Основные параметры транзистора. Однофазная однополупериодная схема выпрямления

Однофазная однополупериодная схема выпрямления

Практические занятия

Задача любого выпрямителя - сформировать однополярное напряжение с заданой величиной постоянной составляющей Ud. В идеальном случае график выпрямленного напряжения должен быть прямой линией. Схема выпрямления и идеальная ВАХ диода VD представлены на рис.146. Трансформатор TV нужен для того, чтобы на нагрузке Rн иметь заданный уровень выпрямленного напряжения. Графики напряжений и тока в схеме показаны на рис.147, где U₂ - напряжение на вторичной обмотке трансформатора, Uд - действующее значение вторичного напряжения.

+

} - положительная полуволна;

-

(-)

} - отрицательная полуволна.

(+)

Среднее значение выпрямленного напряжения:

Равенство S₁ и S₂ определяет уровень U_d. Диаграммы с учетом реальных свойств диода показаны на рис.148.

Работа схемы при прямоугольном напряжении представлена на рис. 149.

• переменный

• терморезистор

t⁰

Конденсаторы

Классификация по функциональному признаку:

1. Фильтровые – используется свойство конденсатора изменять свое сопротивление в зависимости от частоты X=1/wC и правило электротехники, что напряжение на конденсаторе не может изменяться мгновенно.
2. Импульсные и высокочастотные.
3. Пусковые конденсаторы для электродвигателей.
4. Конденсаторы для компенсации реактивной мощности.

По типу диэлектрика конденсаторы различаются:

1. Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком (керамика, слюда, минералы, кварц).

2. Конденсаторы с твердым органическим диэлектриком (бумага, металлобумага, фторопласт, полиэтилен и др.).

3. Конденсаторы с оксидным диэлектриком (на основе соединения алюминия, тантала, оксиднополупроводниковые). Эти конденсаторы относятся к классу полярных (электролитических).

4. С жидким диэлектриком (масло).

Конденсаторы бывают постоянные и переменные, высоковольтные и низковольтные. Единица емкости – 1Ф, 1мкФ=10^-9Ф. Примеры обозначений номинала емкости: 15пФ, 47нФ, 15р, 1н5, м68, 0,68мкФ,1м5. При производстве конденсаторов регламентируются допустимые отклонения ±0,1%, +30%, -80% и др. Пример надписи на конденсаторе: К78-2-0,1мкФ±10%-1000V (здесь К-конденсатор постоянной емкости, 78 определяет тип диэлектрика, 2-регистрационный номер). Для конденсатора также имеет значение температурный коэффициент емкости (относительное изменение емкости при нагреве конденсатора на 1^ОС.) и тангенс угла диэлектрических потерь. Наибольшими емкостями обладают полярные конденсаторы.

Условные обозначения конденсаторов:

• постоянный конденсатор

С

эмиттер поддерживается смещенным в прямом направлении, а это, в свою очередь, обеспечивает протекание коллекторного тока.

Если коллекторную цепь разорвать, то все электроны циркулировали бы в цепи база-эмиттер. При наличии коллекторной цепи большая часть электронов устремляется в коллектор.

Таким образом, транзистор является прибором, который управляется током. Уменьшение потока электронов через коллекторный переход по сравнению с их потоком через переход эмиттер-база характеризуется коэффициентом передачи тока эмиттера a =Iк/Iэ. Обычно a=0,9…0.995. Отношение тока коллектора к току базы называется коэффициентом усиления тока базы в рассматриваемой схеме включения транзистора (она называется схемой с общим эмиттером). Этот коэффициент обозначают h_21Э. Он равен h_21Э=Iк/Iб>>1. Обычно h_21Э =10…300.

Физически в работе транзистора принимают участие заряды двух типов (электроны и дырки), поэтому он называется биполярным.

При рассмотрении смещенного в прямом направлении перехода база-эмиттер мы учитывали только электроны, пересекающие этот переход. Такой подход оправдан тем, что область эмиттера n-типа специально легируется очень сильно, чтобы обеспечить большое количество свободных электронов. В тоже время область базы легируется очень слабо, что дает настолько мало дырок, что ими можно пренебречь при рассмотрении тока через переход база-эмиттер.

Таким образом, транзистор является усилительным прибором. В зависимости от схемы включения он может обеспечивать усиление по току, напряжению или по мощности. Возможно одновременное усиление и по току, и по напряжению, и по мощности.

Обозначения транзисторов типа p-n-p и n-p-n на электрических схемах показаны на рис. 17, 18.

1. Коэффициент усиления по току.

Обычно используется коэффициент усиления h_21Э в схеме с общим эмиттером:

h_21Э=Iк/Iб>>1,

где Iб - ток базы; Iк - ток коллектора.

Транзистор является как бы узлом, как показано на рис. 19, поэтому

Iэ=Iб+Iк.

Токи коллектора и эмиттера связаны соотношением:

Iк/Iэ=a<1.

Найдем связь a и h_21Э.

a=Iк/(Iб+Iк)=1/(Iб/Iк+1)=1/(1/h_21Э+1)=h_21Э/(1+h_21Э)

-это очень близко к 1. Аналогично находим:

h_21Э=Iк/Iб=a/(1-a).

Коэффициент усиления h21э зависит от частоты, на которой работает транзистор, и от тока коллектора. С увеличением частоты h_21Э падает. Это связано с проявлением его инерционных свойств в основном из-за наличия емкости коллекторного перехода. Для большинства транзисторов указывается граничная частота, при которой коэффициент усиления равен единице. Зависимость h_21Э от тока коллектора представлена на рис. 20.

Любое включение, отличное от нормального, называется инверсным. Инверсия - изменение знака. Инверсное включение транзистора показано на рис. 21. При этом h_21Э сильно падает и прибор перестает быть усилителем, хотя и остается управляемым.

2. Напряжение коллектор-эмиттер максимальное - Uкэ max.

Указывается при отключенной (оборванной) базе или при конечном значении сопротивления Rбэ, которое включается как показано на рис. 22. Uкэ при оборванной базе меньше, чем Uкэ при наличии Rбэ. Величина Rбэ обычно указывается в справочнике. В настоящее время выпускаются транзисторы на напряжение до1500 В.

3. Ток коллектора максимальный - Iк max; ток коллектора импульсный за определенное время - Iки>Iк max.

4. Частотные свойства транзистора.

Различают: низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные и сверхвысокочастотные (СВЧ) – таблица1. Есть также импульсные или переключательные транзисторы.

Обозначения транзисторов:

КТ ХХХ А, Б..., где ХХХ – цифры; буквы А,Б…характеризуют особенности электрических параметров. Например, КТ 908- импульсный, КТ 315 - очень распространен. ГТ ХХХ - германиевый транзистор. Чем больше значения цифр, тем выше частотные свойства и мощность транзистора. Изменение свойств транзисторов в зависимости от значений цифр иллюстрируется с помощью таблицы 1. В настоящее время существует большое количество транзисторов с четырьмя цифрами в обозначении.

Дата добавления: 2014-01-06