Методические рекомендации по изучению дисциплины и выполнению контрольных заданий для учащихся-заочников учреждений, обеспечивающих получение среднего специального (стр. 6 из 7)
Рассчитайте необходимое количество последовательно соединенных диодов, если максимально допустимое постоянное обратное напряжение диода составляет Uобр max, максимальное значение обратного напряжения в схеме выпрямления на ветви с последовательно включенными диодами U'a6p max.
Определите величину обратного напряжения на каждом диоде, если сопротивления диодов равны RобР1. RобР2
Сделайте выводы по результатам расчетов. Поясните причину неравномерного распределения и способы выравнивания обратного напряжения на диодах.
Рассчитайте необходимое количество параллельно соединенных диодов, если максимально допустимый прямой ток одного диода составляет 1Пр.т0„ а ток нагрузки I. Сделайте выводы по результатам расчетов. Поясните причину неравномерного распределения и способы выравнивания токов параллельно включенных диодов.Числовые значения исходных величин приведены в табл.3.
Таблица 3
| Параметры | Номера задач | |||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
| U обр. max, B | 100 | 150 | 500 | 120 | 50 | 420 | 300 | 200 | 400 | 30 |
| U’ обр. max, B | 280 | 430 | 1400 | 330 | 140 | 1200 | 850 | 550 | 1200 | 85 |
| Rобр1, МОм | 20 | 150 | 0,7 | 0,05 | 0,5 | 0.4 | 6 | 4 | 8 | 6 |
| R обр2, МОм | 23 | 130 | 0,75 | 0,045 | 0,6 | 0,37 | 5,5 | 4,5 | 7,5 | 5 |
| Rобр3, MOм | 17 | 140 | 0,8 | 0,052 | 0,45 | 0,43 | 6,3 | 3,8 | 7 | 0,5 20 |
| I пр. max, mA | 30 | 50 | 5000 | 3 103 | 300 | 10 103' | 4000 | 100 | 300 | 20 |
| 1н, мА | 80 | 125 | 8000 | 8 103 | 1000 | 32 103 | 1000 | 250 | 750 | 75 |
Задание 7
1. Поясните физические процессы в электронно-дырочном (n-р) переходе при отсутствии внешнего напряжения и при подключении источника внешнего напряжения в прямом и обратном направлениях. Укажите значение прямых и обратных напряжений выпрямительных диодов. Поясните наличие емкости n-р перехода,
2. Поясните назначение и устройство кремниевого стабилитрона. Используя вольтамперную характеристику стабилитрона, поясните его принцип действия. Начертите схему включения стабилитрона, поясните назначение элементов и работу схемы. Укажите параметры стабилитрона.
3. Поясните устройство и принцип действия биполярного транзистора. Поясните классификацию транзисторов,
4. Начертите схемы включения транзистора типа п-р-п с ОБ, ОЭ, ОК. Покажите на схемах направление токов в цепях транзистора. Поясните особенности каждой схемы, ее достоинства и недостатки.
5. Поясните систему h-параметров транзистора. Опишите графический способ определения h-параметров.
6. Поясните принцип действия полевого транзистора с управляющим n-р переходом. Поясните физические процессы, происходящие в полевом транзисторе. Начертите схему включения с общим истоком, выходные характеристики.
7. Поясните устройство МДП-транзистора с собственным каналом n-типа. Начертите схему включения с общим истоком. Поясните принцип действия. Начертите характеристики управления и выходные характеристики.
8. Поясните устройство триодного тиристора (тринистора). Поясните физические процессы в триодном тиристоре. Начертите его структуру, вольтамперные характеристики, схему включения. Укажите область применения.
9. Поясните устройство, принцип действия фотодиода и светодиода. Начертите схемы включения фотодиода и светодиода. Укажите область применения,
10. Поясните назначение сглаживающих фильтров. Начертите схемы С, LC, RC фильтров. Поясните роль каждого элемента фильтра. Укажите достоинства и недостатки каждой схемы фильтра.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Прежде чем приступать к выполнению задания 5 следует изучить устройство, принцип действия выпрямительных диодов, их характеристики и параметры. Из характеристик видно, что значение прямого и обратного токов отличаются на несколько порядков, а прямое падение напряжения не превышает единиц вольт; обратное напряжение составляет десятки, сотни вольт и более. Поэтому диоды обладают односторонней проводимостью и используются в качестве выпрямительных элементов. О свойстве односторонней проводимости свидетельствуют различные величины прямого и обратного сопротивлений. Пользуясь вольтамперной характеристикой, можно определить сопротивление постоянному току
Пример 1.
Задана вольтамперная характеристика полупроводникового диода (рис.5), Определить сопротивление постоянному току при прямом напряжении Unp=0,6 В и обратном напряжении Uобр=15 В при двух значениях температуры Т1=298°К и Т2=333°К.Решение.
На вольтамперной характеристике, соответствующей температуре Т|=298°К отмечаются рабочие точки при прямом напряжении Uпр1=0,6 В (точка А), при обратном напряжении Uo6P=15 В (точка В). По характеристике определяется величина прямого тока в точке Апр 1,=3,1 мА и обратного тока в точке В, Up=50 мкА. Сопротивление постоянному току определяется по закону Ома:
Аналогично определяется сопротивление диода при другом значении температуры.
При расчетах сопротивлений необходимо обращать внимание на единицы измерения токов и напряжений.
Вольтамперные характеристики, снятые при различной температуре (рис.5), наглядно показывают, что свойства полупроводниковых диодов сильно зависят от температуры. При повышении температуры прямой и обратный токи растут. Очень сильно увеличивается обратный ток. Следует разобраться и объяснить, почему это происходит.
Кроме того, при повышении температуры снижается напряжение, при котором начинается электрический пробой несколько возрастает барьерная емкость диода.
В полупроводниковых преобразовательных агрегатах, установленных на тяговых подстанциях постоянного тока, в качестве выпрямительных элементов применены лавинные диоды, которые более устойчиво работают в условиях коммутационных перенапряжении Система условных обозначений, силовых диодов отличается m принятой для полупроводниковых диодов.
В соответствии С ГОСТ 20S59-79 • обозначении типа приборов:
Перший элемент - буква, обозначающая подкласс <вид> прибора
Д-выпрямительный диод;
Л-лавинный диод.
Второй элемент обозначения - буква, определяющая функциональное назначение (свойство) приборов:
Ч - высокочастотный, диод; для низкочастотных приборов дополнительное буквенное обозначение не применяется;
И - импульсный диод
Третий элемент обозначения – цифра от 1 до 9, порядковый номер модификации прибора.
Четвертый элемент обозначения - цифра, указывающая основной размер корпуса в зависимости от конструктивного исполнения. Например, цифра 4 - для таблеточных диодов означает диаметр корпуса 58 мм,
Пятый элемент обозначения • цифра от I до 5 -конструктивное исполнение корпуса:
1 - штыревое с гибкими выводами;
2 - штыревое с жесткими выводами;
3 – таблеточное;
4 – под запрессовку;
5 – фланцевое.
Шестой элемент обозначения - цифры. указывающие значение максимально допустимого среднего или импульсного тока в амперах. Перед обозначением тока ставится дефис.
Для обозначения приборов с обратной проводимостью (катодом является основание) после шестого элемента вводится буква X.
Дополнительным обозначением для диодов является класс по напряжению - число, соответствующее сотням вольт обратного допустимого напряжения.