Краткие лекции по ЭиМ (1166441), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

При увеличении обратного напряжения ёмкость варикапауменьшается. На рис. 2.17 показана зависимость емкости варикапа КВ126А-5 отприложенного напряжения.Основные параметрыварикапов:Номинальная ёмкостьCн-ёмкостьмеждувыводами, измеренная призаданномобратномнапряжении;Рис. 2.17. Варикапы: вольт-амперная характеристика (а);конструкции (б); условное графическое изображение варикапов (в)Добротность варикапа Q - отношение реактивного сопротивления варикапана заданной частоте к сопротивлению потерь при заданной ёмкости или обратномнапряжении;Коэффициент перекрытия по ёмкости KC - отношение максимальнойёмкости Сmax варикапа к его минимальной ёмкости Сmin при двух заданныхзначениях обратного напряжения.Температурный коэффициент ёмкости α - относительное изменениеёмкости варикапа, приходящееся на один градус изменения температурыокружающей среды:ССT.СтабилитроныСтабилитронами называют полупроводниковые диоды, использующиеособенность обратной ветви вольт-амперной характеристики на участке пробояизменяться в широком диапазоне изменения токов при сравнительно небольшомотклонении напряжения.

Это свойство широко используется при созданииспециальных устройств - стабилизаторов напряжения.Напряжение пробоя стабилитрона зависит от ширины р-п-перехода,которая определяется удельным сопротивлением материала полупроводника.Поэтому существует определенная зависимость пробивного напряжения (т.е.напряжения стабилизации) от концентрации примесей.Низковольтные стабилитроны выполняют на основе сильно легированногокремния. Ширина р-п-перехода в этом случае получается очень маленькой, анапряженность электрического поля потенциального барьера - очень большой,что создает условия для возникновения туннельного пробоя.

При большойширине р-п-перехода пробой носит лавинный характер. При напряжениистабилизации Uст от 3 до 6 В в р-п-переходах наблюдается практическитуннельный пробой. В диапазоне от 6 до 8 В имеют место процессы кактуннельного, так и лавинного пробоя, а в пределах 8...200 В - только лавинного.ОглавлениеКонструкции стабилитронов очень незначительно, а в некоторых случаяхпрактически не отличаются от конструкций выпрямительных диодов (рис.

2.18).Рис. 2.18. Стабилитроны: конструкции (а), вольт-амперная характеристика (б) иусловное графическое обозначение (в)Вольт-амперная характеристика стабилитрона представлена на рис. 2.18, б.Рабочий ток стабилитрона (его обратный ток) не должен превышать максимальнодопустимое значение Iст max во избежание перегрева полупроводниковойструктуры и выхода его из строя.Существенной особенностью стабилитрона является зависимость егонапряжениястабилизацииоттемпературы.Всильнолегированныхполупроводниках вероятность туннельного пробоя с увеличением температурывозрастает. Поэтому напряжение стабилизации у таких стабилитронов принагревании уменьшается, т.е. они имеют отрицательный температурныйкоэффициент напряжения стабилизации (ТКН): ст 1 U ст100%U ст T, (2.4)который, показывает - на сколько процентов изменится напряжениестабилизации при изменении температуры прибора на 1оС .Вслабополупроводникахтемпературысвободногохарактеристики стабилитронаприувеличенииуменьшаетсяпробегаприводиткзначениянапряжения,начинаетсяРис.

2.19. Температурная зависимость вольт-ампернойлегированныхносителей,увеличениюлавинныйдлиначтопороговогоприпробой.которомТакиестабилитроны имеют положительный ТКН(рис. 2.19).Для устранения этого недостатка и создания термокомпенсированныхстабилитронов последовательно в цепь стабилитрона включают обычные диодыв прямом направлении. Как известно, у обычныхдиодов в прямом направлении падение напряженияРис.

2.20. Термокомпенсация стабилитронана р-п-переходе при нагревании уменьшается. Иесли последовательно со стабилитроном (рис. 2.20)включить п диодов в прямом направлении, гдеnUU , ( U - изменение прямогопадения напряжения на диоде при нагревании от T1 до T2), то можно почтиполностью температурную погрешность стабилитрона.Основные параметры стабилитронов:Напряжение стабилизации Uст - напряжение на стабилитроне припротекании через него тока стабилизации;Ток стабилизации Iст - значение постоянного тока, протекающего черезстабилитрон в режиме стабилизации;Дифференциальное сопротивление стабилитрона rc - дифференциальноесопротивление при заданном значении тока стабилизации, т.е.ОглавлениеU стI ст;Температурный коэффициент напряжения стабилизации αст - отношениеотносительногоизменениянапряжениястабилизациистабилитронакабсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянномзначении тока стабилизации: ст 1 U ст 100%U ст TПредельные параметры стабилитронов:Минимально допустимый ток стабилизации Iст min- наименьший ток черезстабилитрон, при котором напряжение стабилизации Uст находится в заданныхпределах;Максимально допустимый ток стабилизации Iст max - наибольший токчерез стабилитрон, при котором напряжение стабилизации Uст находится взаданных пределах, а температура перехода не выше допустимой;Максимально допустимая рассеиваемая мощность Pmax - мощность, прикоторой не возникает теплового пробоя перехода.Выводы:Полупроводниковый стабилитрон - кремниевый диод, работающий приобратном напряжении в режиме электрического пробоя.Необходимоенапряжениестабилизацииполучаютвыборомсоответствующей концентрации примеси в базе диода.СтабисторыСтабистор - это полупроводниковый диод, напряжение на котором вобласти прямого смещения слабо зависит от тока в заданном его диапазоне икоторый предназначен для стабилизации напряжения.Стабилизациюпостоянногонапряженияможно также получить при использовании диода,включенного в прямом направлении, используядля этой цепи крутой участок прямой ветви вольтамперной характеристики (рис.

2.21).При изменении прямого тока в диапазоне отIст min. До Iст max падение напряжения будетизменяться в относительно небольшом диапазоне AU .Кремниевыедиоды,предназначенныедляэтойцели,называютстабисторами. Для изготовления стабисторов используется кремний с большойконцентрациейпримесей,чтонеобходимодляполученияменьшегосопротивления и меньшей температурной зависимости прямой ветви вольтамперной характеристики.По сравнению со стабилитронами стабисторы имеют меньшее напряжениестабилизации, определяемое прямым падением напряжения на диоде, и котороесоставляет примерно 0,7 В. Последовательное соединение двух или трёхстабисторов позволяет получить удвоенное или утроенное значение напряжениестабилизации. Некоторые типы стабисторов представляют собой единый приборс последовательным соединением отдельных элементов.Основные параметры стабисторов такие же, как у стабилитронов.Применение полупроводниковых диодов.При рассмотрении вопросов применения полупроводниковых диодовограничимся применением стабилитронов и выпрямительных диодов.Выпрямителями называются устройства, преобразующие электрическуюэнергию переменного тока в энергию постоянного тока.

Структурная схемавыпрямителя представлена на рис. 2.22.ОглавлениеСиловой трансформатор - преобразует переменное питающее напряжение(необходимое напряжение, гальваническая развязка).Вентилъ - обладает односторонней проводимостью и обеспечиваетпреобразование переменного тока в выпрямленный (ток одного направления).Сглаживающий филътр - преобразует выпрямленный ток в ток близкий поформе к постоянному току.Нагрузка-активная,активно-индуктивная,активно-емкостная,противоЭДС.Выпрямительные устройства характеризуются: выходными параметрами,параметрами, характеризующими режим работы вентилей, и параметрамитрансформатора.Наиболеераспространенныйвентильвмаломощныхустройствах - полупроводниковый диод.

Если в качестве вентилей используютсятиристорыиуправляемоготранзисторы,товозможнареализациярежима выпрямления (на диодахтакназываемогостроят неуправляемыевыпрямители).Выпрямители называются неуправляемыми, если величина напряжения навыходе выпрямителя определяется только переменным напряжением Е2 на еговходе:Ecx=kcx*E2 (2.5)где kсх - коэффициент пропорциональности, характерный для даннойсхемы выпрямления, называемый коэффициентом схемы выпрямления.К выходным параметрам выпрямителя относятся: номинальное среднеевыпрямленное напряжение Uнср ; номинальный средний выпрямленный ток Iнср; коэффициент пульсаций выпрямленого напряжения k2; частота пульсацийвыпрямленного напряжения; внутреннее сопротивление выпрямителя.Коэффициентом пульсаций называется отношение амплитуды первойгармоники колебаний выпрямленного напряжения к среднему значениювыпрямленного напряжения.Для классификации выпрямителей используют различные признаки иособенностиихконструкции:количествовыпрямленныхполуволн(полупериодов) напряжения, число фаз силовой сети, тип сглаживающегофильтра и т.п.По количеству выпрямленных полуволн различают однополупериодные идеухполупериодные выпрямители.

По числу фаз - однофазные, деухфазные,трехфазные и шестифазные выпрямители.По схеме включения вентилей различают выпрямители с параллельным,последоеательным и мостоеым включением вентилей.Однофазная однополупериодная схема выпрямления.Простейшейсхемойвыпрямителяявляетсяоднофазнаяоднополупериодная схема (рис. 2.23, а).

Трансформатор Т играет двойную роль:он служит для подачи на вход выпрямителя ЭДС ei, соответствующей заданнойвеличине выпрямленного напряжения Ed, и обеспечивает гальваническуюразвязку цепи нагрузки и питающей сети. Параметры, относящиеся к цепипостоянного тока, то есть к выходной цепи выпрямителя, принято обозначать синдексом d (от английского слова direct - прямой): Rd - сопротивление нагрузки;Ud - мгновенное значение выпрямленного напряжения; id - мгновенное значениевыпрямленного тока.ОглавлениеБлагодаря односторонней проводимости вентиля ток в цепи нагрузки будетпротекать только в течение одной половины периода напряжения на вторичнойобмотке трансформатора, что определяет и название этой схемы.Соотношения между основными параметрами найдем при следующихдопущениях:Активным и индуктивным сопротивлением обмоток трансформаторапренебрегаем.Нагрузка имеет чисто активный характер.Вентиль VD идеальный.Током намагничивания трансформатора пренебрегаем.ЭДС обмотки трансформатора синусоидальна: e2  2 E 2 sin  , где Е2 действующее значение ЭДС;   wt ; w  2fНа интервале 0...п ЭДС e2 будет иметь полярность, прямую по отношениюк вентилю VD, вентиль открыт и в цепи нагрузки протекает ток.На интервале п...2п ЭДС e2 имеет противоположную полярность, вентильVD закрыт и ток нагрузки равен нулю.Тогда мгновенное значение выпрямленного напряжения (рис.

Характеристики

Список файлов книги