnosměrného) napětí Ucc, které předpokládáme rovné vrcholovému napětí UM a střední hodnoty odebíraného proudu:
. Pro účinnost potom dostáváme:
41)
Pro dosažení dobré energetické účinnosti výkonových zesilovačů pracujících s analogovými signály v akustickém pásmu se nejčastěji užívá pracovního režimu aktivních součástek označovaného jako „třída B“.
Charakteristika: aktivní prvek má klidový pracovní bod nastaven tak, že průchod ss proudu je právě na hranici zániku., v ideálním případě tedy právě záporný. Proud výstupem tranzistoru bude tedy procházet pouze pro jednu polaritu okamžitých hodnot střídavého vstupního signálu. (v klidu není odběr, ztrátový výkon je nulový). V přítomnosti nenulového vstupního střídavého signálu se z napájecího zdroje odebírá proud úměrný střední hodnotě té polarity, která daný tranzistor otevírá.
větší energetická účinnost než ve třídě A
veliké nelineární zkreslení vstupního signálu
zesilují se pouze ty signálové hodnoty, které tranzistor otevírají
Pro zesílení obou polarit napětí se používá tzv. komplementárního zapojení tranzistorů (viz obr).
42)
Zesilovače můžeme rozdělit do několika skupin, podle toho se mění i velikost hodnot parametrů, důležitost těchto parametrů ve funkci jejich zapojení. Zesilovače konstruované pomocí:
Bipolárních tranzistorů: Důležité parametry u bipolárních zesilovačů jsou:
Mezní hodnoty udává výrobce pro každý druh tranzistoru zvlášť.
Např. KC 147. nf Tranzistor :
Mezní:Ucbo=45VUce=45VIc=100mAUebo=5VPcmax=0,2W(=125(C
Charakteristické:Icbo=15nA při Ucb=10Vh21=125-500Ucb=5Vft=150MHz
Unipolárních tranzistorů:
např. BF 245 B
Mezní:Uds=30VUdg=30VUds=-30VIg=10mAPd=350mW(=150(C
Charakteristické:Ciss=3pFCrss=0,7pFCoss=0,9pFfmez=700MHz
Operačních zesilovačů:
Např. MAA 741
Mezní:Ucc=3-22VUid=30VUi=15VPtot=0,5W(=-55-125(C
Charakteristické: napěťová nesymetrie, proudová nesymetrie, vstupní klidový proud, vstupní odpor, teplotní drift, rychlost přeběhu, napěťové zesílení otevřené smyčky atd.
43)
Zesilovač ve třídě C je charakterizován úhlem otevření menším než ( . Aby se dosáhlo stejného výstupního výkonu je při zmenš. úhlu otevř. třeba úměrně zvětšovat špičkovou hodnotu proudu vnucovaného aktivním prvkem do zátěže nebo špičkovou hodnotu střídavého napětí, které se objeví na zátěži => hlavní nevýhoda (každý reálný zes. prvek má mezní hodnoty špičkového U a I.). Výhodou je, že úplně chybí jakýkoli zdroj pro nastavení klidové polohy pracovního bodu (postačuje využití oblasti kladného napětí Ube, ve které ještě tranzistor není otevřen,jako „předpětí“ pro uspokojivý provoz ve třídě C).
44)??str 118
45)??str 118
46)
Diak je souměrná polovodičová součástka.Přivedeme-li na něj vnější napětí (bez ohledu na na polaritu), pak jeden z přechodů PN je polarizován v přímém směru a druhý ve směru zpětném. Jakmile přiložené vnější napětí dosáhne hodnoty UB0, minoritní nosiče injektované z přechodu PN polarizovaného v přímém směru dosáhnou ochuzenou oblast přechodu PN, který je polarizován závěrně a vyvolají zde lavinový průraz. Na diaku poklesne napětí. Používají se pro řídicí obvody triaků.
47)
j3 j2 j1
K N2 P2 N1 P1 A
G
polovodičový prvek se 3 PN přechody, který je schopen měnit skokem vnitřní odpor - spínací prvek
rozdíl oproti diodě je v tom, že nespíná samovolně, ale na vnější povel, avšak vnějším povelem ho nelze rozpojit - k tomu je zapotřebí změna polarity na tyristoru po dostatečně dlouhou dobu (pro rekombinaci minoritních nosičů)
má široké použití v silnoproudé elektrotechnice
využití jako spínací prvek - fototyristor, optotyristor, vypínací tyristor, vysokofrekvenční tyristor
dále pro usměrňování napětí ( fázové řízení, celopulsní řízení )
může se nacházet ve 3 stavech - závěrný, blokovací, propustný
závěrný
na A záporný pól, na K kladný, na řídící elektrodě není napětí, téměř celé napětí je na přechodu j1
blokovací
na A kladný pól, na K záporný, na řídící elektrodě je kladné napětí proti K, P1N1P2 se chová jako tranzistor, téměř celé napětí je na přechodu j2
propustný
z blokovacího stavu proudem řídící elektrody
vlivem proudu Ig jdou elektrony z N2 přes závěrně polarizovaný j2 do N1, kde jsou majoritní
minoritní z j1 se dostávají do P2 a to tak dlouho, dokud nedojde k polarizaci j2 do propustného směru
48)
Popis činnosti obvodu při fázovém řízení:V horním řádku je průběh napájecího napětí, ve druhém řádku je spouštěcí impuls a ve třetím řádku je průběh proudu zátěží. Vidíme , že tyristor zůstává nevodivý až do příchodu spouštěcího impulzu. Od okamžiku spuštění vede až do okamžiku kdy skončí kladná půlperioda a proud klesne na nulu.Časovým posouváním periodického spouštěcího impulsu vůči napájecímu průběhu se mění využitá část periody, zdůrazněná šrafováním neboli úhlem otevření. Užitím jednoho tyristoru lze využít jen jedna půlperioda, chceme-li ovládat obě půlperiody musíme udělat antiparaelní zapojení tyristorů a každý z nich musíme řídit vlastním řídícím obvodem.
Výhody: Snadná regulace napětí od 0V .
Nevýhody: Vznik vyšších harmonických a tím i možný vznik rušení.
49)
Principem této regulace je pouštění respektive nepouštění nějakých vybraných půl-period do zátěže.
Výkon odevzdaný do zátěže je přímo úměrný (na rozdíl od fázového řízení) počtu propuštěných period za jednotku času (t=n*T, kde T je délka periody). Spínací součástka se spíná při průchodu zatěžovacího proudu nulou.
Výhody :
mnohem menší úroveň vysokofrekvenčního rušení na rozdíl od fázového řízení, protože při sepnutí dochází k napěťovému skoku, který je zdrojem vf rušení.
ztráty na ty-tr jsou nižší při spínání, protože Uty-tr neprodělává tak veliký skok mezi max a min hodnotou.
nejsou tak veliké proudové rázy na jistící prvky
Nevýhody :
při tomto řízení dochází k znatelnějším a méně pravidelnějším skocím výstupního výkonu(např. trhání-pulsace hřídele, ...)
50)
Fázové a pulsní řízení tyristoru-rušivé vlivy:
Při fázovém řízení tyristoru dochází k následujícím rušivým vlivům: rychlé změny proudu o několik řádů při tomto řízení způsobují negativní vznik vyšších harmonických spínaného signálu, ovlivňují tvar signálu v síti zátěže, při spínání pouze jedné půlvlny dochází k tomu, že střední hodnota proudu odebíraného ze sítě není nulová (lze odstranit antiparalelním zapojením Ty) což způsobuje stejnosměrné sycení jader transformátorů v obvodech sítě. Při celopulsním řízení dochází modulaci průběhu napětí v síti, tj. k deformaci sinusového průběhu v síti. Pokud bude celopulzní řízení použito pouze pro jednu periodu dochází opět k ss sycení jader Tr. Z uvedených údajů je zřejmé, že celopulsní řízení je výhodnější z hlediska frekvenčních rušení, ale při použití fázového řízení lze narozdíl od celopuls. měnit výkon dodávaný do zátěže spojitě.
51)
Při přechodu z e sepnutého stavu do blokovacího je nutno obnovit blokovací schopnosti přechodu J2 tím, že z jeho blízkostí odstraníme nosiče náboje. Vypnutí tyristoru běžného provedení není možno provést přerušením proudu do řídící elektrody. Jde to buď snížením procházejícího proudu tyristorem pod hodnotu vratného proudu nebo krátkodobou komutací anody do závěrného směru. V době komutace nesmí být na řídící elektrodu připojeno napětí. Příklad zapojení pro vypínání tyristoru je na obrázku:
Předpokládejme, že tyristor Ty1 je sepnutý a je potřeba ho rozepnout. Tyristor Ty2 je rozepnutý. Na kondenzátoru je napětí v naznačené polaritě. Sepnutím tyristoru Ty2 dojde k tomu, že elektroda (+) kondenzátoru se připojí k zemi a tak bude napětí na druhé elektrodě kondenzátoru oproti zemi záporné. Tím dojde i ke komutaci katody tyristoru Ty1 a tyristor se rozepne.
52)
GTO („Gate Turn Off“)- speciální tyristor, který umožňuje pomocí svého hradla nejen tyristor spustit, ale i vypnout.
Uplatnění má v obvodech pulsních měničů, invertorů, bezkontaktních vypínačů a jiných aplikacích.
Jelikož po zapnutí tyristoru ve stejnosměrném obvodu se běžný tyristor sám nevypne, musí s
Vloženo: 23.04.2009
Velikost: 252,96 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Mohlo by tě zajímat:
Skupina předmětu X34ELE - Elektronika
Reference vyučujících předmětu X34ELE - Elektronika
Podobné materiály
- X02FY1 - Fyzika 1 - Vypracované otázky
- X12UEM - Úvod do elektrotechnických materiálů - Vypracované otázky Pilarčíková
- X31EO2 - Elektrické obvody 2 - Vypracované příklady
- X31EO1 - Elektrické obvody 1 - vypracovane otazky z teorie na skusku
- X38EMB - Elektrická měření B - nove varianty skuskovych testov - vypracovane
- X31EO3 - Elektrické obvody 3 - vypracovane otazky z teorie na skusku
- X37CAD - CAD ve sdělovací technice - vypracovane otazky z teorie na zapoctovy test
- X34ESS - Elektronické součástky a struktury - vypracovane otazky z teorie na skusku
- X34ESS - Elektronické součástky a struktury - vypracovane otazky z teorie na skusku
- X38EMB - Elektrická měření B - vypracovane zapoctove meranie varianta A13
- 02F2 - Fyzika 2 - vypracovane otazky z teorie na skusku
- X31EO2 - Elektrické obvody 2 - vypracovane otazky z teorie na skusku
- A3B02FY1 - Fyzika 1 pro KyR - Vypracované otázky na zkoušku
- A1M16JAK - Řízení jakosti - Vypracovane ukoly 1-6 (pro inspiraci)
- X01ALG - Úvod do algebry - Teoreticke otazky
- X31EO1 - Elektrické obvody 1 - Teoretické otázky ke zkoušce
- X31EO1 - Elektrické obvody 1 - Teoretické otázky
- Y16PAP - Právní aspekty podnikání - Otázky ke zkoušce
- 34EL - Elektronika - Řešené otázky
- X02FY1 - Fyzika 1 - Otázky ke zkoušce Bednařík
- X36PJV - Programování v jazyku Java - Odpovedi na otazky
- XD36AVT - Aplikace výpočetní techniky - Zodpovezeny otazky
- X34ESS - Elektronické součástky a struktury - oblubene otazky
Copyright 2024 unium.cz