Полупроводниковые приборы и их применение в бытовой электронной технике. Дипломная (ВКР). Физика.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Полупроводниковые приборы и их применение в бытовой электронной технике
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
полупроводник резонанс ток напряжение
Полупроводники как особый класс веществ,
были известны еще с конца XIX века, только развитие теории твердого тела
позволила понять их особенность. Полупроводниками называют вещества, обладающие
электронной проводимостью, занимающей промежуточное положение между металлами и
изоляторами. От металлов они отличаются тем, что носители электрического тока в
них создаются тепловым движением, светом, потоком электронов и т.п. источником
энергии. Без теплового движения (вблизи абсолютного нуля) полупроводники
являются изоляторами. С повышением температуры электропроводность
полупроводников возрастает и при расплавлении носит металлический характер.
1. эффект выпрямления тока на контакте металл-полупроводник
Были построены первые приборы на их
основе.
О.В. Лосев (1923) доказал возможность
использования контактов полупроводник-металл для усиления и генерации колебаний
(кристаллический детектор). Однако в последующие годы кристаллические детекторы
были вытеснены электронными лампами и лишь в начале 50-х годов с открытием
транзисторов (США 1949 год) началось широкое применение полупроводников
(главным образом германия и кремния в радиоэлектронике. Одновременно началось интенсивное
изучение свойств полупроводников, чему способствовало совершенствование методов
очистки кристаллов и их легированию (введение в полупроводник определенных
примесей).
В СССР изучение полупроводников начались в
конце 20-х годов под руководством академика А.Ф. Иоффе в Физико-техническом
институте АН СССР.
Интерес к оптическим свойствам
полупроводников возрос в связи с открытием вынужденного излучения в
полупроводниках, что привело к созданию полупроводниковых лазеров вначале на p - n - переходе, а затем на
гетеропереходах.
В последнее время большее распространение
получили приборы, основанные на действии полупроводников. Эти вещества стали
изучать сравнительно недавно, однако без них уже не может обойтись ни
современная электроника, ни медицина, ни многие другие науки.
Актуальность исследования - полупроводниковых
приборов обуславливается научно-техническим прогрессом в области использования
полупроводниковых приборов в бытовой электронной технике.
Объектом исследования - является познавательная
деятельность студентов при изучении полупроводниковых приборов на лабораторных
занятиях в высшей школе.
Предмет исследования - полупроводниковые
приборы и их применение в бытовой электронной технике.
Гипотезой исследования - является предположение
о том, что на базе технического вуза возможно разработать, создать и
методически обеспечить изучение современной бытовой техники, основанной на
полупроводниковых приборах..
Цель исследования заключалась в изучении
аспектов использования полупроводниковых приборов в бытовой технике. Достижение
этой цели требовало решения следующих задач:
1. изучить физические основы работы полупроводниковых
приборов;
2. разработать лабораторные работы по изучению
полупроводниковых приборов и методически обеспечить процесс их выполнения;
3. разработать и создать лабораторные комплексы и
установки на базе которых предполагается изучать работу полупроводниковых
приборов.
- теоретические - изучение
и анализ научной литературы в области системного анализа и информационных технологий,
философии, психологии, педагогики, педагогическое моделирование и
проектирование программной системы для создания электронных образовательных
ресурсов, аналитический метод оценки качества организации образовательного
процесса на базе информационных технологий;
- экспериментальные -
опытно-экспериментальная работа, изучение и обобщение педагогического опыта,
педагогическое наблюдение, компьютерное моделирование и проектирование.
Принадлежность кристалла к металлам или неметаллам
определяется заполнение энергетических зон. При Т =0 К в металле все нижние
уровни вплоть то уровня ε ( F ) заполнены электронами ( f =1), а уровни выше ε ( F ) - пусты ( f =0) . В неметаллах между
нижней - валентной зоной, которая полностью заполнена электронами ( f =1), и верхней зоной -
проводимости, которая полностью пуста ( f =0) существует запретная
зона, ширина которой равна ε ( g ). Таким образом, твердое
тело можно разделить на три группы:
Собственный полупроводник. В зависимости от степени
чистоты полупроводники разделяют на собственные и примесные. В
собственном полупроводнике носителями заряда являются электроны, находящиеся в
валентной зоне. При этом каждый переход электрона в зону проводимости
сопровождается образованием дырки в валентной зоне. Благодаря дыркам электроны
валентной зоны также принимают участие в процессе электропроводности за счет
эстафетных переходов под действием электрического поля на более высокие
освободившиеся энергетические уровни. [1].
Рис. 1. Энергетическая диаграмма и функция вероятности
заполнения энергетических уровней для собственного полупроводника, при
температуре равной нулю.
Чем выше Т и меньше ε ( g ), тем выше скорость тепловой генерации
носителей заряда. Одновременно с генерацией непрерывно идет и обратный процесс
- рекомбинация, т.е. возвращение электронов в валентную зону с исчезновение
пары носителей заряда [2].
Рис. 2 Энергетическая диаграмма и функция вероятности
заполнения энергетических уровней для собственного полупроводника, при
температуре, большей нуля
Любой энергетический уровень может либо быть занят
электроном, либо занят дыркой. Сумма вероятностей этих двух событий должна быть
равна единице:
Тогда вероятность заполнения энергетического уровня дыркой:
Для определения концентрации электронов в полупроводнике надо
проинтегрировать по энергии произведение функции распределения плотности
энергетических уровней в зоне проводимости N (ε) и вероятности заполнения этих уровней
электронами F ( n ) , т.е.
N (ε) - эффективная плотность состояний в зоне
проводимости.
Аналогичным образом для концентрации дырок получим:
Или уровень ферми в собственном полупроводнике расположен в середине
запрещенной зоны. С другой стороны
Зависимость логарифма концентрации носителей заряда от
обратной температуры близка к линейной, причем наклон прямой характеризует
ширину запрещенной зоны полупроводника [3].
Примесный полупроводник - это такой полупроводник,
электрофизические свойства которого в основном определяются примесями. Как
правило, примеси создают дополнительные уровни в запрещенной зоне
полупроводника.
1. Примесные уровни, заполненные электронами (доноры) при
отсутствии внешних энергетических воздействий, расположены в запрещенной зоне
вблизи края зоны проводимости. При внешнем возбуждении электроны с примесных
уровней ε (д) могут переходить в зону
проводимости и участвовать в процессе электропроводности.
2. Примеси, захватывающие электроны из валентной зоны
полупроводника называют акцепторами. При этом в валентной зоне
обзазуются вакансии, которые носят название дырок. Такой полупроводник
называют полупроводником р-типа проводимости. Акцепторый уровень при
отсутствии внешних энергетических воздействий, расположены в запрещенной зоне
вблизи от верхнего края валентной зоны.
Рис. 3 Энергетические диаграммы полупроводников (n) и
(р) типов при Т >0
Рассмотрим контакт электронного полупроводника и металла.
Для того чтобы оторвать от изолированного атома валентный
электрон, необходимо затратить некоторую работу, т.е. сообщить электрону
энергию, необходимую для преодоления сил притяжения. Эта энергия, выражается в
электрон-вольтах и носит название работы выхода электрона из твердого
тела.
В квантовой теории твердого тела работы выхода - Ф отсчитывается
от верхнего занятого уровня, т.е. уровня Ферми - F . Если Е (а) - энергия
электрона в вакууме, то
Рассмотрим случай, когда работа выхода электрона из металла -
Ф(м) больше таковой из полупроводника - Ф (п) , т.е. Ф (м)
> Ф (п) . В таком случае в первый момент поток электронов
из полупроводника превышает поток электронов из металла. Металл заряжается
отрицательно, а полупроводник - положительно и тогда возникает электрическое
поле, препятствующее переходу электрона из полупроводника в металл.
Направленный поток электронов будет иметь место до тех пор, пока уровни
Ферми двух систем не выровняются. В результате возникает контактная
разность потенциалов, равная разности:
на границе металл-полупроводник и носящая название высоты
потенциального барьера. Энергетическая зонная диаграмма контакта
металл-полупроводник приведена на рис. 4. В результате возникновения
контактной разности потенциалов происходит изгиб энергетических уровней и
зон в приконтактной области. При этом, если Ф (м) > Ф (п) ,
то изгиб будет направлен вверх. В результате возникает слой с пониженной
проводимостью, который называется запирающим.
Рис. 4 Энергетическая зонная диаграмма контакта
металл-полупроводник
Электрическое поле проникает в электронный полупроводник на
глубину L (о) :
где e - диэлектрическая проницаемость полупроводника,
ε (о) - диэлектрическая
постоянная, n - концентрация. φ ( b ) - высота потенциального
барьера.
Величину L (о) называют областью пространственного заряда.
Запирающий слой объединен основными носителями заряда и
поэтому обладает повышенным сопротивлением по сравнению с толщей
полупроводника. По существу система металл - запорный слой представляет собой
конденсатор, и контакт М - П следовательно обладает емкостью:
Указанные свойства контакта М-П находят различные применения
в полупроводниковых приборных устройствах.
Возникает вопрос - как управлять потоками электронов для
обработки интересующей нас информации. В электронике для этой цели
используются, не однородные полупроводники. Во всем объеме однородного
полупроводника мы можем получить одну реакцию на приложение внешнего
электрического поля: включено-выключено. Именно специфические свойства
контактов между полупроводниками с разным типом проводимости и полупроводником
и металлом дали возможность, помещая в объеме полупроводникового кристалла
области с различным типом проводимости, получать на их границах избирательную
реакцию на электрические сигналы [5].
Переход, образованный областями с различными видами
проводимости в объеме одного кристалла полупроводника называется гомогенным .
Переход, образованный различными по химическому составу
полупроводниками называется гетерогенным .
Потенциальный барьер, образующийся в приконтактном слое
полупроводника на границе с металлом, называется барьером Шотки в честь
немецкого ученого В. Шотки, создавшего в 1938-39 основы теории таких диодов.
Рис. 5 Зонная диаграмма n-р-перехода.
Область соприкосновения полупроводников с различными типами
проводимости (n-
и p - типом) называется
электронно-дырочным переходом или просто n-p-переходом. n-p-переход может быть
гомогенным и гетерогенным.
Итак, соединяем два полупроводника: p-типа и n-типа (см. рис. 5.). Так
как концентрация дырок в области p-типа выше, чем в полупроводнике n-типа, дырки стремятся
оттуда диффундировать в область n-типа, а электроны - в область p-типа из области n-типа.
Диффузия носителей заряда - это перемещение их в
полупроводниках, обусловленное неоднородностями концентраций. Диффузия
электронов и дырок в соседнюю область полупроводника продолжается не
бесконечно. Вскоре в областях ab и bc избыточные заряды противоположных знаков.
Двойной слой толщиной l создает контактное электрическое поле E пр , которое препятствует
дальнейшему встречному движению электронов и дырок. Область с двух сторон р-n - перехода, где
существуют несобственные носители, называется областью пространственного заряда
(ОПЗ) или обедненная область. При достижении ею определенной толщины l наступает состояние
равновесия. На энергетической диаграмме это соответствует выравниванию уровней
Ферми обоих полупроводников (см. рис. 5).
Установившееся равновесие, является
динамическим, так как небольшой ток, создаваемый неосновными носителями
(электронами в р-области и дырками в n-области), течет к границе р-n - перехода и проходит
через него под действием контактного поля, а равный по величине ток,
создаваемый основными носителями (электронами в n-области и дырками в
р-области), благодаря диффузии протекает в обратном направлении. Полный ток
через p-n-переход равен нулю [6].
Разность потенциалов, возникающая между р- и n - областями из-за
наличия контактного поля E пр , называется контактной разностью потенциалов или
просто высотой потенциального барьера, который хорошо видно на диаграмме (рис.
5.). Она обычно имеет величину порядка десятых долей вольта.
Рассмотрим, как р-n-переход отреагирует на
подведение к нему внешнего напряжения. Внешнее электрическое поле должно
изменить высоту потенциального барьера и нарушить равновесие потоков носителей
через барьер. Осуществим вначале прямое смещение р - n - перехода. То есть к
области р-типа приложим плюс источника эдс, а к области n-типа, соответственно,
минус. В этом случае число основных носителей, способных преодолеть барьер
возрастает. Как только они преодолевают барьер, то становятся уже неосновными,
что ведет к повышению концентрации неосновных носителей по обе стороны барьера.
Этот процесс называют инжекцией неосновных носителей. На место ушедших основных
носителей заряда в р- и n - области через контакты приходят другие, вызывающие
компенсацию инжектированных зарядов, рекомбинируя с ними. Возникает ток через
переход, возрастающий с ростом напряжения [9].
Рис. 6 Зонная диаграмма
n-р-перехода при прямом смещении
Рис. 7 Зонная диаграмма
n-р-перехода при обратном смещении («+» к n-области, «-» к р-области)
На рисунке 6 видно, что при прямом
смещении (приложении минуса к n-области, а плюса к р-области) приводит к снижению
потенциального барьера (Ф (о) - еU). Обедненная область p-n-перехода сужается и
через нее может перейти значительное количество носителей заряда. Ток при этом
возрастает и ее называют прямым током, напряжение прямого смещения называют
часто просто прямым напряжением на р-n-переходе [7].
Обратное смещение (приложение плюса к n-области, а минуса к
р-области полупроводника) приводит к повышению потенциального барьера (рис.
7.). Диффузия основных носителей через переход становится пренебрежимо
малой, в то время как потоки неосновных носителей не изменяются, ведь для них
барьера не существует. Ток, создаваемый их движением называется током насыщения
I s . Он пренебрежимо мал и
практически не зависит от напряжения. На рисунке видно, что основные носители
заряда в р-области дырки отталкиваются от плюса и притягиваются к минусу,
электроны в n-области
- наоборот и обедненная область расширяется, создавая существенное препятствие
для протекания заряда. Рисунок наглядно показывает, что основные носители с
обеих сторон через переход переходить не собираются и тока не создают. Слабый
ток неосновных носителей, протекающий при обратном смещении, называется
обратным током, напряжение обратного смещения часто называют просто обратным.
Свойствами полупроводников обладают различные химические
вещества. Среди них принято выделять несколько групп, но из них четыре можно
выделить как основные, а остальные, так как они их представители не являются
часто встречающимися в производстве материалами, мы включаем в одну пятую
группу [11].
Классификация современных полупроводниковых диодов (ПД) по их
назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно-технологическим
признакам, исходному полупроводниковому материалу находит отражение в системе
условных обозначений диодов.
Система обозначений ПД установлена отраслевым стандартом ОСТ
11336.919-81, а силовых полупроводниковых приборов - ГОСТ 20859.1-89. В основу
системы обозначений положен буквенно-цифровой код.
Первый элемент (цифра или буква) обозначает исходный
полупроводниковый материал, второй (буква) - подкласс приборов, третий (цифра)
- основные функциональные возможности прибора, четвертый - число, обозначающее
порядковый номер разработки, пятый элемент - буква, условно определяющая
классификацию приборов, изготовленных по единой технологий [13].
Для обозначения исходного полупроводникового материала
используются следующие символы:
Г, или 1, - германий или его соединения;
К, или 2, - кремний или его соединения;
Для обозначения подклассов используется одна из следующих
букв:
Д - диоды выпрямительные и импульсные;
Л- излучающие оптоэлектронные приборы;
Для обозначения наиболее характерных эксплуатационных
признаков приборов (их функциональные возможности) используются следующие
цифры:
- выпрямительные диоды с постоянным или средним значением
прямого тока не более 0,3А;
- выпрямительные диоды с постоянным или средним значением
прямого тока не более 0,3А, но не свыше 10А;
- импульсные диоды с временем восстановления обратного
сопротивления более 500 нс;
- импульсные диоды с временем восстановления более 150 нс, но
не свыше 500 нс;
- импульсные диоды с временем восстановления 30….150 нс;
- импульсные диоды с временем восстановления 5…30 нс;
- импульсные диоды с временем восстановления 1…5 нс;
- импульсные диоды с эффективным временем жизни неосновных
носителей заряда мене 1 нс.
Выпрямительные столбы или блоки (подкласс Ц):
- столбы с постоянным или средним значением прямого тока не
более 0,3А;
- столбы с постоянным или средним значением прямого тока
0,3…10А;
- блоки с постоянным или средним значением прямого тока не
более 0,3А;
- блоки с постоянным или средним значением прямого тока
0,3…10А.
- переключательные туннельные диоды;
Сверхвысокочастотные диоды (подкласс А):
- переключательные и ограничительные диоды;
- умножительные и настроечные диоды;
- стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт с номинальным
напряжением стабилизации менее 10 В;
- стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт с номинальным
напряжением стабилизации менее 10…100 В;
- стабилитроны мощностью не более 0,3 Вт с номинальным
напряжением стабилизации более 100 В;
- стабилитроны мощностью 0,3…5 Вт с номинальным напряжением
стабилизации менее 10 В;
- стабилитроны мощностью 0,3…5 Вт с номинальным напряжением
стабилизации 10…100 В;
- стабилитроны мощностью 0,3…5 Вт с номинальным напряжением
стабилизации более 100 В;
- стабилитроны мощностью 5…10 Вт с номинальным напряжением
стабилизации менее 10 В;
- стабилитроны мощностью 5…10 Вт с номинальным напряжением
стабилизации 10…100 В;
- стабилитроны мощностью 0,3…5 Вт с номинальным напряжением
стабилизации более 100 В.
Для обозначения порядкового номера разработки используется
двухзначное число от 01 до 99. если порядковый номер разработки превышает число
99, то в дальнейшем применяется трехзначное число от 101 до 999. В качестве
квалификационной литературы используются буквы русского алфавита (за
исключением букв З, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Ю, Я, Ь, Ъ, Э).
Итак, самым распространенным полупроводником, из которого
изготавливается большинство современных микросхем и дискретных
полупроводниковых приборов является кремний Si. Еще двадцать лет назад ему не
уступал германий Ge. В высокочастотных микросхемах, инжекционных лазерах,
светодиодах, туннельных диодах и многих других приборах применяется прочно
зарекомендовавший себя в этой области полупроводник арсенид галлия GaAs.
Высокоомные полупроводники типа сульфида цинка ZnS применяются в люминофорах
обычных и плоских активных мониторов [15].
Цель работы: Ознакомиться со схемой лабораторной установки
для исследования полупроводникового выпрямительного устройства; исследовать
однополупериодный выпрямитель; исследовать однотактный двухполупериодный
выпрямитель; исследовать двухтактный двухполупериодный (мостовой) выпрямитель;
составить краткие выводы.
Приборы и материалы: Осциллограф, цифровой мультиметр,
выпрямитель, соединительные провода.
Выпрямительные устройства обычно состоят из трех основных
элементов: трансформатора, электрического вентиля и сглаживающегося фильтра. С
помощью трансформатора изменяется значение переменного напряжения, получаемого
от источника питания, с целью приведения его в соответствие со значением
требуемого выпрямленного напряжения. Выпрямление переменного тока
осуществляется электрическим вентилем. Электрические вентили по своим
вольт-амперным характеристикам делятся на две группы. К первой относятся
вакуумные электронные и полупроводниковые диоды, вольт-амперные характеристики,
которых для проводящего направления могут быть приближенно представлены
наклонными прямыми, проходящими через начало координат. Ко вторым относят
газоразрядные (ионные) приборы, у которых зависимость тока от напряжения для
проводящего направления может быть представлена в виде вертикальной прямой
[17].
Сглаживающие фильтры предназначены для уменьшения пульсации
выпрямленного тока и напряжения на выходе выпрямительных устройств. При
выпрямлении переменного тока в зависимости от числа фаз сети, питающей
выпрямительное устройство, и характера нагрузки, а также требований,
предъявляемых выпрямленным току и напряжению, электрические вентили могут быть
соединены по различным схемам.
При выпрямлении однофазного переменного тока простейшими схемами
выпрямления являются одно - и двухполупериодная однотактные однофазные схемы.
Однотактными выпрямительными устройствами являются такие, в
которых ток во вторичной обмотке трансформатора в процессе выпрямления
протекает только в одном направлении, в двухтактных выпрямительных устройствах
- в обоих направлениях.
При подаче переменного синусоидального напряжения на
первичную обмотку согласующего трансформатора напряжение на зажимах вторичной
его обмотки будет также переменным синусоидальным, т.е.
Диод проводит электрический ток только в том случае, когда его
анод относительно катода имеет положительный потенциал. Поэтому ток в цепи
(вторичная обмотка трансформатора, диод и нагрузка) протекает только в одном
направлении, т.е. в течение одной половины периода переменного напряжения. В
результате этого ток в цепи нагрузки оказывается пульсирующим (неизменным по
направлению, но изменяющимся по значению). При этом амплитудное значение тока
(относительно небольшим сопротивлением диода в прямом направлении можно
пренебречь)
где - сопротивление потребителя
электроэнергии.
Однополупериодное выпрямление переменного тока характеризуется
глубокими пульсациями выпрямленного тока и напряжения, которые обуславливаются
наличием в кривых выпрямленного тока и напряжения переменных составляющих -
пульсаций. Для оценки пульсаций в той или иной схеме выпрямления вводится
коэффициент пульсаций - q, под которым понимается отношение амплитуды наиболее выраженной гармонической
составляющей, входящей в кривые выпрямленного тока или напряжения, к постоянной
составляющей тока или напряжения в выходной цепи
выпрямителя:
Для однополупериодного выпрямителя с учетом гармонических
составляющих тока коэффициент пульсаций
Поэтому при выборе диода для схемы однополупериодного однофазного
однотактного выпрямления необходимо принимать во внимание, что максимально
допустимое обратное напряжение диода было больше или равно амплитудному значению
напряжения на вторичной обмотке трансформатора [15].
К недостаткам однополупериодной схемы выпрямления следует отнести
значительные пульсации выпрямленных тока и напряжения, а также недостаточно
высокое использование трансформатора, так как по его вторичной обмотке при этом
протекает ток только в течение полупериода. Выпрямители подобного типа
применяются главным образом в маломощных установках, когда выпрямленный ток
мал, а достаточно удовлетворительное сглаживание пульсации может быть
обеспечено с помощью фильтра.
Двухполупериодный выпрямитель представляет собой сочетание двух
однополупериодных выпрямителей с общей нагрузкой. При этом напряжение на каждой половине вторичной обмотки
трансформатора можно рассматривать как два независимых синусоидальных
напряжения, сдвинутых относительно друг друга по фазе на угол 18 . Так как каждый диод проводит ток только
в течение той половины периода, когда анод его становится положительным относительно
катода.
Кривую выпрямленного тока при двухполупериодном выпрямлении можно
разложить на гармонический ряд Фурье.
При этом также как и для схемы однополупериодного выпрямителя,
наряду с переменными составляющими гармонический ряд содержит и постоянную
составляющую тока . Постоянная составляющая напряжения на
нагрузке
где - максимальное (амплитудное) значение
выпрямленного тока; - амплитудное значение напряжения половины
вторичной обмотки трансформатора.
Как видно из полученного выражения, среднее значение выпрямленного
напряжения на нагрузке при двухполупериодной схеме увеличивается вдвое по
сравнению с однополупериодной схемой выпрямления.
Выражая среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке
через действующее значение напряжения на половине вторичной обмотки
трансформатора, получаем
Пульсации тока в двухполупериодной схеме значительно уменьшаются
по сравнению со схемой однополупериодного выпрямления. Коэффициент пульсации в
данном случае равен
Максимальное значение обратного напряжения на диодах в
рассматриваемой схеме
Действительно, когда один из диодов пропускает ток, потенциал его
катода оказывается практически равным потенциалу анода, так как незначительным
падением напряжения на диоде при этом можно пренебречь. Тот же потенциал имеет
и катод второго диода, в данную часть периода, не пропускающего ток, так как
катоды обоих диодов в схеме связаны. В сравнении со схемой однополупериодного
выпрямителя, в двухполупериодном, ток во вторичной обмотке трансформатора не
содержит постоянной составляющей, так как в этой обмотке ток протекает в
течение всего периода, вследствие чего подмагничивание сердечника в данном
случае отсутствует, тепловые потери при этом уменьшаются [20].
С учетом этого применение двухполупериодной схемы выпрямления
более предпочтительно, чем однополупериодной.
Снижение обратного напряжения, воздействующего на диод в
непроводящую часть периода, и уменьшения расчетной мощности трансформатора при
двухполупериодном выпрямлении переменного тока можно достигнуть при переходе от
однотактной схемы к двухтактной (мостовой) схеме. Выпрямитель, выполненный по
мостовой схеме позволяет получить двухполупериодное выпрямление переменного
тока при полном использовании мощности трансформатора, не имеющего среднего
вывода от вторичной обмотки.
Диод Д226Б основные характеристики диода:
Максимально выпрямленный ток - 0,3А
Обратный ток при максимальном обратном напряжений - 0,3mA
Диапазон рабочих температур от -60 до+80С
Трансформатор ТС-40-2 аФ0470.025ТУ U1 =220B U2=30B
Электролитический конденсатор К50-12, с=2000мкФ, U=50В
Методические указания по выполнению работы
1. Ознакомиться с техникой безопасности.
2. Ознакомиться с экспериментальной установкой для
исследования однопериодной, двухполупериодной однотактной и двухполупериодной
двухтактной (мостовой) выпрямительных схем на полупроводниковых диодах, а также
с необходимыми для выполнения работы измерительными приборами и оборудованием.
. Подготовить установку к проведению исследований:
o подключить цифровой
амперметр для измерения выпрямленного тока нагрузки;
o подключить цифровой
вольтметр для измерения выпрямленного напряжения на нагрузке;
o подключить осциллограф
для наблюдения и регистрации формы выпрямленного напряжения на нагрузке;
o подключить источник
регулируемого переменного напряжения, с помощью которого установить напряжение
на входе выпрямительного устройства U=220В и при проведении опытов поддерживать его
неизменным.
4. Исследовать выпрямитель, собранный по однополупериодной
схеме при работе без сглаживающих фильтров. При этом выключатели В 3
и В 4 в цепях конденсаторов разомкнуты, выключатель В 5 в
шунтирующей цепи дросселя и выключатель В 6 в цепи нагрузки -
замкнуты, выключатель В 2 - разомкнут.
o включить напряжение
питания установки и измерительных приборов - цифрового мультиметра и
осциллографа.
o установить на экране
осциллографа размер осциллограммы по вертикали -30-40 мм; зарисовать на кальке
в масштабе осциллограмму и записать показания всех измерительных приборов в
таблицу.
5. Провести исследования, снимая осциллограмму с экрана
осциллографа и записывая показания всех измерительных приборов в таблицу при
включении в схему выпрямителя:
o индуктивного (дроссельного) сглаживающего
фильтра;
o емкостного сглаживающего фильтра (дроссель
закорочен);
o индуктивно-емкостного (L-C - типа) Г-образного
сглаживающего фильтра;
o индуктивно-емкостного (L-C - С-типа) П-образного
сглаживающего фильтра;
6. Снять внешнюю характеристику U и I однополупериодного
выпрямителя при U=const и отсутствии сглаживающего фильтра, регистрируя выпрямленные
напряжение и ток при изменении сопротивления нагрузки. Результаты измерений
нанести на график.
7. Включить в выпрямительную схему емкостный фильтр и
снять внешнюю характеристику в этих условиях. Перву
Похожие работы на - Полупроводниковые приборы и их применение в бытовой электронной технике Дипломная (ВКР). Физика.
Реферат: Эвтаназия - убийство или милосердие
Реферат: Роль церкви в политике российского государства. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Система социальной защиты детей в Республике Башкортостан
Государственные Решения Курсовая Работа
Реферат: Жанровая разновидность комедии "На всякого мудреца довольно простоты". Скачать бесплатно и без регистрации
Виртуальная Реальность Эссе
Работа Силы Трения Скольжения Лабораторная Работа
Реферат На Тему Правовой Режим Земель, Предоставленных Для Ведения Крестьянского Хозяйства В Республике Беларусь
Реферат: Учетные регистры в системе бухгалтерского учета
Реферат по теме Растительный препарат фитолизин
Курсовая работа по теме Проектирование и экспертиза учебных курсов по выбору учащихся (элективных)
Реферат по теме Политическая и правовая идеология Древней Индии
Сочинение Сила Характера По Тексту Мурашовой
Учебное Пособие На Тему Алгоритм Решения Диофантовых Уравнений
Курсовая работа: Современные тенденции развития американского права в США
Курсовая Работа На Тему National Features Of Cuisine And Table Manners
Реферат: Положения детской музыкальной школы. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа: Проблемы и перспективы развития Ханты-Мансийского автономного округа - Югра
Технологии Практических Работ
Реферат: Бюджет государства, его социально-экономическая сущность и значение в условиях рыночных отношени
Реферат: Смешанная и переходная экономика: общие черты и различия
Реферат: Учет недвижимости, временно не используемой в основной деятельности банка