ГИА СИУ

 

1.Элементная база ЦЭВМ.

 

Диод (от Др.-греч. [1] — Два и -оД означающего путь) — ДвухэлектроДный электронный прибор, облаДает различной провоДимостью в зависимости от направления электрического тока. электроД ДиоДа, поДключённый к положительному полюсу источника тока, когДа ДиоД открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют аноДом, поДключённый к отрицательному полюсу — катоДом.

 

история созДания и развития ДиоДов

 

развитие ДиоДов началось в третьей четверти XIX века сразу по Двум направлениям: в 1873 гоДу британский учёный ФреДерик гутри открыл принцип Действия термионных (вакуумных ламповых с прямым накалом) ДиоДов, в 1874 гоДу германский учёный карл ФерДинанД браун открыл принцип Действия кристаллических (твёрДотельных) ДиоДов.

принципы работы термионного ДиоДа были заново открыты 13 Февраля 1880 гоДа томасом эДисоном, и затем, в 1883 гоДу, запатентованы (патент сШа № 307031).

ДиоДы бывают электровакуумными (кенотроны), газонаполненными (газотроны, игнитроны, стабилитроны), полупровоДниковыми и Др. в настоящее время в поДавляющем больШинстве случаев применяются полупровоДниковые ДиоДы.

полупровоДниковые ДиоДы

полупровоДниковый ДиоД в стеклянном корпусе. на ФотограФии виДен полупровоДник с контактами, поДхоДящими к нему.

основная статья: полупровоДниковый ДиоД

полупровоДниковые ДиоДы используют свойство оДносторонней провоДимости p-n перехоДа — контакта межДу полупровоДниками с разным типом примесной провоДимости, либо межДу полупровоДником и металлом (ДиоД Шоттки).

ламповые ДиоДы

электровакуумный ДиоД

ламповые ДиоДы преДставляют собой раДиолампу с Двумя рабочими электроДами, оДин из которых поДогревается нитью накала. благоДаря этому, часть электронов покиДает поверхность разогретого электроДа (катоДа) и поД Действием электрического поля Движется к Другому электроДу — аноДу. если же поле направлено в противоположную сторону, электрическое поле препятствует этим электронам и тока (практически) нет.

ДиоДные выпрямители   трёхФазный выпрямитель ларионова а. н. на трёх полумостах

ДиоДы Широко используются Для преобразования переменного тока в постоянный (точнее, в оДнонаправленный пульсирующий).

в некоторых выпрямительных устройствах До сих пор применяются селеновые выпрямители. это вызвано той особенностью Данных выпрямителей, что при превыШении преДельно Допустимого тока, происхоДит выгорание селена (участками), не привоДящее (До опреДеленной степени) ни к потере выпрямительных свойств, ни к короткому замыканию — пробою.

ДиоДные Детекторы

основная статья: Детектор (электронное устройство)

ДиоДы в сочетании с конДенсаторами применяются Для выДеления низкочастотной моДуляции из амплитуДно-моДулированного раДиосигнала или Других моДулированных сигналов. ДиоДные Детекторы применяются в раДиоприёмных устройствах: раДиоприёмниках, телевизорах и т.п. используется кваДратичный участок вольт-амперной характеристики ДиоДа.

ДиоДы применяются также Для защиты разных устройств от неправильной полярности включения и т. п.

ДиоДные переключатели

применяются Для коммутации высокочастотных сигналов. управление осуществляется постоянным током, разДеление вч и управляющего сигнала с помощью конДенсаторов и инДуктивностей.

 

 

транзистор (англ. transIstor) — электронный прибор из полупровоДникового материала, обычно с тремя вывоДами, позволяющий вхоДным сигналам управлять током в электрической цепи. обычно используется Для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов.

управление током в выхоДной цепи осуществляется за счёт изменения вхоДного напряжения или тока. небольШое изменение вхоДных величин может привоДить к существенно больШему изменению выхоДного напряжения и тока. это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые тв, раДио, связь и т. п.).  в настоящее время в аналоговой технике Доминируют биполярные транзисторы (бт) (межДунароДный термин — bJt, bIpolar JunctIon transIstor). Другой важнейШей отраслью электроники является циФровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, циФровая связь и т. п.), гДе, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми. 

вся современная циФровая техника построена, в основном, на полевых моп (металл-оксиД-полупровоДник)-транзисторах (мопт), как более экономичных, по сравнению с бт, элементах. иногДа их называют мДп (металл-Диэлектрик-полупровоДник)- транзисторы. межДунароДный термин — mosfet (metal-oXIde-semIconductor fIeld effect transIstor). транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на оДном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» Для построения микросхем логики, памяти, процессора и т. п. размеры современных мопт составляют от 90 До 25 нм. в настоящее время на оДном современном кристалле площаДью 1—2 см? могут разместиться несколько (пока еДиницы) миллиарДов мопт. на протяжении 60 лет происхоДит уменьШение размеров (миниатюризация) мопт и увеличение их количества на оДном чипе (степень интеграции), в ближайШие гоДы ожиДается ДальнейШее увеличение степени интеграции транзисторов на чипе. первые патенты на принцип работы полевых транзисторов были зарегистрированы в германии в 1928 гоДу (в канаДе, 22 октября 1925 гоДа) на имя австро-венгерского Физика юлия эДгара лилиенФельДа.

 в 1934 гоДу немецкий Физик оскар хейл запатентовал полевой транзистор. полевые транзисторы (в частности, моп-транзисторы) основаны на простом электростатическом эФФекте поля, по Физике они существенно проще биполярных транзисторов, и поэтому они приДуманы и запатентованы заДолго До биполярных транзисторов. тем не менее, первый моп-транзистор, составляющий основу современной компьютерной инДустрии, был изготовлен позже биполярного транзистора, в 1960 гоДу. только в 90-х гоДах XX века моп-технология стала Доминировать наД биполярной.

первоначально название «транзистор» относилось к резисторам, управляемым напряжением. в самом Деле, транзистор можно преДставить как некое сопротивление, регулируемое напряжением на оДном электроДе (в полевых транзисторах — напряжением межДу затвором и истоком, в биполярных транзисторах — напряжением межДу базой и эмиттером).

 

          

 

по основному полупровоДниковому материалу

 

помимо основного полупровоДникового материала, применяемого обычно в виДе монокристалла, транзистор соДержит в своей конструкции легирующие Добавки к основному материалу, металл вывоДов, изолирующие элементы, части корпуса (пластиковые или керамические). иногДа употребляются комбинированные наименования, частично описывающие материалы конкретной разновиДности (например, «кремний на сапФире» или «металл-окисел-полупровоДник»). оДнако основными являются транзисторы:

германиевые

кремниевые

арсениД-галлиевые

рассмотрим поДробнее ключевой режим работы транзистора. попробуем рассчитать необхоДимую величину резистора в базе.

в наШем примере используется небольШая автомобильная лампочка 12 в, 100 ма (примерно, как Для поДсветки приборной Доски в «жигулях»), а цепь базы питается от источника 5 в (например, через контакты реле). расчет такой схемы элементарно прост: при токе в коллекторе 100 ма, в базе Должно быть минимум 10 ма (рассчитываем на самый «Дубовый» транзистор, реально можно и меньШе). о паДении межДу базой и эмиттером забывать не елеДует, поэтому считаем, что напряжение на базовом резисторе re составит 5 в – 0,6 в = 4,4 в, то есть нужное сопротивление буДет 440 ом. выбираем ближайШее меньШее из станДартного ряДа и получаем 430 ом. все?

 

 

рис. 6.4. включение биполярного транзистора в ключевом режиме

 

нет, не все. схема еще не совсем ДоДелана. она буДет работать нормально, если вы поступите так: поДключите базовый резистор к напряжению 5 в (лампочка горит), а затем переключите его к «земле» (лампочка гаснет). но Довольно часто встречается случай, когДа напряжение на базовый резистор поДается-то нормально, а вот при отключении его резистор не присоеДиняется к «земле», а просто «повисает в возДухе» (именно этот случай и показан на схеме в виДе контактов). так мы не Договаривались — чтобы транзистор был в режиме отсечки, наДо, чтобы база и эмиттер имели оДин и тот же потенциал, а какой потенциал у базы, если она «в возДухе»? это только Формально, что ноль, а на самом Деле всякие навоДки и внутренние процессы в транзисторе Формируют небольШой базовый ток. и транзистор не закроется полностью — лампочка буДет слабо светиться! это разДражающий и очень непри­ятный эФФект, который Даже может привести к выхоДу транзистора из строя

избежать такого эФФекта просто: наДо замкнуть базу и эмиттер еще оДним резистором кбэ. самое интересное, что рассчитывать его практически не наДо — лиШь бы паДение напряжения на нем при поДаче напряжения на базу не составило меньШе чем 0,6 в. чем он больШе, тем лучШе, но все же сопротивление не Должно быть слиШком велико. обычно его выбирают примерно в 10 раз больШе, чем резистор re, но если вы зДесь поставите не 4,3 ком, как указано на схеме, а, к примеру, 10 ком, тоже не оШибетесь. работать этот резистор буДет так: если включающее напряжение на re поДано, то он не оказывает никакого влияния на работу схемы, так как напряжение межДу базой и эмиттером все равно 0,6 в, и он только отбирает на себя очень небольШую часть базового тока (легко поДсчитать какую — примерно 0,15 ма из 10 ма). а если напряжения нет, то r63 наДежно обеспечивает равенство потенциалов базы и эмиттера, независимо от того, поДключен ли базовый резистор к «земле» или «висит в возДухе».

Сайт создан по технологии «Конструктор e-Publish»
Hosted by uCoz