Полупроводниковые оптоэлектронные приборы.

Классификация. Оптоизлучатели. Светодиоды. Фотоэлектрические приемники излучения. Фотодиоды. Фототранзисторы. Фототиристоры. Фоторезисторы. Оптопары. Оптодиоды, оптотранзисторы, оптотиристоры. Принципы действия. Характеристики. Параметры. Применение.

Методические указания

Все полупроводниковые фотоэлектрические приборы основаны на внутреннем фотоэффекте – возбуждении атомов и росте концентрации свободных носителей заряда под воздействием светового излучения. При этом в полупроводнике растет проводимость, а на p-n переходах появляется ЭДС.

Оптоэлектронные приборы (оптроны) – приборы с двойным преобразованием энергии, обеспечивающие потенциальную развязку между двумя электрическими цепями (рис. 1.43). Тиристорные оптроны (оптотиристоры) значительно упрощают построение систем управления полупроводниковых преобразователей электроэнергии.

Обратите внимание на характеристики, схемы включения и применение приборов.

Литература: [1, с. 230 – 234; 2, с. 49 – 53].

Контрольные вопросы

1. Принципы действия фотоэлектронных приборов.

2. Схемы включения и применение фотоэлектронных приборов.

3. Режимы работы фотодиода.

4. Объясните вид ВАХ фотодиода.

5. Принцип действия светодиода.

6. Схема включения и применение светодиодов.

7. Принципы действия оптронов.

8. Основное назначение оптронов.

9. Объясните вид ВАХ оптронов.

Терморезисторы.

Назначение и принцип действия. Характеристики. Применение.

Методические указания

Принцип действия терморезистора основан на увеличении числа свободных носителей при повышении температуры полупроводника. Их недостаток – большой разброс характеристик.

Литература: [1, с. 234; 2, с. 54].

Контрольные вопросы

1. Принцип действия терморезистора.

2. Схема включения и применение терморезисторов.

Интегральные микросхемы (ИМС).

Основные понятия. Классификация ИМС. Полупроводниковые, пленочные и гибридные ИМС. Большие интегральные схемы. Основы технологии ИМС. Изменение критериев оптимизации при переходе от дискретных схем к ИМС. Интеграция силовых приборов. Гибридные силовые модули.

Методические указания

Микроэлектроника – область электроники, изучающая вопросы создания и применения микроэлектронных изделий. Она перспективнейшее направление информационной электроники. Аналоговые интегральные микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. В них любому допустимому значению входного сигнала соответствует определенное значение выходного. Цифровые интегральные микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции, т.е. сигналов, которые могут принимать только два значения, условно называемые 0 и 1. Гибридные силовые модули – путь к интеграции и упрощению силовых схем.

Литература: [1, с. 235 – 237; 2, с. 54 – 57].

Контрольные вопросы

1. Что такое ИМС?

2. Что такое серия ИМС?

3. Как классифицируются ИМС?

4. Каковы тенденции интеграции силовых приборов?

5. Что такое гибридный силовой модуль?

Маркировка полупроводниковых приборов и ИМС

Рекомендации по применению полупроводниковых приборов и ИМС

Литература: [1, с.237 – 238; 2, с. 57 – 58].

Электронные приборы для отображения информации.

Назначение и классификация. Вакуумно-люминесцентные, жидкокристаллические элементы индикации.

Литература: [5, с. 183 – 186].

 

Усилители и аналоговые ИМС

Общая характеристика усилителей

Классификация. Характеристики и параметры усилителей. Обратные связи в усилителях. Коэффициент усиления усилителя с обратной связью. Отрицательная обратная связь. Положительная обратная связь.

Методические указания

Устройства, усиливающие мощность входного сигнала за счет энергии источника питания называются электронными усилителями. В электронном усилителе имеется два канала: информационный канал и энергетический канал. По первому от входа к выходу передается информация за счет энергии, поступающей по второму каналу от источника питания (ИП). Все усилители делятся на усилители мгновенных значений сигнала и усилители действующих или средних значений сигнала. Здесь будем рассматривать только усилители мгновенных значений.

Свойства усилителей определяются их характеристиками и параметрами. Основной параметр усилителя коэффициент усиления (коэффициент передачи) усилителя. Линейные (частотные) искажения являются важнейшим показателем качества усилителей. Это такие искажения, при которых сохраняется форма синусоидального входного сигнала, но коэффициент усиления изменяется при изменении частоты. При этом, если входной сигнал несинусоидален, то выходной сигнал будет отличаться и по форме. Линейные искажения определяются по амплитудно-частотной характеристике. Нелинейные искажения определяются амплитудной характеристикой (АХ). Нелинейные искажения возникают, когда усилитель начинает работать на нелинейных участках АХ, и форма выходного сигнала начинает отличаться от формы входного синусоидального сигнала. Когда сигнал на входе имеет произвольную форму, то пользуются понятием передаточная характеристика.

Обратная связь - это передача части мощности с выхода или промежуточного звена на вход. Обратите внимание на преимущества отрицательных обратных связей и их широчайшее применение. Обратите внимание на нецелесообразность применения положительной обратной связи в усилителях.

Литература: [1, с. 239 – 247; 2, с.. 59 – 67].

Контрольные вопросы

1. Что такое коэффициент усиления (коэффициент передачи)?

2. Что можно определить по АЧХ?

3. Что можно определить по амплитудной или передаточной характеристике?

4. Какие параметры и характеристики относятся к информационному, а какие к энергетическому каналу?

5. Что такое ОС?

6. Что такое коэффициент передачи цепи ОС?

7. Преимущества и недостатки ООС.

8. Преимущества и недостатки ПОС.