Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1) Učitel má pravdu 2) Třídní učitel má vždy pravdu 3) V případě, že třídní učitel pravdu nemá, platí pravidlo č. 1 4) Třídní učitel nespí, třídní učitel.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1) Učitel má pravdu 2) Třídní učitel má vždy pravdu 3) V případě, že třídní učitel pravdu nemá, platí pravidlo č. 1 4) Třídní učitel nespí, třídní učitel."— Transkript prezentace:

1

2 1) Učitel má pravdu 2) Třídní učitel má vždy pravdu 3) V případě, že třídní učitel pravdu nemá, platí pravidlo č. 1 4) Třídní učitel nespí, třídní učitel sbírá energii 5) Třídní učitel nejí, třídní učitel se stravuje 6) Třídní učitel nepije, třídní učitel zahání žízeň 7) Třídní učitel se neopožďuje, třídní učitel byl zdržen 8) Třídní učitel nenadává, třídní učitel projevuje nesouhlas 9) Třídní učitel se nerozčiluje, třídní učitel má málo času 10) Třídní učitel nezapomíná, třídní učitel má moc jiných starostí 11) Třídní učitel nezaspal, třídní učitel byl pozdě vzbuzen 12) Třídní učitel se neplete, byla mu sdělena špatná informace 13) Za třídním učitelem se chodí s vlastními nápady, odchází se s nápady třídního učitele

3

4 Přechod PN a polovodičové diody Elektrická vodivost u polovodičů U polovodičů existují dva typy vodivosti, tzv. vlastní a nevlastní vodivost. Vlastní polovodič (dokonalý krystal bez poruch a příměsí)  v přírodě se nevyskytuje ( při pečlivé výrobě se mu však můžeme přiblížit)  počet elektronů u tohoto druhu polovodiče by se rovnal počtu protonů (děr) ( polovodič by se navenek jevil jako elektricky neutrální)  při nižších teplotách se podobá izolantu a začíná vést elektrický proud až při vyšších teplotách (kolem 350 K).  Pro použití v elektrotechnice je zcela nevhodný. Nevlastní polovodič - elektrické vlastnosti vlastních polovodičů lze upravit pomocí elektricky aktivních příměsí. K tomuto účelu jsou nejvhodnější prvky, které s křemíkem Si nebo germániem Ge sousedí v periodické soustavě prvků. Krystalová mřížka Si s jedním donorovým atomem Polovodič typu N Je-li atom krystalové mřížky čtyřmocného prvku (Si nebo Ge) nahrazen atomem pětimocného prvku (prvku V. skupiny­např.P, As, Sb), pak čtyři z jeho valenčních elektronů se zúčastní vytvoření vazby se sousedními atomy, pátý elektron je nadbytečný a je vázán k atomu velmi slabě. Tento elektron může být uvolněn velmi malou aktivační energií a účastnit se vedení proudu. Tuto energii elektron získá již při nízkých teplotách, takže při pokojové teplotě jsou téměř všechny atomy příměsí ionizovány. Vznikají tak volné elektrony. Proto se pětimocné příměsi nazývají donory (dárci). V polovodiči typu N převažují jako nosiče proudu elektrony - proto je nazýváme většinové (majoritní) nosiče, nepohyblivé díry se nazývají menšinové (minoritní) nosiče.

5 Polovodič typu P. Nahradíme-li atom krystalové mřížky čtyřmocného prvku atomem trojmocného prvku (prvku III. skupiny ­ např.B, In, Ga, AI), pak se všechny tři jeho valenční elektrony účastní vazeb se sousedními atomy a čtvrtá zůstane neúplná. Stačí opět malá energie k tomu, aby se některý z elektronů ze sousedních vazeb uvolnil a zaplnil neúplnou vazbu trojmocného atomu - a vznikne navenek neutrální atom. Na místě, které "opustil" elektron, se vytvoří "kladná" díra. Tato díra, navenek nepohyblivá, se může tímto způsobem "pohybovat" a umožnit tak vedení proudu. Z předchozího tedy vyplývá, že vedení proudu děrami se uskutečňuje také pomocí elektronů. Protože by však byl celkový výklad vedení proudu v polovodičích dosti složitý a pro mnohé těžko pochopitelný, budeme se v dalším výkladu zaměřovat pouze na vedení proudu pomocí elektronů s tím, že u děr je tomu obdobně. Trojmocné příměsi se nazývají akceptory (příjemci). V polovodiči typu P jsou tedy většinovými nosiči díry, menšinovými nosiči elektrony. Krystalová mřížka Si s jedním akceptorovým atomem  Při zvyšování koncentrace příměsí nad určitou mez se začne polovodič chovat jako kov - jedná se o degenerovaný polovodič (značí se např. N+).  Vlastní vodivost - je tvořena stejným počtem elektronů a děr, vyskytuje se u polovodičů při teplotě kolem 350K.  Nevlastní vodivost - při nulové teplotě (T = O K) je vodivost obou typů nosičů rovna nule. Při zvyšování teploty dochází nejprve k aktivaci nevlastních příměsí, které se podílejí na vedení proudu. Tato aktivace rapidně roste se zvyšující se teplotou; při tzv. první aktivační teplotě T1(pro Si asi 80 K) dochází téměř k plné aktivaci příměsí a při dalším zvyšování teploty zůstává počet nosičů téměř stejný. Až kolem teploty T2 – tzv. druhé aktivační teplotě (asi 450 K) se na vedení proudu začínají podílet vlastní nosiče: elektrony ( n n ) a díry ( p p ) a z nevlastního polovodiče se stává polovodič vlastní. Závislost koncentrace nosičů na teplotě u nevlastního polovodiče typu N (n, p - počet nosičů podílejících se na vedení proudu)

6 Přechod PN  v jediném krystalu polovodiče lze vytvořit vhodnou technologií oblasti s různým typem vodivosti  velmi tenká vrstva polovodiče v níž vodivost typu N přechází ve vodivost typu P, se nazývá přechod PN (neboli metalurgický přechod).  v místě přechodu nesmí být porušena souvislost krystalické mřížky, aby elektrony mohly volně přecházet touto oblastí z jedné vrstvy do vrstvy druhé.  Jak je patrné z obr.1, vyskytují se v polovodičích kromě většinových nosičů také nosiče menšinové. To je způsobeno tím, že v přírodě neexistuje čistý polovodič a před přidáním příměsí obsahuje původní krystal již příměsi obou typů nosičů. Obr. 1. Vznik přechodu PN Jelikož v oblasti P je přebytek děr a v oblasti N přebytek elektronů, působí ihned po vytvoření přechodu mezi oblastmi přitažlivá elektrostatická síla. To má za následek, že v nejbližší oblasti přechodu PN přecházejí "díry" z oblasti P do oblasti N a většinové elektrony z oblasti N do oblasti P. Po přechodu PN se z těchto původně většinových nosičů ve své oblasti stávají nosiče menšinové v oblasti druhé. Po přechodu na druhou stranu mohou nastat tři možnosti: 1.Z většinového nosiče se po přechodu PN stává nosič menšinový, a ten se setká s tamním nosičem většinovým (např. elektron doplní chybějící vazbu) a vznikne neutrální atom (tento děj se nazývá rekombinace). 2. Elektron přejde na druhou stranu a zde se srazí s neutrálním atomem (elektron měl velkou rychlost), z kterého vyrazí elektron, a tím vznikne nový pár elektron-díra (tento děj se nazývá generace).

7 3. Elektron zůstane v bezprostřední blízkosti přechodu - touto variantou se budeme zabývat dále. Obr. 1. Znázornění rovnováhy mezi oběma prostorovými náboji S dalším přechodem nosičů přes přechod vzrůstá počet těchto menšinových nosičů v nejbližší oblasti přechodu, kde začínají vytvářet nepohyblivý prostorový náboj (v oblasti N prostorový náboj kladných iontů, v oblasti P prostorový náboj elektronů). S dalšími přecházejícími náboji přes přechod tento nepohyblivý náboj roste, až po určité době nastane rovnováha mezi přitažlivou silou původního prostorového náboje většinových nosičů v oblastech P a N a nábojem potenciálového valu menšinových nosičů v bezprostřední blízkosti přechodu PN (obr. 1). To má za následek, že žádné většinové nosiče přes přechod nepronikají. V těsném okolí přechodu PN tak vznikne vyprázdněná oblast (bez nosičů); vzniklé elektrostatické pole nepohyblivých iontů se nazývá potenciálový val (obr. 2). Obr. 2. Vznik vyprázdněné oblasti a potenciálového valu Musíme si však uvědomit, že tohoto popisovaného děje se účastní pouze nosiče, které se nacházejí v bezprostřední blízkosti přechodu PN, a nikoliv nosiče celé oblasti dotyčného polovodiče.

8 Přechod PN v propustném směru Připojme nyní kladný pól stejnosměrného vnějšího zdroje k oblasti P a záporný pól k oblasti N (obr. 1). Při určité velikosti toto vnějšího napětí se překoná vliv potenciálového valu a navíc dochází k odpuzování většinových nosičů od pólů směrem k přechodu PN. Přechodem nyní začnou opět přecházet většinové nosiče. Jedná se o propustný směr neboli propustnou polarizaci přechodu PN. Protože většinových nosičů je v obou oblastech mnoho, proud, který nyní prochází přechodem, je dosti velký. Obr.1 Přechod PN v propustném směru Přechod PN v závěrném směru Připojíme-li kladný pól vnějšího stejnosměrného zdroje k oblasti N a záporný pól k oblasti P posílí se vliv potenciálového valu a přecho­dem nepřechází žádné většinové nosiče. Naopak přechodem začnou procházet menšinové nosiče. Jelikož je však koncentrace těchto menšinových nosičů v obou oblastech malá, je tudíž i proud velmi malý a oproti velikosti proudu v propustném směru říkáme, že je tento proud nulový. Obr. 2 Přechod PN v závěrném směru

9 Polovodičové diody Jedná se o polovodičové součástky, které většinou obsahují jeden přechod PN nebo MS (později). Existují však diody obsahující více přechodů, ale pro určení vlastností součástky je rozhodující přechod jeden a ostatní mají pomocný význam. Na druhé straně existuje tzv. Gunnova dioda, která neobsahuje žádný přechod PN. Její princip spočívá v nerovnoměrném rozdělení koncentrací příměsí jednoho typu vodivosti (arsenid galia typu N). Při přiložení stejnosměrného napětí velké hodnoty se na ní vytvářejí elektrické kmity. Používá se v směšovačích u družicového přenosu. V praxi se diody rozdělují podle různých hledisek, které se vzájemně překrývají. Z hlediska konstrukce rozeznáváme diody:  hrotové  plošné (slitinové, difuzní, planární a Schottkyho)  mikroplošné Podle použití rozeznáváme diody:  usměrňovací (nízkovýkonové a výkonové)  detekční a spínací  stabilizační a referenční (tzv. Zenerovy)  tunelové a inverzní  kapacitní (varikapy a varaktory)  luminiscenční (svítivé a laserové)  fotodiody  speciální diody (mikrovlnné diody apod.) Jedná se tedy o polovodičové součástky, obsahující většinou jeden přechod PN opatřený dvojicí vývodů a pouzdrem. Její schematická značka, označení vývodů a voltampérová charakteristika jsou na obr. 1 Vývod připojený k oblasti s vodivostí P se nazývá anoda a označuje se A, vývod připojený k oblasti s vodivostí N se nazývá katoda a označuje se K.

10 Obr.1. Polovodičová dioda: a) schematická značka, b) struktura, c) voltampérové char. Ge-diody a Si-diody Poznámka: změny teploty způsobují změny všech vlastností diody (nejen diody, ale také tranzistoru... ). Proto veškeré charakteristické i mezní údaje jsou měřeny a udávány při určité teplotě přechodu PN. Obr. 2. Vliv teploty na průběh voltampérové charakteristiky diody V polovodiči je zdrojem tepla přechod PN. Toto teplo se musí odvést do okolí. V běžných aplikacích stačí odvádět teplo pouzdro součástky. Ve výkonových aplikacích se teplo odvádí do okolí pomocí hliníkových chladičů. (Maximální teplota polovodiče z germánia je 85°C, křemíkových asi 175°C. Při překročení těchto teplot dochází k poškození přechodu PN, a tím i vlastní součástky).

11 Hrotové diody Tyto diody využívají zdánlivě přechodu kov - polovodič. Ve skutečnosti se však jedná většinou o miniaturní přechod PN. Mezi tyto diody patří i z historie známý galenitový detektor (obr.1) lidově zvaný "krystal". Ten se používal v prvních krystalových přijímačích ­ krystalkách. Obr. 1. Galenitový detektor - uzavřený (vlevo) a otevřený Hrotové germaniové diody se vyrábějí z germánia typu N. Čtvercová, opracovaná destička Ge rozměru asi 1 x 1 x 0,1 mm se připájí k držáku, který se umístí do skleněné trubičky (obr. 2.). Proti ní se posunuje držák s esovitě zahnutým wolframovým drátkem s hrotem, na jehož konci je oblast s vodivostí typu P. V okamžiku, kdy dojde k přitlačení hrotu do germánia (dojde k elektrickému kontaktu), posun drátku se zastaví a skleněná trubička se na obou koncích zatavÍ. Takto vzniklá dioda se formuje elektrickým impulsem v propustném směru. Vlivem značné teploty se pod hrotem pozmění krystalická struktura a vznikne přechod PN. Obr. 2. Hrotová polovodičová dioda

12 Plošné diody Vyrábějí se několika technologiemi:  slitinová technologie na základní destičku monokrystalu např. typu N se položí legující materiál (indium pro typ P) ve tvaru kuličky, válečku apod. Destička se uloží do žíhací pece s inertní atmosférou a zahřívá se na požadovanou hodnotu. U Ge je to 550 C, u Si 1400 C. Legující látka se roztaví a slije se s částí základního materiálu, po vychladnutí a rekrystalizaci zůstane část legujícího materiálu v destičce, vytvoří inverzní (obrácenou) oblast vůči původní a vznikne přechod PN. Touto technologií je však obtížné v sériové výrobě zhotovit přechody PN se stejnými vlastnostmi, protože například různé rozdíly vah kuliček, míra nečistot, teplotní rozdíly a některé další faktory silně ovlivňují elektrické parametry přechodu.

13  difuzní technologie jedná se o nejčastější technologii výroby přechodu PN. Spočívá v difúzi příměsí plynné nebo kapalné (někdy i pevné) fáze do základní destičky při vyšších teplotách. Např. Si destička s požadovanou vodivostí N se vloží do plynné atmosféry s teplotou 1200 o C a nechá se působit dotující plyn (sloučenina fosforu pro P) tak dlouho, až dotující molekuly proniknou do požadované hloubky, která bývá 1 až 15 um. Na rozhraní obou prostředí vznikne přechod PN, který je pozvolný. U této technologie lze přesně řídit hloubku difúze v delším časovém intervalu. Např. příměsi z plynné fáze pronikají při teplotě 1200 o C u Si do hloubky 1 um přibližně za hodinu.  planární technologie do krycí oxidové vrstvy se vyleptá otvor, a tímto otvorem se potom provede na požadovaném místě příslušná difúze. Před leptáním se pokryje oxid fotocitlivou želatinovou emulzí (fotorezistem), ultrafialovou výbojkou se osvětlí přes masku místo, které se nemá leptat. Světlo vytvrdí lak, na neexponovaném místě se rozpouštědlem odstraní fotorezist a leptadlem se vyleptá v kysličníku otvor. Přechod PN je přikrytý oxidem, a tím chráněn, čímž se zvětší stabilita jeho parametrů. Otvor se potom překryje napařeným hliníkem a přiboduje se vývodní elektroda (obvykle Au drát). Vzniklý přechod je tedy na povrchu chráněný.

14 Schottkyho dioda  plošná dioda, která využívá přechodu kov - polovodič typu N.  většinové elektrony při styku obou látek pronikají z polovodiče do kovu. Zde se vzhledem k jeho vodivosti rozptýlí a nevytvoří oblast prostorového náboje jako u přechodu PN.  v polovodiči vznikne v blízkosti kovu tak silné odčerpání elektronů, že převládnou co do počtu menšinové nosiče (díry), dochází ke změně vodivosti z N na P  v polovodiči tedy vznikne přechod s jednosměrným ventilovým účinkem.  po přiložení napětí v propustném směru (kladné napětí na kovu) přecházejí elektrony jako většinové nosiče přechodem do kovu, kde jsou zase většinovými nosiči, a vlivem jeho vodivosti se ihned rozptýlí a nevytvoří nadbytečné nosiče.  Schottkyho diody se zhotovují z Si nebo GaAs.  GaAs mají lepší vf i spínací vlastnosti, jsou však dražší, a proto se používají pro náročnější aplikace.  Schottkyho diodu můžeme považovat za unipolární prvek, u kterého se na transportu nosičů podílejí jen elektrony jako většinové nosiče.  Do polovodiče typu N nepřecházejí z kovu nosiče, a tím nedochází k jejich hromadění v polovodiči (bezprostřední blízkosti přechodu).  tyto diody se používají jako rychlé spínače, detektory v oblasti cm vln a usměrňovače.

15 Diody dle použití: Detekční diody  používají se pro detekci a demodulaci v diodových detektorech a demodulátorech  z modulovaného vysoko­frekvenčního signálu získává zpět původní modulační signál.  zhotovují se buď jako hrotové s přivařeným hrotem, nebo plošné (planární technologie), případně Schottkyho diody.  požadujeme malý úbytek napětí v propustném směru, ale především malé prahové napětí a malou parazitní kapacitu. Spínací diody  používají se v obvodech pro spínání elektrických signálů.  pracují obvykle se signály obdélníkového průběhu a přecházejí ze stavu vodivého do nevodivého.  použitelnost diod pro spínání je omezena setrvačností diody při přepnutí z vodivého do nevodivého stavu.  v malém časovém okamžiku (menším než  s) k určitému "přechodovému" jevu.  při přepnutí z propustného do závěrného stavu přechodu PN začnou přechodem procházet menšinové nosiče, které tvoří potenciálový val a pro které je tato polarizace propustná.  podle zotavovací doby můžeme diody rozdělit: pomalé t rr > 1 /  s rychlé t rr = 4 ns velmi rychlé t rr =0,7 ns Obr. 1. Průběh proudu u spínací diody při přepnutí do nepropustného (závěrného) směru

16 Referenční diody  diody, které vytvoří na svých vývodech referenční napětí stanovené přesnosti, jestliže proud procházející diodou a teplota okolí je ve stanoveném rozsahu. Kapacitní diody  Přechod PN vytváří v polovodičové struktuře dva typy kapacity: -bariérovou kapacitu -projevuje se v závěrném směru -působí proti pohybu menšinových nosičů. -je vytvořena dvojvrstvou prostorového náboje u přechodu PN. -na závěrně pólovaný přechod PN můžeme pohlížet jako na deskový kondenzátor, ve kterém se oblast bez prostorového náboje (vyprázdněná oblast) chová jako dielektrikum o dané tloušce a relativní permeabilitě. -Tuto kapacitu tedy musí překonávat menšinové nosiče při přechodu přechodem PN. -difúzní kapacitu - projevuje se (převažuje) v propustném směru. - je způsobena náboji menšinových nosičů v potenciálových valech a působí proti přechodu většinových nosičů přes přechod PN. Celková kapacita přechodu PN je dána součtem bariérové a difúzní kapacity. (Vhodnou technologií je možné tyto kapacity ještě zdůraznit.)

17 Kapacitní diody rozdělujeme na: Varikapy (variable capacitor) využívají kapacitního charakteru přechodu PN polarizovaného v závěrném směru, mění svou hodnotu kapacity v závislosti ná přiloženém stejnosměrném napětí. jedná se tedy o lineární kondenzátor, jehož kapacita se dá měnit pomocným (konstantním nebo pomalu se měnícím) napětím. -využívají se k elektronickému ladění rezonančních obvodů. Varaktory (variable reactor) -kapacitní diody pracující s tak velikým vf signálem, že během periody dochází k výrazné změně kapacity -Varaktor se chová vůči vf signálu jako nelineární kondenzátor. Závislost kapacity přechodu diody na jejím závěrném napětí Schematická značka kapacitní diody - varikapu - a jeho provedení Tyto diody se vyrábějí jako plošné křemíkové nebo z arzenidu galia.

18 Tunelová dioda  je založena na tunelovém přechodu elektronu z valenčního do vodivostního pásu.  vyrábí se z velmi dotovaného germania nebo arzenidu galia.  proti obyčejné plošné polovodičové diodě má V-A charak­teristika tunelové diody dva výrazné rozdíly : - při závěrné polarizaci přechodu PN se tunelová dioda chová jako lineární rezistor s malým odporem (tzn. propouští proud). - při propustné polarizaci její anodový proud vzrůstá nejprve téměř přímo úměrně anodovému napětí, dosahuje maxima I P v bodě P P při napětí U asi 0,1 V. Při dalším růstu anodového napětí brání potenciálový val průchodu většinových nosičů, a tím anodový proud klesá až do bodu P V (místní minimum). Při napětí 0,3 až 0,4 V se voltampérová charakteristika tunelové diody podobá charakteristice běžné germániové diody. Mezi vrcholem P P a minimem P V je oblast záporného diferenciálního odporu. Této vlastnosti se dá využít k sestrojení např. oscilátorů bez zpětné vazby. Generované kmity mohou mít velmi vysokou frekvenci až desítky gigahertzů.  má velmi úzký přechod PN (kolem 1  m) a vysokou koncentraci příměsí.  v aplikacích kvůli řadě nevýhod používají jen velmi zřídka Tunelová dioda - normalizovaná značka a V-A charakteristika Inverzní dioda (obrácená dioda)  je zvláštním druhem tunelové diody buď s nevyjádřenou, nebo slabě vyjádřenou oblastí záporného diferenciálního odporu na voltampérové charakteristice.  používá se k usměrňování malých napětí asi do 300 m V v měřících přístrojích.

19 Stabilizační diody (Zenerovy)  jejich úkolem je udržovat stálé napětí na zátěži, buď při kolísajícím napětí zdroje, nebo při změnách zatěžovacího proudu. (zanedbáváme vliv teploty okolí).  využívá se nelineární V-A charakteristiky  používají se tam, kde není velký odběr proudu a kde nejsou na stabilizátory kladeny přísné požadavky.  technologickou úpravou je dosaženo toho, že průrazné napětí v závěrném směru má hodnotu jednotky voltů a že tento průraz není destruktivní.  ZD je zapojena do obvodu tak, že její pracovní bod je právě v oblasti tohoto průrazu. Stabilizátor napětí se Zenerovou diodou: a)schéma zapojení, b)činnost parametrického stabilizátoru

20 Usměrňovací diody jsou konstruovány pro usměrňování střídavého proudu jak nízkých, tak v současné době i vysokých kmitočtů (např. u měničů a střídačů). požaduje se malý úbytek napětí v propustném směru, velký propustný proud a velké závěrné napětí. Jednocestný usměrňovač  Používá se jako napájecí zdroj pro zařízení s malým odběrem elektrické energie  Usměrňovací dioda D je polarizována v propustném směru tehdy, je-li na její anodě větší napětí než na katodě (To je, když je na horním konci výstupního vinutí transformátoru + a na dolním - ).  Při opačné půlperiodě vstupního napětí, je přechod PN polarizován nepropustně a obvodem neprochází žádný proud. Obr. Jednocestný usměrňovač: a)schéma zapojení b)průběh napětí na anodě c)průběh napětí na katodě d)průběh proudu na katodě e)průběhy napětí a proudu po připojení kondenzátoru f)úhel otevření diody

21 Dvojcestný usměrňovač  je nutný síťový transformátor s vyvedeným středem sekundárního vinutí.  střed rozděluje sekundární vinutí na poloviny, vznikají dvě stejně velká výstupní napětí U 2 a U 2 ´, vzájemně posunutá o 180 o vzhledem ke středu  Bude-li na horní straně sekundárního vinutí + a na dolní straně - prochází obvodem proud od horního konce vinutí transformátoru, diodou D 1 a přes zátěž R z se vrací na vyvedený střed sekundárního vinutí.  Při opačné půlperiodě vstupního napětí bude na horní straně sekundárního vinutí (-) a na spodní straně (+), prochází obvodem proud od spodního konce vinutí transformátoru, diodou D 2 a zátěží R z se vrací na střed vin.  Maximální hodnota usměrněného proudu se stanoví stejným způsobem jako u jednocestného usměrňovače. Střední hodnota proudu je však dvojnásobná vzhledem ke dvojnásobné frekvenci proudových impulsů.

22 Můstkový usměrňovač  je dvojcestný usměrňovač, u něhož je oproti předešlému typu výhodou jednodušší síťový transformátor. (Jsou zde však nutné čtyři usměrňovací diody.)  Při kladné půlvlně výstupního napětí z transformátoru prochází obvodem proud diodou D 1,zátěží R z a přes diodu D 3 se vrací na spodní konec vinutí transformátoru.  Při opačné půlperiodě protéká proud diodou D 2, zátěží R z a přes diodu D 4 se vrací na horní konec vinutí.  Na zátěži vzniká opět pulsující napětí s dvojnásobnou síťovou frekvencí.  Připojením kondenzátoru C 0 paralelně k zátěži se vytvoří podobné průběhy jako u dvojcestného usměrňovače s vyvedeným středem sekundárního vinutí transformátoru  Rozdíl oproti dvojcestnému usměrňovači je i v tom, že napěťové namáhání diod ve zpětném směru je u tohoto typu usměrňovače menší.  Tento typ usměrňovače se používá častěji, kvůli jednoduššímu transformátoru. Můstkový dvojcestný usměrňovač

23 ZÁKLADNÍ ROZDĚLENÍ ELEKTRICKÝCH VELIČIN Elektrické veličiny dělíme podle charakteru:  aktivní - zprostředkovávají přísun elektrické energie do obvodu (napětí U, proud I, náboj Q, výkon P... )  pasivní - charakterizují elektrické vlastnosti prvků elektrického obvodu (odpor R, impedance Z, indukčnost L, kapacita C... ) Podle časového průběhu:  stejnosměrné ss neměnící v čase velikost (napětí baterie... )  střídavé st měnící v čase velikost: - neperiodické (šumy, zvuk... ) - periodické (sinus, obdélník, pila... ) PARAMETRY PERIODICKÝCH STŘÍDAVÝCH SIGNÁLŮ U periodických signálů se časový průběh aktivní veličiny pravidelně opakuje s periodou T. Můžeme u nich stanovit tyto základní parametry (hodnoty dané veličiny): okamžitou hodnotu maximální a minimální hodnotu rozkmit střední hodnotu efektivní hodnotu stejnosměrnou složku

24 okamžitá hodnota = hodnota dané veličiny v určitém časovém okamžiku - označení: malým písmenem - např.: u(t), UI(t), i2(t),... - význam: hodnoty dosahované v jednotlivých fázích průběhu - měření: pouze osciloskopem, kde lze odečíst hodnotu v daném okamžiku maximální hodnota (amplituda) = nejvyšší dosažená okamžitá hodnota - označení: např.: U max, l max,... (max - maximum) - význam: napěťové přetížení součástek - kondenzátor, dioda v závěrném směru,... - měření: nejčastěji osciloskopem minimální hodnota = nejnižší dosažená okamžitá hodnota - označení: např.: U min, l min,... (min - minimum) - význam: prahová hodnota při spínání nebo rozpínání elektronických obvodů,... - měření: nejčastěji osciloskopem rozkmit = rozkmit mezi maximální a minimální hodnotou dané veličiny - označení: např. U P-P, U PP (peak to peak - špička-špička) - význam: rozsah sledovaného signálu zpracovávaného např. zesilovačem - měření: nejčastěji osciloskopem střední hodnota = aritmetický průměr okamžitých hodnot za periodu (= stejnosměrná složka) - označení: např.: UAV, U avg (average = průměr) - význam: směrodatná hodnota při přesunu náboje (nabíjení akumulátorů, galvanizování,... ) - fyzikální def: střední hodnota střídavého signálu je taková stejnosměrná hodnota, která má stejné účinky při přenosu náboje jako střídavý signál. - měření: stejnosměrnými MP efektivní hodnota = druhá odmocnina střední hodnoty kvadrátů všech okamžitých hodnot za periodu - označení: např.: U RMS, l RMS, (root mean square - odmocnina čtverců hodnot) - význam: nejdůležitější hodnota, používaná k popisu tepelného, efektu elektrického proudu - fyzikální def: efektivní hodnota střídavého proudu je taková stejnosměrná hodnota, která má stejná tepelné účinky jako střídavý proud - měření: měření téměř všemi střídavými MP, protože je to naprosto nejdůležitější hodnota stř. napětí a proudu v elektrotechnice - pozn.: výpočet efektivní hodnoty sinusového signálu, známe-li amplitudu U RMS == 0,7 U MAX == 70%U MAX stejnosměrná složka (= střední hodnota) - je to taková stejnosměrná hodnota, o kterou je posunut střídavý průběh, aby byl stále symetrický podél časové osy - význam: přidáním stejnosměrné složky ke střídavému průběhu (lineární superpozice) můžeme posunout střídavý signál např. pouze do kladné polarity (pro řízení digitálních 10, pro buzení nesymetricky napájeného OZ,... )


Stáhnout ppt "1) Učitel má pravdu 2) Třídní učitel má vždy pravdu 3) V případě, že třídní učitel pravdu nemá, platí pravidlo č. 1 4) Třídní učitel nespí, třídní učitel."

Podobné prezentace


Reklamy Google