1629382645-b4e04346f8103ace08f21d88eab88aa5 (846433), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Простейшая цепь фиксации уровня представлена на рис. 1.2б, Когда входное напряжение Г,„= + 10 В, диод открыт и конденсатор быстро за- ряжается до + 10 В. При изменении входного напряжения до — 10 В диод закрывается и конденсатор очень медленно разряжается через резистор ГЛАВА ! Форма напряжений в реальной цепи показана на рис. 1.2б,г и д. Из рис. 1.2б,г видно, что при положительном перепаде входного сигнала на выходе при подзаряде конденсатора появляется короткий положительный импульс напряжения. Конденсатор остается заряженным до тех пор, пока входное напряжение не изменит своего уровня.
Когда входное напряжение становится отрицательным, конденсатор разряжается через резистор и напряжение на нем падает. Форма тока через конденсатор показана на рис. 1.2б, д. Наибольший импульс тока соответствует заряду конденсатора, при разряде конденсатора ток имеет отрицательную полярность.
Примею 1.12 ПОЛУПРОВОДНИКИ И ДИОДЫ напряжение в той же точке цепи ~при 1= со) при условии, что входное напряжение не изменяется. Обычно время, превышающее в пять раз постоянную времени цепи, рассматривается как бесконечное. Действительно, если ~ > 5 ЯС, то е ' = 0,0067 (= О) и ~l(г) 1г $ р ИЛИ 1 конечное Выражение ~1.3) является одной из основных и наиболее важных формул, приводимых в учебнике. Рассмотрим пример, в котором оно используется. Пример 1.13 Используя (1.3), провести анализ процессов в цепи, изображенной на рис. 1.27.
ГЛАВА ~ 100 Ом и 9900 Ом, которые образуют делитель напряжения, Начальное значение выходного напряжения Р;„„= — 9,9 В. Для того чтобы определить конечную величину Г„„„„рассмотрим, что произойдет в цепи, если входное напряжение будет иметь нулевой уровень бесконечно долгое время. В этом случае конденсатор полностью разрядится и $;„„,„„,„„„, = 0 В. Таким образом, Р; и $' равны — 9,9 В и 0 В соответственно и (1.3) может быть записано в виде $'.„„(~) = — 9,9е Однако входное напряжение остается равным нулю не бесконечно долгое время, а только в течение 6 мс. Вычислив постоянную времени цепи РГ = 10 кОм,,! мкгЬ вЂ”,~0, с моя."уо ттаьгги пол~проводники и диоды 39 будет фиксироваться по отношению к нулевому уровню. В каждый положительный полупериод конденсатор будет заряжаться до амплитуды синусоиды.
Затем он будет разряжаться в остальное время снова до пикового значения синусоиды в положительном полупериоде. Формы напряжения показаны на рис. 1.29. Верхняя осциллограмма представляет собой входное синусоидальное напряжение с амплитудой + 10 В. Нижняя осциллограмма является выходным напряжением с фиксированным уровнем относительно земли. Ясно просматривается плоская часть выходного напряжения около нулевого уровня. Из рисунка видно, что выходное напряжение изменяется от О до — 18 В; следовательно, конденсатор в этой цепи до некоторой степени разряжается. Из-за частичного разряда конденсатор начнет заряжаться пп~~ж л~'...
ш',м,,сиичРОУ Гтя,, пОГт~яГнет, сййеГО пиковоГо 'мил чР$4ия,, Й т ~Рчч п7~„тГ ГЛАВА ~ оно будет находиться между уровнями — 4 и — 16 В. Но при этом диод будет постоянно смещен в обратном направлении и на конденсатор не будут поступать подзаряжающие импульсы. В результате он будет разряжаться до тех пор, пока напряжение на нем не упадет до 6 В, как показано на рис.
1.30, в. Затем на конденсатор начинают поступать подзаряжающие импульсы, при этом Г„„= Р;„— 6. Таким образом, схема фиксации уровня автоматически поддерживает максимум выходного напряжения на уровне 0 В независимо от амплитуды входного напряжения и сохраняет этот уровень, несмотря на изменения входного напряжения. Это также справедливо для входных напряжений прямоугольной формы. На рис. 1.30,в также видна небольшая плоская вершина, которая обпячуется.,когпа напряжение логтигл~;т О Й.
что днапогично форме наптщже-.:-.",,-., ГЛАВА ! Овласть ПРЯМОГО сне ~ ения 6'~ ~г т Ийеальныи ~ОБ Р Типичная характеристика стабилитрона, приведенная на рис. 1.34, а, может быть поделена на три участка. полупроводники и диоды Пример 1.15 Для цепи на рис.
1.35 найти ток через резистор и падение напряжения на стабилитроне для двух вариантов: а. Динамическим сопротивлением стабилитрона можно пренебречь. б. Динамическое сопротивление стабилитрона равно 10 Ом. ; к0м --С:3-— \ Т 2ГВ = Рис. 1.35.
Электрическая цепь к примеру 'г' ' 11~ ГЛАВА ! ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ (Тг = 25'С, ЕСЛИ НЕ ДАНО ДРУГИХ УКАЗАНИЙ; )г = 1,5 В макс.; 1 = 200 мА ДЛЯ ВСЕХ ТИПОВ)*' Ток утечки»' Напряжение ста- билизаМо)ото1а пии )г, В, прн )гт Типовой номер стабилитрона Максимальное сопротивление стабилитрона"' ) Е)УЕС 2 „, Ом, прн )гт )г«. мА )„!макс.), мкА, при )и В Егк Ом, при! „ 1Х4728 1Х4729 ! Х4730 1Х473! 1Х4732 ! Х4733 1Х4734 !Х4735 1Х4736 ! Х4737 1Х4738 1Х4739 1Х4740 !Х474! )Х4742 !Х4743 1Х4744 !Х4745 1Х4746 )Х4747 ! Х4748 ! Х4749 1Х4750 1Х4751 ! Х4752 1Х4753 1Х4754 1Х4755 1Х4756 1Х4757 !Х4758 1Х4759 1Х4760 1Х4761 !Х4762 ! МЗ,ЗЕБ)0 ! М3,62810 ! М3,92810 !М4,32810 !М4,7ЕБ)0 )М5,12810 )М5,62810 )М6,2ЕБ! 0 1М6,8ЕБ!0 )М7,5ЕБ! 0 )М8,2ЕБ! 0 ! М9,!ЕБ!О 1М)ОЕБ)0 ! М)12810 ! М)2ЕБ)0 1М)ЗЕБ)0 ! М!52810 )М)бЕБ)0 )М)8ЕБ!0 )М2028) 0 )М 2228! 0 ) М242810 )М272810 !МЗОЕБ)0 ) МЗЗЕБ! 0 )М 3628! 0 ! М39ЕБ)0 )М432810 ! М472810 )М512810 ! М562810 )М622810 ) М68ЕБ) О )М752810 1М822810 3,3 З,б 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1 !О !! !2 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 5! 56 62 68 75 82 Тестовый ток )гт мАм 76 69 64 58 53 49 45 41 37 34 31 28 25 23 21 19 !7 15,5 !4 12,5 11,5 10,5 9,5 8,5 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,7 3,3 3,0 10 10 9,0 9,0 8,0 7,0 5,0 2,0 3,5 4,0 4,5 5,0 7,0 8,0 9,0 10 14 16 20 22 23 25 35 40 45 50 60 70 80 95 1РО 125 150 175 200 400 400 400 400 500 550 600 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 750 750 750 750 750 !000 1000 1000 !000 !500 1500 1500 2000 2000 2000 2000 3000 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 100 100 50 !О !О !О 10 1О 1О 1О 1О 1О 10 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 7,6 8,4 9,1 9,9 11,4 12,2 13,7 15,2 16,7 18,2 20,6 22,8 25,1 27,4 29,7 32,7 35,8 38,8 42,6 47,! 51,7 56,0 62,2 Макси- мально допусти- мый ток )„мА, при т„= 25'С 1380 !260 1190 !070 970 890 810 730 660 605 550 500 454 414 380 344 304 285 250 225 205 190 170 150 !35 125 115 110 95 90 80 70 65 60 55 46 ГЛАВА ~ Пример 1.17 В заданной цепи входное напряжение изменяется от 45 до 55 В.
Рассчитать цепь таким образом, чтобы при входном напряжении 50 В выходное напряжение было равно 10 В, для двух случаев: а) используя резистивный делитель напряжения; б) используя 30-В стабилитрон. СтаБ~ллтром, Л0 В ~ д ГЛАВА 1 тенциальный барьер ри-перехода„и ток в цепи отсутствует. Диоды такого типа называются диодами Шотки, или иоверхностно-барьерными диодами ~так как электрическое поле образует барьер на переходе), или диодами на горячих носителях (поскольку электроны, инжектируемые из металла в полупроводник, имеют высокий энергетический уровень). Как и в обычном диоде, здесь существует проблема подключения металлического проволочного вывода к п-материалу, так как в месте соединения возникает потенциальный барьер.
Для устранения этого барьера и-материал сильно легируется в контактной области, и избыточное количество электронов устраняет потенциальный барьер. Символ и+ обозначает сильно легированную л-область. 49 ПОЛУГ1РОВОДНИКИ И ДИОДЫ К недостаткам диодов Шотки следует отнести: 1. Ток утечки, хотя и небольшой ~40 — 100 нА при 10 В обратного напряжения), но все же больший, чем у обычных рп-диодов. 2.
Максимальное обратное напряжение ниже, чем у кремниевых диодов. Поэтому диоды с рл-переходами обычно используются в схемах общего назначения, а диоды Шотки находят все большее применение в схемах специального назначения. 07ОДЙ ОДЫ Фотодиоды — это диоды, которые работают при воздействии на них света «" ' «".,', "„";",,- '«".;" . '"«««...' ", « ",;„""., '," "";,";, ''„,"; ''; "„,' ' ' '„'''.,','" ' ' " ' ' "," ''',, " '' '"„, ",'' ' "," ' " "' ' "„' ';'" ' ' - «' «« ) ' ) «'"::, ' '~«'„". „Р, Г,« « " ' , ' ' : ", " ' ! „ - ' ' " ", '.« ' „ — ...
,,. - '."' « „"«)ч, ": «' ' ' ' ' " „" ' ' „ " ' ' ' « ) ",«:«,-;";,",,', ;, -, '... -, ';; - "'.,":;:" ~::.'«.« ' ',«« «","' ,«« .«« ;,.' ';..«:"Р:« «"', "' - ","" '„! «", '"'.„" % '„"„" ' .'";« ф. ) 51 ПОЛУПРОВОДНИКИ И ДИОДЫ Конструктивное исполнение типичного фотодиода показано на рис. 1,43. Большинство промышленно выпускаемых диодов являются ри-диодами. Это означает, что они имеют р- и и-области, разделенные ~-областью собственного (нелегированного) полупроводника; ~'-область, или область обьемного заряда, показана на рис.
1.43. Дополнительное разделение способствует снижению емкости диода и увеличению скорости переключения, Принцип работы фотодиодов заложен также в фототранзисторах. Эти транзисторы проводят ток только при воздействии на их вход света и используются для усиления напряжения. 1 . 1 1 .2 КЗЛУЧЗК) ЯИ8 ДИОДЫ 52 ГЛАВА 1 реагировал только на его излучение и не реагировал на окружающее освещение. В большинстве схем обнаружения фокусирование достигается «методом проб и ошибок» до тех пор, пока не будет получен удовлетворительный результат. Оптическая пара, или оптрон, содержит светодиод и фототранзистор в одном корпусе, как показано на рис.
1.44. Когда ток протекает через диод (выводы 2 и 3 на рис. 1.44), он излучает свет, который воздействует на фотодиод в приемной цепи. В результате через транзистор протекает ток (от ттт.тттт.тпа 6 т; ттт.трт-тли Я т,,ттттпт. ът~ .д.,пти пЕтъ,,патттттт~,тт ттеттт.ттт, ~тт~ ттю ы,п:ттттгетп~цътт;,,".::-:;:— 7 полупроводники и диоды 53 формацию о содержании упаковки. В настоящее время в некоторых супермаркетах используются оптические устройства сканирования для считывания штрихового кода на упаковках товара. Штриховой код считывается с помощью отражения света, который поступает из оптического излучателя и отражается от объекта к фоточувствительному элементу, фотодиоду или фототранзистору. Когда используется штриховой код, свет отражается от светлых пробелов между черными штрихами и чувствительный элемент таким образом воспринимает штриховой рисунок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
