Čo je elektronický prvok. Prvky elektronických obvodov

Čo je elektronický prvok.  Prvky elektronických obvodov
Čo je elektronický prvok. Prvky elektronických obvodov

Komponenty elektronické obvody používané pri výrobe elektrónkových zosilňovačov audio frekvencie.

Elektronické komponenty- ide o výrobu vykonávanú podľa špeciálnych technologických postupov, hotové technické výrobky s obmedzenou regulovanou funkčnosťou, ktoré sú súčasťou elektronických a rádiotechnických zariadení a ktoré určujú určené vlastnosti a charakteristiky častí elektronických obvodov týchto zariadení.
Začiatkom minulého storočia, s rýchlym rozvojom rádiových prijímacích a rádiových vysielacích zariadení, sa pre elektronické súčiastky pevne etabloval populárny názov - rádiové komponenty. Podobu názvu ovplyvnil fakt, že začiatkom 20. storočia vznikol prvý technicky komplex elektronické zariadenie stalo rádio. Spočiatku sa pod pojmom rádiové súčiastky označovali elektronické súčiastky používané na výrobu rádiových prijímačov, potom sa tento názov rozšíril na ďalšie elektronické súčiastky, ktoré nemajú priamu súvislosť s rádiovými zariadeniami. V dokumentoch tejto stránky nájdete popis len tých elektronických súčiastok, ktoré sa zvyčajne používajú v nízkofrekvenčných zosilňovačoch.
Všetky elektronické komponenty sú rozdelené na aktívny A pasívny.
Pasívne elektronické komponenty, v rámci ich technické údaje, meniť ich parametre len podľa lineárnych matematických vzťahov a závislostí (rozumej volt - ampérová charakteristika, ukazujúci závislosť jednosmerného prúdu od konštantného použitého napätia). Pasívne elektronické súčiastky zahŕňajú: - rezistory; - kondenzátory; - istič; - spojovacie vodiče; - tlmivky; - transformátory; - dynamické vysielacie hlavy; - piezoelektrické prvky; - spínače; - žiarovkové signálne žiarovky.

Rezistor je jednou z hlavných komponentov elektronických obvodov. V elektrónkových zosilňovačoch pôsobia rezistory ako anódová alebo katódová záťaž v závislosti od typu zosilňovacieho stupňa. Reťazce rozdeľovača napätia sú postavené na odporoch, aby sa zabezpečili správne prevádzkové režimy svietidla. Rezistory používané na zníženie napätia a prúdu v obvodoch spätná väzba elektrónkové zosilňovače a vo frekvenčne závislých obvodoch riadenia tónu. Hlavnou podmienkou zníženia vlastného tepelného šumu rezistorov na minimum je použitie odporov, ktoré prekračujú prípustný menovitý výkon dvakrát alebo trikrát.

Kondenzátory sú nevyhnutné pri vytváraní výkonových filtrov, stabilizátorov napätia a iných výkonových zariadení pre vysokokvalitnú zvukovú techniku. Hlavným účelom kondenzátora v elektrónkovom zosilňovači je vykonávať funkciu prenosu striedavého zvukového napätia z anódy lampy predchádzajúceho stupňa na riadiacu mriežku nasledujúceho a súčasne izolovať riadiacu mriežku od účinkov vysokého anódového napätia. Samozrejme, oveľa lepšie by bolo, keby tieto prechodové kondenzátory vôbec neexistovali a spojenie medzi anódou a mriežkou ďalšieho stupňa by bolo priame. Takéto obvody existujú, ale pri vytváraní viacstupňových obvodov s priamym pripojením energetické systémy výrazne zvyšujú náklady na celkové zariadenie.

Názov tlmivka pochádza z nemeckého výrazu Drossel. Tlmivka je elektrický výrobok, ktorý má vlastnú indukčnosť a nízky vlastný odpor. Tieto vlastnosti umožňujú použiť tlmivku v obvodoch zmiešaného s jednosmerným, striedavým a impulzným prúdom, ako vysoký jalový odpor proti striedavému prúdu a zároveň veľmi nízky odpor proti jednosmernému prúdu. Pri prejazde okruhom škrtiacej klapky striedavý prúd vo vinutí dochádza k EMF samoindukcie, nasmerovanej protifáze k striedavému prúdu, ktorý ju spôsobuje. Vďaka týmto vlastnostiam tlmivka s istotou zaujala svoje miesto ako filtračný prvok v napájacích systémoch elektrónkových zosilňovačov.

Transformátor je technologicky kompletný elektromagnetický výrobok určený na premenu parametrov striedavého prúdu jedného napätia na striedavý prúd iného napätia s konštantnou frekvenciou. Činnosť transformátora je založená na využití fenoménu elektromagnetickej indukcie. V obvodoch elektrónkových zosilňovačov zvukovej frekvencie sa transformátory najčastejšie používajú v napájacích zdrojoch (napájacích a žiarovkových), ako aj vo výkonových koncových stupňoch (výstup). Menej často sa transformátory používajú ako vstupné a medzistupňové. K transformátorom, ktoré sa priamo používajú v audio obvodoch elektrónkový zosilňovač, sú kladené vyššie nároky na kvalitu prevedenia. V zosilňovačoch zvukovej frekvencie vyrobených na lampách sa používajú transformátory zo skladaných doskových obalov, transformátory so skrútenými páskovými železnými jadrami a toroidné transformátory.

Aktívne elektronické komponenty, v rámci svojich technických charakteristík meniť svoje parametre podľa nelineárnych matematických vzťahov a závislostí. Medzi aktívne elektronické komponenty patria: - vákuové trubice; - plynom plnené iónové lampy; - polovodičové usmerňovacie diódy; - polovodičové usmerňovacie mostíky; - polovodičové zenerove diódy a stabistory; - polovodičové tyristory; - polovodičové tranzistory; - polovodičové fotobunky.

Mimoriadna rozmanitosť vákuových trubíc ako elektrovákuových zariadení znemožňuje klasifikovať a analyzovať všetky tieto produkty z jednotného hľadiska. Možno neexistuje jediný indikátor, ktorý by bol vlastný všetkým lampám bez výnimky. Zdá sa, že samotná definícia elektrovákuového zariadenia znamená povinné vákuum vo vnútri banky. Existuje však veľká skupina plynových lámp, ktoré sú podľa oficiálnej klasifikácie tiež klasifikované ako vákuové zariadenia.
Preto je vo svetovej praxi už dlho tradíciou priraďovať rádiové elektrónky určitej skupine podľa jedného alebo viacerých kritérií. Môžete si napríklad vybrať skupinu lámp určených na prevádzku v mikrovlnnom rozsahu alebo skupinu lámp určených na reprodukciu farebných obrazov (kinoskopy). A do jednej skupiny môžete kombinovať rôzne svietidlá s rovnakým tvarom (alebo materiálom) valca. Všetky tieto veľmi odlišné žiarovky možno zároveň pripísať jednej skupine lámp s nepriamym ohrevom katódy.

V článku sa dozviete, aké rádiové komponenty existujú. Zohľadnia sa označenia na diagrame podľa GOST. Musíte začať s najbežnejšími - odpormi a kondenzátormi.

Na zostavenie akéhokoľvek dizajnu potrebujete vedieť, ako rádiové komponenty vyzerajú v skutočnosti a ako sú na nich označené elektrické schémy. Existuje veľa rádiových komponentov - tranzistory, kondenzátory, odpory, diódy atď.

Kondenzátory

Kondenzátory sú časti, ktoré sa nachádzajú v akomkoľvek dizajne bez výnimky. Zvyčajne najjednoduchšie kondenzátory sú dve kovové dosky. A vzduch pôsobí ako dielektrická zložka. Hneď si spomeniem na hodiny fyziky v škole, keď sa preberala téma kondenzátorov. Ako predloha slúžili dva obrovské ploché okrúhle kusy železa. Boli priblížení k sebe a potom sa odsťahovali. A merania sa robili v každej polohe. Stojí za zmienku, že namiesto vzduchu možno použiť sľudu, ako aj akýkoľvek materiál, ktorý nevedie elektrinu. Označenie rádiových komponentov na dovážaných schémach zapojenia sa líši od GOST prijatých v našej krajine.

Upozorňujeme, že bežné kondenzátory neprechádzajú D.C.. Na druhej strane ním prechádza bez väčších ťažkostí. Vzhľadom na túto vlastnosť sa kondenzátor inštaluje len tam, kde je potrebné oddeliť premennú zložku v jednosmernom prúde. Preto môžeme vytvoriť ekvivalentný obvod (podľa Kirchhoffovej vety):

  1. Pri prevádzke na striedavý prúd je kondenzátor nahradený kusom vodiča s nulovým odporom.
  2. Pri práci v jednosmernom obvode je kondenzátor nahradený (nie, nie kapacitou!) S odporom.

Hlavnou charakteristikou kondenzátora je jeho elektrická kapacita. Jednotkou kapacity je Farad. Je veľmi veľká. V praxi sa spravidla používajú, ktoré sa merajú v mikrofaradoch, nanofaradoch, mikrofaradoch. Na schémach je kondenzátor označený vo forme dvoch paralelných pomlčiek, z ktorých sú kohútiky.

variabilné kondenzátory

Existuje aj typ zariadenia, v ktorom sa kapacita mení (v tomto prípade kvôli tomu, že existujú pohyblivé dosky). Kapacita závisí od veľkosti dosky (vo vzorci S je jej plocha), ako aj od vzdialenosti medzi elektródami. Vo variabilnom kondenzátore so vzduchovým dielektrikom je napríklad vďaka prítomnosti pohyblivej časti možné rýchlo zmeniť oblasť. Preto sa zmení aj kapacita. Ale označenie rádiových komponentov na zahraničných schémach je trochu iné. Napríklad rezistor je na nich znázornený ako prerušovaná krivka.

Permanentné kondenzátory

Tieto prvky majú rozdiely v dizajne, ako aj v materiáloch, z ktorých sú vyrobené. Najpopulárnejšie typy dielektrík možno rozlíšiť:

  1. Vzduch.
  2. Sľuda.
  3. Keramika.

Ale to platí len pre nepolárne prvky. Existujú aj elektrolytické kondenzátory (polárne). Práve tieto prvky majú veľké kapacity- počnúc desatinami mikrofarád a končiac niekoľkými tisíckami. Okrem kapacity majú takéto prvky ešte jeden parameter - maximálnu hodnotu napätia, pri ktorej je povolené jeho použitie. Tieto parametre sú napísané na diagramoch a na krytoch kondenzátorov.

na diagramoch

Stojí za zmienku, že v prípade použitia trimera alebo variabilných kondenzátorov sú uvedené dve hodnoty - minimálna a maximálna kapacita. V skutočnosti na puzdre vždy nájdete určitý rozsah, v ktorom sa kapacita zmení, ak otočíte os zariadenia z jednej krajnej polohy do druhej.

Povedzme, že máme variabilný kondenzátor s kapacitou 9-240 (predvolené meranie v pikofaradoch). To znamená, že pri minimálnom prekrytí dosiek bude kapacita 9 pF. A maximálne - 240 pF. Aby bolo možné správne prečítať technickú dokumentáciu, stojí za to podrobnejšie zvážiť označenie rádiových komponentov na schéme a ich názov.

Pripojenie kondenzátorov

Okamžite môžeme rozlíšiť tri typy (je ich veľa) spojení prvkov:

  1. Sekvenčné- Celková kapacita celej reťaze je pomerne jednoduchá na výpočet. V tomto prípade sa bude rovnať súčinu všetkých kapacít prvkov vydelených ich súčtom.
  2. Paralelné- v tomto prípade je ešte jednoduchšie vypočítať celkovú kapacitu. Je potrebné pripočítať kapacity všetkých kondenzátorov v reťazci.
  3. zmiešané- v tomto prípade je schéma rozdelená na niekoľko častí. Dá sa povedať, že je to zjednodušené - jedna časť obsahuje iba paralelne zapojené prvky, druhá - iba sériovo.

A to je len tak všeobecné informácie o kondenzátoroch, v skutočnosti sa o nich dá veľa rozprávať, ako príklad uveďte zábavné experimenty.

Rezistory: všeobecné informácie

Tieto prvky možno nájsť aj v akomkoľvek prevedení - dokonca aj v rádiovom prijímači, dokonca aj v riadiacom obvode na mikrokontroléri. Ide o porcelánovú trubicu, na ktorej je zvonka nanesený tenký film kovu (uhlík - najmä sadze). Dá sa však aplikovať dokonca aj grafit – efekt bude podobný. Ak majú odpory veľmi nízky odpor a vysoký výkon, potom sa používa ako vodivá vrstva

Hlavnou charakteristikou rezistora je jeho odpor. Používa sa v elektrických obvodoch na nastavenie požadovanej hodnoty prúdu v určitých obvodoch. Na hodinách fyziky sa porovnávalo so sudom naplneným vodou: ak zmeníte priemer potrubia, môžete upraviť rýchlosť prúdu. Treba poznamenať, že odpor závisí od hrúbky vodivej vrstvy. Čím je táto vrstva tenšia, tým vyšší je odpor. V tomto prípade symboly rádiových komponentov v schémach nezávisia od veľkosti prvku.

Pevné odpory

Pokiaľ ide o tieto prvky, možno rozlíšiť najbežnejšie typy:

  1. Metalizované lakované žiaruvzdorné - skratka MLT.
  2. Odolnosť proti vlhkosti - slnko.
  3. Uhlíkový lakovaný kompakt - ULM.

Rezistory majú dva hlavné parametre - výkon a odpor. Posledný parameter sa meria v ohmoch. Ale táto jednotka merania je extrémne malá, takže v praxi často nájdete prvky, ktorých odpor sa meria v megaohmoch a kiloohmoch. Výkon sa meria výlučne vo wattoch. Okrem toho rozmery prvku závisia od výkonu. Čím je väčší, tým väčší je prvok. A teraz o tom, aké je označenie rádiových komponentov. Na schémach dovážaných a domácich zariadení môžu byť všetky prvky označené inak.

Na domácich obvodoch je rezistor malý obdĺžnik s pomerom strán 1: 3, jeho parametre sú napísané buď na boku (ak je prvok umiestnený vertikálne) alebo na vrchu (v prípade horizontálneho usporiadania). Najprv je uvedené latinské písmeno R, potom sériové číslo odporu v obvode.

Variabilný odpor (potenciometer)

Konštantné odpory majú len dva výstupy. Existujú však tri premenné. Na elektrických schémach a na tele prvku je vyznačený odpor medzi dvoma krajnými kontaktmi. Ale medzi stredom a ktorýmkoľvek z extrémov sa odpor bude líšiť v závislosti od polohy, v ktorej sa nachádza os odporu. Navyše, ak pripojíte dva ohmmetre, môžete vidieť, ako sa hodnota jedného zmení nadol a na druhom nahor. Musíte pochopiť, ako čítať schémy zapojenia elektronických zariadení. Označenia rádiových komponentov tiež nebudú zbytočné.

Celkový odpor (medzi krajnými svorkami) zostane nezmenený. Na ovládanie zosilnenia sa používajú variabilné odpory (s ich pomocou meníte hlasitosť v rádiách, televízoroch). Okrem toho sa v automobiloch aktívne používajú variabilné odpory. Ide o snímače hladiny paliva, regulátory otáčok elektromotora, jas osvetlenia.

Zapojenie rezistorov

V tomto prípade je obraz úplne opačný ako pri kondenzátoroch:

  1. sériové pripojenie- pridá sa odpor všetkých prvkov v obvode.
  2. Paralelné pripojenie Súčin odporov sa vydelí súčtom.
  3. zmiešané- celá schéma je rozdelená do menších reťazcov a vypočítaná krok za krokom.

Na tomto môžete uzavrieť prehľad rezistorov a začať popisovať najzaujímavejšie prvky - polovodiče (označenia rádiových komponentov v diagramoch, GOST pre UGO, sú uvedené nižšie).

Polovodiče

Toto je najväčšia časť všetkých rádiových prvkov, keďže medzi polovodiče patria nielen zenerove diódy, tranzistory, diódy, ale aj varikapy, varikondy, tyristory, triaky, mikroobvody atď. Áno, mikroobvody sú jeden kryštál, na ktorom môže byť veľké množstvo rádiových prvkov - a kondenzátorov, odporov a p-p-prechodov.

Ako viete, existujú vodiče (napríklad kovy), dielektrika (drevo, plast, tkaniny). Môže byť rôzne označenia rádiové komponenty v schéme (trojuholník je s najväčšou pravdepodobnosťou dióda alebo zenerova dióda). Ale stojí za zmienku, že trojuholník bez doplnkové prvky označuje logický základ v mikroprocesorovej technológii.

Tieto materiály buď vedú prúd alebo nie, bez ohľadu na stav agregácie, v ktorom sa nachádzajú. Existujú však aj polovodiče, ktorých vlastnosti sa líšia v závislosti od konkrétnych podmienok. Ide o materiály ako kremík, germánium. Mimochodom, sklo možno čiastočne pripísať aj polovodičom - v normálnom stave nevedie prúd, ale pri zahriatí je obraz úplne opačný.

Diódy a zenerove diódy

Polovodičová dióda má iba dve elektródy: katódu (zápornú) a anódu (kladnú). Aké sú však vlastnosti tohto rádiového komponentu? Označenia môžete vidieť na obrázku vyššie. Takže napájací zdroj pripojíte plusom k anóde a mínusom ku katóde. V tomto prípade bude elektrický prúd prúdiť z jednej elektródy na druhú. Stojí za zmienku, že prvok má v tomto prípade extrémne nízky odpor. Teraz môžete vykonať experiment a pripojiť batériu opačne, potom sa prúdový odpor niekoľkokrát zvýši a prestane prúdiť. A ak nasmerujete striedavý prúd cez diódu, získate konštantný výstup (hoci s malými vlnkami). Pri použití mostového spínacieho obvodu sa získajú dve polvlny (kladné).

Zenerove diódy majú podobne ako diódy dve elektródy – katódu a anódu. V priamom spojení tento prvok funguje presne rovnakým spôsobom ako vyššie diskutovaná dióda. Ale ak spustíte prúd opačným smerom, môžete vidieť veľmi zaujímavý obrázok. Spočiatku zenerova dióda neprechádza prúdom cez seba. Keď však napätie dosiahne určitú hodnotu, dôjde k poruche a prvok vedie prúd. Toto je stabilizačné napätie. Veľmi dobrá vlastnosť, vďaka ktorej je možné dosiahnuť stabilné napätie v obvodoch, úplne sa zbaviť výkyvov, dokonca aj tých najmenších. Označenie rádiových komponentov na schémach je vo forme trojuholníka a v jeho hornej časti je čiara kolmá na výšku.

tranzistory

Ak sa diódy a zenerove diódy niekedy nedajú nájsť ani v dizajnoch, potom nájdete tranzistory v akomkoľvek (okrem tranzistorov majú tri elektródy:

  1. Základňa (označuje sa skratkou „B“).
  2. Zberateľ (K).
  3. Emitor (E).

Tranzistory môžu pracovať v niekoľkých režimoch, ale najčastejšie sa používajú pri zosilňovaní a kľúči (ako spínač). Môžete si urobiť porovnanie s náustkom - kričali do základu, zo zberača vyletel zosilnený hlas. A držte sa žiariča rukou - to je ten prípad. Hlavnou charakteristikou tranzistorov je zosilnenie (pomer kolektorového a základného prúdu). Práve tento parameter je spolu s mnohými ďalšími pre tento rádiový komponent hlavný. Označenia na diagrame pre tranzistor sú zvislá čiara a dve čiary, ktoré sa k nej približujú pod uhlom. Existuje niekoľko najbežnejších typov tranzistorov:

  1. Polárny.
  2. bipolárny.
  3. Lúka.

Existujú tiež tranzistorové zostavy pozostávajúce z niekoľkých zosilňovacích prvkov. Toto sú najbežnejšie rádiové komponenty. Označenia na diagrame boli diskutované v článku.

Časť 6

Sekcia 5

Digitálny integrovaný obvod(digitálny mikroobvod) je integrovaný mikroobvod určený na konverziu a spracovanie signálov, ktoré sa menia podľa zákona diskrétnej funkcie.

Digitálny integrovaný obvod je integrovaný obvod určený na konverziu a spracovanie signálov, ktoré sa menia podľa zákona diskrétnej funkcie. Jeden typ digitálneho integrovaného obvodu je logický integrovaný obvod. [ 1 ]

2 ]

Digitálny integrovaný obvod - mikroobvod určený na konverziu a spracovanie signálov, ktoré sa menia podľa zákona diskrétnej funkcie. [ 4 ]

Digitálny integrovaný obvod - mikroobvod určený na konverziu a spracovanie signálov, ktoré sa menia podľa zákona diskrétnej funkcie. [ 5 ]

Digitálny integrovaný obvod (digitálny obvod) je integrovaný obvod určený na konverziu a spracovanie signálov, ktoré sa menia podľa zákona o diskrétnej funkcii. [ 6 ]

Na digitál integrované obvody boli vyrobené zariadenia a systémy na spracovanie veľkých tokov digitálnych informácií - automatické riadiace systémy, počítače s vysokou a nízkou produktivitou, ako aj mikropočítače, určené spravidla pre úzke aplikácie. [ 7 ]

V digitálnych integrovaných obvodoch fungujú aktívne prvky v kľúčovom režime. Používajú sa hlavne v počítačoch. [ 8 ]

Hlavnou charakteristikou digitálnych integrovaných obvodov, široko používaných v počítačoch, je čas oneskorenia signálu t pri prepnutí zo stavu 1 do stavu O a naopak. Výskum ukazuje, že pre túto úroveň technológie na výrobu mikroobvodov s dostatočnou presnosťou považujeme Pr konšt. [ 9 ]

V rade digitálnych integrovaných obvodov sú ALU postavené na princípe bitovej vrstvy. Umožňujú vzájomné prepojenie na získanie ALU požadovanej bitovej hĺbky. [ 10 ]

Srdcom digitálnych integrovaných obvodov sú tranzistorové spínače, ktoré môžu byť v dvoch stabilných stavoch: otvorené a zatvorené. Použitie tranzistorových spínačov umožňuje vytvárať rôzne logické, spúšťacie a iné integrované obvody. [ 11 ]

Kniha je venovaná digitálnym integrovaným obvodom využívaným v informačnej a meracej technike. Zvažuje sa základňa prvkov, funkčné vlastnosti a spôsoby zapínania mikroobvodov malých a stredných úrovní integrácie. Materiál je prezentovaný vo vzťahu k TTL zariadeniam (TTLSh), CMOS štruktúram a čiastočne DTL. Prezentácia je doplnená ukážkami praktického využitia digitálnych mikroobvodov. [12 ]


Prítomnosť takejto rozmanitosti digitálnych integrovaných obvodov umožňuje vytvárať spoľahlivé a kompaktné telemechanické zariadenia novej generácie; konkrétne príklady vytváraniu uzlov na báze integrovaných obvodov sa budeme venovať v ďalších kapitolách. [ 13 ]

Najčastejšie sa v digitálnych integrovaných obvodoch, ako aj v impulzných zariadeniach, používajú klopné obvody s jediným dátovým vstupom D (data), takzvané D klopné obvody. [ 1 ]

Pri navrhovaní zariadení založených na digitálnych integrovaných obvodoch ako DTL (diode-tranzistor logic circuits) alebo TTL (tranzistor-tranzistor logic circuits) je vhodné kontrolovať napätia na vstupoch a výstupoch. Na tento účel možno použiť testovacie zariadenia, ktoré reagujú svetlom žiaroviek alebo LED na činnosť logických obvodov. [ 2 ]

Rýchly rozvoj svetovej elektroniky ako jednej z najrozsiahlejších oblastí priemyslu je spôsobený týmito faktormi:

1) Spoľahlivosť je komplexná vlastnosť, ktorá v závislosti od účelu výrobku a podmienok jeho prevádzky môže zahŕňať bezporuchovosť, životnosť, udržiavateľnosť a skladovateľnosť samostatne alebo určitú kombináciu týchto vlastností ako celku, tak aj jeho častí. Spoľahlivosť prevádzky IC je spôsobená pevnosťou ich konštrukcie, ako aj ochranou integrovaných štruktúr pred vonkajšími vplyvmi pomocou hermetických puzdier, v ktorých sa spravidla vyrábajú sériové IO.

2) Znížené rozmery a hmotnosť. Významné zníženie hmotnosti a veľkosti konkrétnych elektronických zariadení bez straty výkonu je tiež jedným z rozhodujúcich faktorov pri výbere integrovaných obvodov pri vývoji rôznych zariadení a komponentov elektronických zariadení.

Prvky funkčnej elektroniky
Optočleny a optoelektronické mikroobvody
Základné pojmy a definície
Optočlen je optoelektronické zariadenie, v ktorom sú zdroj žiarenia, prijímač žiarenia a optický komunikačný kanál medzi zdrojom a prijímačom vytvorené v jednej konštrukcii. Princíp činnosti optočlenov je založený na premene elektrickej energie na svetelnú energiu, prenose svetelnej energie cez komunikačný kanál a premene svetelnej energie na elektrickú energiu.

Optoelektronický integrovaný obvod je mikroobvod pozostávajúci z jedného alebo viacerých optočlenov a párovacích alebo zosilňovacích stupňov.

Každé elektronické funkčné zariadenie sa spravidla skladá zo samostatných prvkov, ktoré sú navzájom spojené podľa schému zapojenia. Výber prvkov a ich typ závisí od účelu zariadenia, prostredia použitia, ako aj od zložitosti prevedenia.

Elektronické komponenty používané v akomkoľvek zariadení, vyrobené v továrni, majú hotový vzhľad a tvar v súlade s technické údaje. Elektronické prvky používané na návrh, výrobu a opravu elektronických zariadení sú rozdelené do skupín: rezistory, diódy, kondenzátory, tranzistory a iné.

Hlavným ukazovateľom dokonalosti elektronických zariadení je hustota balenia, t.j. počet prvkov obvodu v 1 cm3 ovládacieho zariadenia.

Technológia výroby integrovaných obvodov poskytuje hustotu balenia niekoľko tisíc prvkov na 1 cm3.

Rezistory

Rezistory sú najbežnejšie prvky a majú nasledujúci grafický symbol (UGO):

Rezistory sú vyrobené z vodivého materiálu: grafit, tenký kovový film, drôty s nízkou vodivosťou.

Rezistor je charakterizovaný hodnotou odporu: R \u003d U / I, ako aj výkonom, ktorý rezistor rozptýli do priestoru, toleranciou, teplotným koeficientom, hladinou hluku. Priemysel vyrába rezistory s odporom od 0,01 ohm do 1012 ohm a výkonom od 1/8 do 250 W s toleranciou 0,005 % až 20 %. Rezistory sa používajú ako odpory obmedzujúce záťaž a prúd, delič napätia, prídavné odpory, bočníky.

Kondenzátory

Kondenzátor - zariadenie s dvoma svorkami, ktoré má vlastnosť:

    Kde
  • C je kapacita vo faradoch;
  • U - napätie vo voltoch;
  • Q - náboj v príveskoch.

UGO kondenzátora je nasledovné:

Priemysel vyrába keramické, elektrolytické a sľudové kondenzátory s kapacitou od 0,5 pF do 1000 μF a maximálnym napätím 3V až 10 kV.

Kondenzátory sa používajú v oscilačných obvodoch, filtroch, na oddelenie jednosmerných a striedavých obvodov, ako blokovacie prvky. V striedavých obvodoch sa kondenzátor správa ako odpor, ktorého odpor klesá so zvyšujúcou sa frekvenciou.

Induktory

Induktor je zariadenie, ktoré má vlastnosť:

U = L dI / dt,

    Kde
  • L je indukčnosť v henry (alebo mH alebo uH);
  • U - napätie vo voltoch;
  • dI/dt - rýchlosť zmeny prúdu.

Induktory UGO sú nasledovné:

Induktor je izolovaný vodič stočený do špirály, ktorý má značnú indukčnosť s relatívne malou kapacitou a nízkym aktívnym odporom. Materiál jadra je zvyčajne železo alebo ferit vo forme tyče, torusu.

V striedavých obvodoch sa cievka správa ako rezistor, ktorého odpor sa zvyšuje so zvyšujúcou sa frekvenciou.

Transformátor je zariadenie pozostávajúce z dvoch indukčne spojených induktorov, ktoré sa nazývajú primárne a sekundárne vinutia.

UGO transformátor s magnetickým jadrom:

Transformačný pomer:

kde w1 a w2 sú počet závitov

Transformátory slúžia na transformáciu premenlivé napätia a prúdov, ako aj na izoláciu od siete.

Polovodiče

Pôsobenie polovodičových prvkov je založené na využití vlastností polovodičov.

Počet v súčasnosti známych polovodičových materiálov je pomerne veľký. Na výrobu polovodičových súčiastok sa používajú jednoduché polovodičové látky - germánium, kremík, selén - a zložité polovodičové materiály - arzenid gália, fosfit gália a iné. Hodnoty elektrického odporu v čistých polovodičových materiáloch sa pohybujú od 0,65 ohm m (germánium) do 108 ohm m (selén).

Polovodiče alebo polovodičové zlúčeniny sú buď vlastné (čisté) alebo dotované (dopované).V čistých polovodičoch je koncentrácia nosičov náboja - voľných elektrónov a dier iba 10 16 - 1018 na 1 cm3 látky.

Aby sa znížil merný odpor polovodiča a dal mu určitý typ elektrickej vodivosti - elektronická s prevahou voľných elektrónov alebo diera s prevahou dier - do čistých polovodičov sa zavádzajú určité nečistoty. Tento proces sa nazýva doping. Prvky skupín 3 a 5 sa používajú ako prímesy periodický systém prvky D. I. Mendelejeva. Legujúce prvky skupiny 3 vytvárajú dierovú elektrickú vodivosť polovodičových materiálov a nazývajú sa akceptorové nečistoty, prvky skupiny 5 - elektronická elektrická vodivosť sa nazývajú donorové nečistoty.

Vlastné polovodiče sú polovodiče, v ktorých nie sú žiadne nečistoty (donory a akceptory). Pri T = 0 nie sú vo vnútornom polovodiči žiadne voľné nosiče náboja a koncentrácia nosičov náboja je N n = Np = 0 a nevedie elektrinu. Pri T > 0 sú niektoré elektróny vyhodené z valenčného pásma do vodivého pásma. Tieto elektróny a diery sa môžu voľne pohybovať cez energetické pásy. V praxi sa používajú dopované polovodiče. Elektrický odpor dopovaného polovodiča v podstate závisí od koncentrácie nečistôt. Pri koncentrácii nečistôt 1020 - 1021 na cm3 látky sa môže znížiť na 5 · 10-6 Ohm m pre germánium a 5 · 10-5 Ohm m pre kremík.

Pri aplikácii elektrické pole do dopovaného polovodiča v ňom preteká elektrický prúd.

Polovodičové odpory

Nazýva sa polovodičový odpor polovodičové zariadenie s dvoma závermi, ktorý využíva závislosť elektronického odporu polovodiča od napätia, teploty, osvetlenia a iných parametrov riadenia.

V polovodičových rezistoroch sa používa polovodič, ktorý je rovnomerne dopovaný nečistotami. V závislosti od typu nečistôt a prevedenia je možné získať rôzne závislosti od riadiacich parametrov.

Lineárny odpor je polovodičový odpor, ktorý používa jemne dopovaný materiál, ako je kremík alebo arzenid gália.

Elektrický odpor takéhoto polovodiča závisí len málo od intenzity elektrického poľa a hustoty elektrického prúdu. Preto odpor lineárneho polovodičového odporu zostáva takmer konštantný v širokom rozsahu napätí a prúdov. Polovodičové lineárne rezistory sú široko používané v integrovaných obvodoch.

Prúdová charakteristika lineárneho odporu

Nelineárne odporové prvky

UGO nelineárneho odporového prvku je znázornené na obrázku:

Prúd I pretekajúci nelineárnym prvkom, napätie U na ňom. Závislosť U(I) alebo I(U) sa nazýva prúdovo-napäťová charakteristika.

Varistory

Odporové prvky, ktorých odpor závisí od sily elektrického poľa, sa nazývajú varistory. Varistory sú vyrobené z lisovaných zŕn karbidu kremíka. Elektrická vodivosť materiálu je spôsobená hlavne rozpadom oxidových filmov pokrývajúcich zrná. Je určená silou pôsobiaceho elektrického poľa, t.j. závisí od veľkosti použitého napätia.

Podmienené grafické znázornenie varistora a jeho charakteristika prúdového napätia sú znázornené na obrázku:

Varistory sa vyznačujú menovitým napätím Unom, menovitým prúdom Inom, ako aj koeficientom nelinearity β. Tento koeficient sa rovná pomeru statického odporu k diferenciálnemu odporu v bode charakteristiky s menovitými hodnotami napätia a prúdu:

,

kde U a I sú napätie a prúd varistora. Koeficient nelinearity pre rôzne typy varistorov v rozmedzí 2 - 6

Termistory

Veľkú skupinu nelineárnych odporových prvkov tvoria riadené nelineárne prvky. Patria sem termistory (termistory) - nelineárne odporové prvky, ktorých prúdovo-napäťové charakteristiky výrazne závisia od teploty. V niektorých typoch termistorov sa teplota mení pomocou špeciálneho ohrievača. Termistory sú vyrobené buď z kovu (meď, platina), ktorého odpor sa výrazne mení s teplotou, alebo z polovodičov. V polovodičových termistoroch je závislosť odporu od teploty opísaná analytickou funkciou

.

R(T0) je tu hodnota statického odporu pri teplote T0 = 293 K, kde T je absolútna teplota a B je koeficient. Konvenčné grafické označenie termistora, jeho teplotná charakteristika, charakteristika prúdového napätia je znázornená na obrázku:

Existujú dva typy termistorov: termistor, ktorého odpor klesá so zvyšujúcou sa teplotou, a pozistor, v ktorom sa odpor zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Písmenové označenie termistora so záporným teplotným koeficientom je TP a s kladným koeficientom - TRP. Teplotný koeficient TKS = , kde R1 je odpor pri menovitej teplote, ΔR je zmena odporu pri zmene teploty o Δt.

Konštrukčne sú termistory vyrobené vo forme guľôčok, podložiek, diskov.

Fotorezistory

Fotorezistor je polovodičový odpor, ktorého odpor závisí od svetelného toku dopadajúceho na polovodičový materiál alebo od prenikajúceho elektromagnetická radiácia. Najrozšírenejšie sú fotorezistory s pozitívnym fotoelektrickým efektom (napríklad SF2-8, SF3-8). UGO takéhoto prvku je znázornené na obrázku:

Vo fotorezistoroch sa odpor mení v dôsledku ožiarenia plátku polovodičového materiálu svetelným tokom vo viditeľnej, ultrafialovej alebo infračervenej oblasti. Ako materiál sa používajú sulfidy tália, telúr, kadmium, olovo, bizmut.

Prúdovo-napäťové charakteristiky fotorezistorov sú lineárne funkcie, ktorých sklon závisí od veľkosti svetelného toku. V súradniciach I - U (vertikálny prúd), uhol, ktorý zviera priamka s horizontálnou osou (os napätia), je väčší, tým väčší je svetelný tok. Tmavý odpor odporových optočlenov je 10 7 - 109 Ohm. V rozsvietenom stave klesne na niekoľko stoviek ohmov. Ich výkon nie je vysoký a je obmedzený na hodnoty niekoľkých kilohertzov.

magnetorezistory

Magnetorezistory sú polovodičové materiály, ktorých elektrický odpor závisí od sily magnetického poľa pôsobiaceho na materiál. Použitý materiál je bizmut, germánium atď. Odpor magnetorezistora je opísaný závislosťou

,

kde R(0) je odpor pri H = 0; α je koeficient, H je sila magnetického poľa, v ktorom je magnetorezistor umiestnený.

Polovodičové diódy

Polovodičové diódy sú jednou z najbežnejších podtried polovodičových zariadení. Vyznačujú sa rôznymi základnými fyzikálnymi princípmi, rôznymi použitými polovodičovými materiálmi a rôznymi dizajnovými a technologickými implementáciami. Polovodičové diódy podľa ich funkčného účelu možno rozdeliť na:

  1. Usmerňovače (vrátane pólov, mostíkov, matíc), impulzné, zenerove diódy, varikapy, riadené ventily (tyristory, symetrické tyristory - triaky, dinistory);
  2. mikrovlnné diódy: detektorové, zmiešavacie, parametrické, kolíkové diódy, lavínové, tunelové diódy, Gunnove diódy;
  3. Optoelektronika: fotodiódy, LED, IR žiariče, laserové diódy na báze heteroštruktúr;
  4. Magnetické diódy.

Mierne dopované polovodiče sa používajú na výrobu diód s nízkym výkonom, zatiaľ čo silne dopované polovodiče sa používajú na výrobu vysokovýkonných a impulzných diód.

Prechod elektrón-diera, ktorý sa pre stručnosť nazýva p-n prechod, má primárny význam pre činnosť polovodičových diód.

Elektrón-diera p-n prechod

Elektrónová diera alebo p-n prechod je kontakt dvoch polovodičov rovnakého typu s rôzne druhy vodivosť (elektronická a dierová). klasické príklad p-n prechody sú: n-Si - p-Si, n-Ge - p-Ge.

V hraničnej vrstve dochádza k rekombinácii (znovu zjednoteniu) elektrónov a dier. Voľné elektróny z pásma polovodiča typu n obsadzujú voľné hladiny vo valenčnom pásme polovodiča typu p. V dôsledku toho sa v blízkosti rozhrania dvoch polovodičov vytvorí vrstva, ktorá je zbavená mobilných nosičov náboja, a preto má vysoký elektrický odpor, takzvaná blokovacia vrstva. Hrúbka bariérovej vrstvy zvyčajne nepresahuje niekoľko mikrometrov.

Rozpínaniu bariérovej vrstvy bránia nepohyblivé ióny donorových a akceptorových nečistôt, ktoré tvoria dvojitú elektrickú vrstvu na hranici polovodičov. Táto vrstva určuje rozdiel kontaktného potenciálu (potenciálnu bariéru) na rozhraní polovodičov. Výsledný potenciálový rozdiel vytvára v blokovacej vrstve elektrické pole, ktoré bráni jednak prechodu elektrónov z polovodiča typu n na polovodič typu p, jednak prechodu otvorov do polovodiča typu n. Zároveň sa elektróny môžu voľne pohybovať z polovodiča typu p do polovodiča typu n, rovnako ako diery sa môžu pohybovať z polovodiča typu n do polovodiča typu p. Rozdiel kontaktného potenciálu teda bráni pohybu hlavných nosičov náboja a nebráni pohybu menšinových nosičov náboja. Keď sa však menšinové nosiče pohybujú cez p-n prechod (tzv. driftový prúd Idr), rozdiel kontaktných potenciálov φk sa zmenšuje, čo umožňuje niektorým z hlavných nosičov s dostatočnou energiou prekonať potenciálnu bariéru v dôsledku rozdielu kontaktných potenciálov φk. Objaví sa difúzny prúd Idif, ktorý smeruje k driftovému prúdu Idr, t.j. existuje dynamická rovnováha, v ktorej Idr = Idif .

Ak sa na p-n prechod privedie externé napätie, ktoré v blokovacej vrstve vytvorí elektrické pole o sile Evn, ktoré sa zhoduje v smere s poľom nehybných iónov so silou Ezap, povedie to len k roztiahnutiu blokovacej vrstvy, pretože z kontaktnej zóny odstráni pozitívne aj negatívne nosiče náboja (diery a elektróny).

V tomto prípade je odpor pn prechodu vysoký, prúd cez neho je malý - je to spôsobené pohybom menšinových nosičov náboja. V tomto prípade sa prúd nazýva reverzný (drift) a p-n prechod je uzavretý.

Pri opačnej polarite zdroja napätia smeruje vonkajšie elektrické pole do poľa dvojitej elektrickej vrstvy, hrúbka bariérovej vrstvy sa zmenšuje a pri napätí 0,3 - 0,5 V bariérová vrstva zaniká. Odpor p-n prechodu prudko klesá a vzniká pomerne veľký prúd. Prúd sa nazýva priamy (difúzny) a prechod je otvorený.

Odpor otvoreného p-n prechodu je určený iba odporom polovodiča.

Klasifikácia diód

Polovodičová dióda je nelineárne elektronické zariadenie s dvoma elektródami. V závislosti od vnútornej štruktúry, typu, množstva a úrovne dopovania vnútorných prvkov diódy a charakteristiky prúdového napätia sú vlastnosti polovodičových diód rôzne.

Bežné grafické označenia niektorých typov diód podľa domácich noriem a ich grafické obrázky sú uvedené v tabuľke:

Usmerňovacie diódy

Navrhnuté na premenu striedavého prúdu na unipolárny pulzujúci alebo jednosmerný prúd. Na takéto diódy nie sú kladené vysoké požiadavky na rýchlosť, stabilitu parametrov a kapacitu p-n prechodov. Kvôli veľká plocha p-n-križovatka bariérová kapacita diódy môže dosiahnuť desiatky pikofaradov.

Na obrázku a je znázornený p-n prechod, ktorý tvorí diódu, na obrázku b je znázornené zahrnutie diódy v priepustnom smere, v ktorej diódou preteká prúd Ipr. Na obrázku je znázornené začlenenie diódy v opačnom smere, pri ktorom diódou preteká prúd Iobr.

Obrázok a znázorňuje zahrnutie diódy VD do obvodu napájaného sínusovým zdrojom EMF e, ktorého časová charakteristika je znázornená na obrázku b. Obrázok c znázorňuje graf prúdu pretekajúceho diódou.

Hlavné parametre usmerňovacej diódy sú:

  • Uobr.max - maximálne prípustné napätie aplikované v opačnom smere, ktoré nenarúša výkon diódy;
  • Ivp.sr - priemerná hodnota usmerneného prúdu za obdobie;
  • Ipr.i - hodnota amplitúdy impulzného prúdu pre danú dobu trvania pracovného cyklu impulzu;
  • Iobr.sr - priemerná hodnota spätného prúdu za obdobie;
  • Upr.sr - priemerná hodnota dopredného napätia na dióde za dané obdobie;
  • Pav je priemerný výkon rozptýlený diódou za dané obdobie;
  • rdif - rozdielový odpor diódy.

Kvalitatívne sú prúdovo-napäťové charakteristiky univerzálnej kremíkovej a germániovej diódy znázornené na obrázku a a závislosti prúdovo-napäťových charakteristík univerzálnej kremíkovej diódy pre tri teploty sú znázornené na obrázku b.

Pre bezpečná práca germániovej diódy, jej teplota by nemala presiahnuť 85 °C. Silikónové diódy môžu pracovať pri teplotách do 150°C.

Pulzné diódy

Určené pre prácu v obvodoch s impulznými signálmi. Hlavným pre nich je režim prechodných procesov. Na skrátenie trvania prechodných procesov v samotnom zariadení majú pulzné diódy malé kapacity p-n-prechodu, ktoré sa pohybujú od zlomkov až po jednotku pikofaradov.

To sa dosiahne zmenšením plochy p-n-prechodu, čo zase vedie k malým hodnotám prípustného výkonu rozptýleného diódou. Hlavné charakteristiky pulzných diód sú:

  • Upr.max - maximálna hodnota impulzného dopredného napätia;
  • Ipr.max - maximálna hodnota impulzného prúdu;
  • Cd - kapacita diódy;
  • tset - čas vytvorenia dopredného napätia diódy;
  • tres je doba zotavenia spätného odporu diódy. Toto je časový interval od okamihu, keď prúd prejde nulou, až do okamihu, keď spätný prúd dosiahne vopred stanovenú malú hodnotu.

zenerove diódy

Na stabilizáciu napätia v elektrických obvodoch sa používajú polovodičové diódy so špeciálnymi charakteristikami prúdového napätia - zenerove diódy. Voltampérová charakteristika zenerovej diódy je znázornená na obrázku. Reverzná vetva charakteristiky prúdového napätia indikuje prevádzku v režime elektrického prierazu a obsahuje úsek medzi bodmi a a b, blízky lineárnemu a orientovaný pozdĺž osi prúdu. V tomto režime sa pri výraznej zmene prúdu zenerovej diódy napätie výrazne nemení.

Táto sekcia pre zenerovu diódu funguje. Pri zmene prúdu v rozsahu od Ict.min do Ist.max sa napätie na dióde len málo líši od hodnoty Ust.

Hodnota Ist.max je obmedzená maximálnym prípustným stratovým výkonom zenerovej diódy. Minimálna hodnota stabilizačného prúdu v absolútnej hodnote je väčšia ako hodnota Ict.min, pri ktorej si zenerova dióda zachováva svoje stabilizačné vlastnosti.

Priemysel vyrába širokú škálu zenerových diód so stabilizačným napätím od 1V do 180V.

Zenerova dióda sa vyznačuje nasledujúcimi parametrami:

  • Ust - stabilizačné napätie;
  • Ist.max - maximálny stabilizačný prúd;
  • Ict.min - minimálny stabilizačný prúd;
  • rd - diferenciálny odpor v sekcii "ab";
  • TKN - teplotný koeficient stabilizačného napätia.

Zenerove diódy sú určené na stabilizáciu napätia na záťaži s meniacim sa napätím vo vonkajšom obvode. Zenerova dióda je rýchle zariadenie a dobre funguje v impulzných obvodoch.

Schottkyho diódy

Schottkyho diódy sa vyznačujú nízkym poklesom napätia na otvorenej dióde. Hodnota tohto napätia je asi 0,3V, čo je oveľa menej ako u bežných diód. Okrem toho je doba obnovy spätného odporu ts rádovo 100 ps, ​​čo je oveľa menej ako pri konvenčných diódach. Okrem digitálnych obvodov sa Schottkyho diódy používajú aj v sekundárnych napájacích obvodoch za účelom zníženia statických a dynamických strát v samotných diódach: vo výstupných stupňoch impulzných zdrojov, DC / DC konvektorov, v počítačových napájacích systémoch, serveroch, komunikačných a dátových prenosových systémoch.

Varicaps

Nelineárne kondenzátory založené na využití vlastností p-n prechodu elektrón-diera sú varikapy. Varikap sa používa, keď sa na p-n prechod aplikuje spätné napätie. Šírka pn prechodu, a teda jeho kapacita, závisí od veľkosti napätia aplikovaného na pn prechod. Kapacita takéhoto kondenzátora sa určuje pomocou výrazu

V tomto vyjadrení je kapacita pri nulovom blokovacom napätí, S a l sú plocha a hrúbka p-n prechodu, ε0 je dielektrická konštanta, ε 0 = 8,85 10-12 F/M, εr - relatívna dielektrická konštanta; φк - kontaktný potenciál (pre germánium 0,3..0,4 V a 0,7..0,8 V pre kremík); |u| - modul spätného napätia aplikovaný na p-n-prechod; n = 2 pre prudké prechody; n = 3 pre hlavné prechody.

Graf závislosti C(u) je znázornený na obrázku

Maximálna hodnota kapacity varikapu je pri nulovom napätí. Keď sa reverzná odchýlka zvyšuje, kapacita varikapu klesá. Hlavné parametre varikapu sú:

  • C - kapacita pri spätné napätie 2 - 5 V;
  • TO C = Cmax/Cmin- koeficient prekrytia kapacity.

Zvyčajne C \u003d 10 - 500 pF, KC \u003d 5 - 20. Varicaps sa používajú v systémoch diaľkové ovládanie, pre automatické riadenie frekvencie, v parametrických zosilňovačoch s nízkou úrovňou vlastného šumu.

LED diódy

LED alebo emitujúca dióda je polovodičová dióda, ktorá vyžaruje svetelné kvantá, keď cez ňu preteká jednosmerný prúd.

LED diódy sú rozdelené do dvoch skupín podľa ich emisných charakteristík:

  • LED žiarením vo viditeľnej časti spektra;
  • LED diódy vyžarujúce v infračervenej časti spektra.

Schematické znázornenie štruktúry LED a jeho UGO je znázornené na obrázku:

Oblasti použitia IR LED sú optoelektronické spínacie zariadenia, optické linky komunikácia, systém diaľkového ovládania. V súčasnosti najbežnejším zdrojom infračerveného žiarenia je GaAs LED (λ = 0,9 µm). Schopnosť vytvárať ekonomické LED diódy s dlhou životnosťou, ktoré sú spektrálne prispôsobené prirodzenému svetlu a citlivosť ľudského oka otvára nové perspektívy pre ich netradičné využitie. Medzi nimi použitie LED v dopravných viacdielnych semaforoch, samostatné mikrovýkonové osvetľovacie žiarovky (s výkonom 3 W, svetelný tok je 85 lm), v r. svietidlá autá.

Fotodiódy

Vo fotodiódach na báze p-n prechodov sa využíva efekt separácie na hranici prechodu elektrón-diera menších nerovnovážnych nosičov vytvorených optickým žiarením. Fotodióda je schematicky znázornená na obrázku:

Pri vstupe svetelného kvanta s energiou hγ do vlastného absorpčného pásma vzniká v polovodiči dvojica nerovnovážnych nosičov - elektrón a diera. Počas registrácie elektrický signál je potrebné registrovať zmenu koncentrácií nosiča. Spravidla sa používa princíp registrácie malých nosičov poplatkov.

Keď je vonkajší obvod otvorený (SA otvorený, R = ∞), v prípade, že nie je žiadne vonkajšie napätie, vonkajším obvodom netečie žiadny prúd. V tomto prípade bude napätie na výstupoch fotodiódy maximálne. Táto hodnota VG sa nazýva napätie naprázdno Vxx. Napätie Vxx (foto EMF) je možné určiť aj priamo pripojením voltmetra na výstupy fotodiódy, ale vnútorný odpor voltmetra musí byť oveľa väčší ako odpor pn prechodu. V režime skrat(SA je uzavretá) napätie na výstupoch fotodiódy VG = 0. Skratový prúd Isc vo vonkajšom obvode sa rovná fotoprúdu Ak

Ikz \u003d Ak

Obrázok ukazuje CVC rodinu fotodiódy pre negatívnu aj pozitívnu polaritu fotodiódy.

Pri kladných napätiach VG sa prúd fotodiódy rýchlo zvyšuje (smer dopredu) so zvyšujúcim sa napätím. Keď svieti, celkový dopredný prúd cez diódu klesá, pretože fotoprúd smeruje opačne ako prúd z externého zdroja.

CVC p-n-junction, umiestnený v 2. kvadrante (VG> 0, I< 0), показывает, что фотодиод можно использовать как источник тока. На этом базируется принцип работы solárne panely na základe p-n prechodov (režim fotogenerátora). Svetelnou charakteristikou je závislosť fotoprúdu Iph od svetelného toku Ф dopadajúceho na fotodiódu. Patrí sem aj závislosť Vxx od veľkosti svetelného toku. Počet párov elektrón-diera vytvorených vo fotodióde počas osvetlenia je úmerný počtu fotónov dopadajúcich na fotodiódu. Preto bude fotoprúd úmerný veľkosti svetelného toku:

Ak \u003d kF,

kde K - koeficient úmernosti v závislosti od parametrov fotodiódy.

Keď je fotodióda spätne predpätá, prúd vo vonkajšom obvode je úmerný svetelnému toku a nezávisí od napätia VG (režim fotokonvertora). Fotodiódy sú rýchle zariadenia a pracujú na frekvenciách 107 - 1010 Hz. Fotodiódy sú široko používané v LED-fotodiódových optočlenoch.

Optočlen (optočlen)

Optočlen je polovodičová súčiastka obsahujúca zdroj žiarenia a prijímač žiarenia, spojené v jednom obale a vzájomne prepojené opticky, elektricky alebo súčasne oboma spojmi. Veľmi rozšírené sú optočleny, v ktorých sa ako prijímač žiarenia používa fotorezistor, fotodióda, fototranzistor a fototyristor.

V odporových optočlenoch sa výstupný odpor môže zmeniť 107 až 108 krát, keď sa zmení režim vstupného obvodu. Navyše charakteristika prúdového napätia fotorezistora je vysoko lineárna a symetrická, čo určuje širokú použiteľnosť gumených optočlenov v podobných zariadeniach. Nevýhodou odporových optočlenov je nízka rýchlosť - 0,01..1 s.

V prenosových obvodoch digitálnych informačných signálov sa používajú najmä diódové a tranzistorové optočleny a tyristorové optočleny slúžia na optické spínanie vysokonapäťových silnoprúdových obvodov. Rýchlosť tyristorových a tranzistorových optočlenov je charakterizovaná spínacím časom, ktorý často leží v rozsahu 5..50 µs. Pre niektoré optočleny je tento čas kratší. Pozrime sa bližšie na LED-fotodiódový optočlen.

Bežné grafické označenie optočlena je znázornené na obrázku a:

Vyžarujúca dióda (vľavo) musí byť zapnutá v smere dopredu a fotodióda - vpred (režim fotogenerátora) alebo v opačnom smere (režim fotokonvertora).

Elektronické súčiastky alebo u bežných ľudí rádiové súčiastky a ich klasifikácia.
Začnime s definíciou toho, čo sú elektronické komponenty?
Sú to základné časti elektronických obvodov alebo ich kombinácií. Jednoducho povedané, elektronické súčiastky sú všetky prvky, ku ktorým sú pripojené vytlačená obvodová doska(vrátane neho) alebo pomocou povrchovej montáže.
Rádiové komponenty dostali svoje meno na začiatku dvadsiateho storočia, pretože najbežnejším zariadením obsahujúcim elektronické súčiastky a zároveň umiestneným v každej domácnosti bolo rádio. Pre laikov vo výklenku elektronického priemyslu boli všetky komponenty vo vnútri nejakými detailmi zložitého mechanizmu.
Postupom času tento výraz vstúpil do nášho života, a to aj pre časti, ktoré nie sú súčasťou zariadenia, akým je rádio.
Elektronické komponenty sú rozdelené do dvoch veľkých skupín:
1) aktívny;
2) pasívne.
Najprv sa však nazývajú pasívne prvky, charakteristika prúdového napätia, ktorá je lineárna.
A aktívne elektronické komponenty majú nelineárnu charakteristiku.
Z pasívnych rádiových komponentov, ktoré sú k dispozícii na ktorejkoľvek doske (alebo vo väčšine), sú tieto prvky:
A) odpor, ktorý je prezentovaný vo forme odporu (napríklad SP5 alebo PP3);
B) kondenzátory, ako kapacita pre uloženie náboja (KM, K52, K53, IT-1,2,3,4)
C) transformátory, druh prúdových meničov, bez zmeny jeho frekvencie (OSM);
D) induktor alebo jeho rad nazývaný solenoid;
D) relé, alebo jednoducho povedané kľúč (najpopulárnejšie sú OZE, RP, RPS, RPV a mnohé ďalšie)
E) oneskorovacie vedenia majú spravidla v sebe kondenzátory, ktoré vykonávajú funkciu oneskorenia (MLZ);
G) klávesy vo forme spínačovalebo tlačidlá, magnetické aj mechanické);
H) poistka, rovnako ako v iných situáciách, plní funkciu ochrany pred poruchami v elektrických obvodoch;
E) žiarovky fungujú ako vizuálny signál pre osobu, ktorá túto techniku ​​ovláda;
G) mikrofón alebo tlačidlá vytáčania fungujú ako prostriedok na nastavenie techniky pre určitý pracovný algoritmus;
H) ak zariadenie musí prijímať signály zo vzduchu, potom anténa funguje ako prijímač;
I) ak nie je možné získať elektrický prúd zo siete, je zvykom použiť alternatívny spôsob vo forme batérie.

Teraz je čas zaoberať sa aktívnymi elektronickými komponentmi, ktorých odrody sú rozdelené do 2 skupín:
A) vákuové zariadeniaprvá časť takýchto prvkov, príkladom sú všetky druhy rádiových elektrónok, elektróniek;
B) polovodiče zahŕňajú také rádiové komponenty, ako sú diódy, tranzistory, tyristory, ako aj celá sekcia mikroobvodov;

Ak hovoríme o klasifikácii, nemali by sme zavrhovať spôsob montáže dielov:
1) priestorové spájkovanie,
2) spájkovanie nazývané povrch, alebo jednoduchšia inštalácia na dosku;
3) majú špeciálne svorky na montáž do panelu (svietidlá, množstvo relé)


Tieto 2 hlavné klasifikácie používajú všeobecní odborníci, nezabúdajme, že nie všetky elektronické súčiastky majú obsah drahých kovov, ale iba časti, ktoré sa používajú v kritických obvodoch. Toto zariadenie je najčastejšie presné meranie alebo zložité výpočty, pretože by nemalo mať najmenšiu poruchu.
Viac o konkrétnych prvkoch si môžete prečítať v našich ďalších článkoch.