От изменения теплового тока: чем меньше тепловой ток, тем больше прямое напряжение
Частотные и импульсные свойства p-n-перехода
Переход металл-полупроводник
Параметры выпрямителей с любым характером нагрузки
Г-образный индуктивно-емкостный LC-фильтр
БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
Физическая и математическая модели транзистора
Система h-параметров (смешанные или гибридные параметры)
Рекомендации по выбору транзисторов при использовании
Усилители напряжения звуковых и средних частот
Расчет элементов смещения и температурной стабилизации
Определение протяженности рабочего участка
Параметры усиления
УНИПОЛЯРНЫЕ (ПОЛЕВЫЕ) ТРАНЗИСТОРЫ
Вольт-амперные характеристики полевых транзисторов
Стоковые характеристики и параметры МОП-транзисторов
Инженерные модели полевых транзисторов
Схемы включения полевых транзисторов в рабочем режиме
Параметры транзисторного ключа
Навигация
Г-образный индуктивно-емкостный LC-фильтр
Теория
128780
знаков
35
таблиц
0
изображений
1.5.6.2. Г-образный индуктивно-емкостный LC-фильтр
Сопротивление дросселя для переменных составляющих тока соединяется с нагрузкой последовательно, а конденсатор параллельно (рис. 1.14), и, если выполняется условие Хс << Rн << ХL, то напряжение пульсаций на нагрузке будет малым.
Рис. 1.14. Г-образный индуктивно-емкостный LC-фильтр
Амплитуда основной гармоники переменного тока через дроссель
. (1.29)
Амплитуда переменного напряжения на выходе фильтра
(1.30)
Коэффициент сглаживания фильтра, равный отношению коэффициента пульсации на входе к коэффициенту пульсаций на выходе,
(1.31)
При совместной работе индуктивности и емкости в схеме фильтра проявляются свойства контура, в результате чего в схеме может возникнуть колебательный процесс. Чтобы избежать этого, необходимо обеспечить равенство амплитуды переменной составляющей тока и постоянной составляющей , поэтому введено понятие критической индуктивности, значение которой определяется из следующих соображений.
Так как
(1.32)
а с учетом того, что ХL >> XC, амплитудное значение тока
(1.33)
то условием для определения критического значения индуктивности дросселя будет
из которого следует
(1.34)
Примечание. С достаточной для практики точностью при питании выпрямителя от сети с частотой 50 Гц значение критической индуктивности дросселя можно принять равной
(1.35)
Для лучшего сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя применяют П-образные LC-фильтры.
1.5.6.3. П-образный индуктивно-емкостный LC-фильтр
Такой фильтр (рис. 1.22) можно рассматривать как два фильтра:
1. Простой емкостный фильтр, состоящий из конденсатора С1.
2. Г-образный индуктивно-емкостный фильтр (из дросселя L и конденсатора С2).
Рис. 1.15. П-образный индуктивно-емкостный LC-фильтр
Действующее значение напряжения пульсаций на выходе П-образного
фильтра
, (1.36)
где - действующее значение напряжения пульсаций на входе фильтра П-образного индуктивно-емкостного фильтра.
В источниках малой мощности для уменьшения размеров и массы фильтра вместо дросселя применяют резистор. Резистивно-емкостные фильтры рассчитывают и строят по тем же схемам, что и индуктивно-емкостные (Г- и П-образные фильтры), но необходимо принять к сведению, что на RC-фильтрах происходит значительное падение постоянного напряжения (до 20 %).
Теоретическое обобщение по выпрямителям, работающим на фильтры, содержащие индуктивность
Г- и П-образные сглаживающие LC-фильтры позволяют получить пульсации выходного напряжения гораздо меньшие, чем при простых индуктивных или простых емкостных фильтрах. Если требования к сглаживанию пульсации окажутся еще выше, то рекомендуется использование многозвенных фильтров (рис. 1.17).
Рис. 1.17. Каскадное включение LC-фильтров
Коэффициент сглаживания таких фильтров определяется как произведение коэффициентов сглаживания отдельных звеньев
1.6. Туннельные диоды
Основные полупроводниковые материалы, из которых изготавливаются туннельные диоды, - германий и арсенид галлия.
Рис. 1.18. Схемное изображение туннельного диода
Особенности туннельных диодов:
1. Высокая концентрация примесных атомов (1019–1021).
2. Вольт-амперная характеристика туннельного диода содержит участок с отрицательным динамическим сопротивлением («аб» на рис. 1.28), что позволило использовать его в усилителях и генераторах электрических колебаний и в импульсных устройствах. При этом качество работы диода определяет протяженность и крутизна падающего участка ВАХ.
3. У туннельного диода обратный ток достигает большой величины при малом обратном напряжении.
4. Важное преимущество туннельного диода перед обычным заключается в его очень высокой рабочей частоте. Это объясняется тем, что туннельный переход электронов происходит почти мгновенно (за
время 10-13сек.). Частотные свойства туннельного диода на падающем участке ВАХ определяются параметрами его схемы замещения (рис. 1.19, б).
|
Рис. 1.19. ВАХ туннельного диода и его эквивалентная схема: а - вольтамперная характеристика диода; б - схема замещения туннельного диода
Активная составляющая полного сопротивления сохраняет отрицательный знак вплоть до частоты
,
где: fr - это такая предельная резистивная (расчетная) частота, при которой активная составляющая полного сопротивления последовательной цепи, состоящей из p-n-перехода и сопротивления потерь, превращается в нуль.
Принятые обозначения в схеме: rдиф - дифференциальное сопротивление туннельного диода; Сд и Lд - емкость и индуктивность диода; Rп - суммарное сопротивление кристалла, контактных присоединений и выводов.
Усиление и генерирование колебаний возможно на частотах, не превышающих fr.
5. Температурный диапазон у туннельных диодов значительно шире, чем у обычных диодов: при туннельном переходе электрон не затрачивает тепловой энергии, поэтому туннельный диод может работать при такой низкой температуре, при которой обычные диоды и транзисторы перестают работать (фактически туннельный диод способен работать при температурах вплоть до -269 оС, но устойчивая работа диода гарантируется в диапазоне температур от -60 оС до +150 оС),. Максимальная температура у туннельных диодов из германия равна +200 оС, а из арсенида галлия -
до +400 оС.
6. Туннельные диоды не восприимчивы к высокой влажности, устойчивы к ядерной радиации (допускается облучение плотностью 1014 -1016 нейтрон/см2).
7. У туннельного диода хорошие шумовые характеристики.
1.7. Опорные диоды (кремниевые стабилитроны)
Рис. 1.24. Схемное изображение опорного диода.
1.7.1. Краткие теоретические сведения
Опорными диодами называются полупроводниковые диоды, вольт-амперная характеристика которых имеет участок со слабой зависимостью напряжения от тока (Рис. 1.25). Название «опорных» они получили за счет способности фиксировать уровни напряжений в схемах. В основу работы опорных диодов положено явление холодной эмиссии и управляемый электрический пробой в p-n-переходе. Концентрация примесных атомов в стаби
литроне гораздо выше, чем в обычных диодах, поэтому стабилитрон находится как бы в предпробойном состоянии.
Рис. 1.25. ВАХ кремниевого стабилитрона
Назначение стабилитронов - стабилизация напряжения; у современных стабилитронов напряжение стабилизации доходит до нескольких сотен вольт, а ток - до десятков ампер, при этом дрейф напряжения может быть не
более 0,1 В.
Конструкция стабилитронов та же, что и у выпрямительных диодов; у тех и у других выбор корпуса связан с мощностью рассеяния.
Ветвь характеристики прямосмещенного стабилитрона показывает, что он способен стабилизировать напряжение и в таком состоянии, но уровень стабилизируемого напряжения гораздо меньше, чем при обратносмещенном состоянии диода.
Участок "аб" - для стабилизации напряжения: большим изменениям тока (от Iст.мин. до Iст.мах) соответствуют незначительные изменения напряжения (Uст).
Максимальный ток Iст.махограничивается допустимой мощностью рассеяния, а минимальный (Iст.мин) соответствует началу устойчивого электрического пробоя. При меньших значениях тока стабилитрона он может служить источником шумов (используется в генераторах шумов).
В пределах "аб" сопротивление стабилитрона изменяется при изменении тока через него, а напряжение при этом остается почти постоянным. После точки "б" стабилитрон переходит в режим теплового пробоя, при этом в нем идут необратимые процессы и структура диода разрушается. В режиме теплового пробоя стабилитрон имеет участок на ВАХ с отрицательным динамическим сопротивлением.
Схема включения стабилитрона приведена в задаче (рис. 1.26). Качество стабилизации напряжения схемой стабилизатора оценивается коэффициентом стабилизации Кст, который показывает во сколько раз относительные изменения входного напряжения больше относительных изменений напряжения на выходе
Похожие работы
кую и дидактическую функции с учетом ситуации в российской социологии. Направления фундаментального уровня различаются и систематизируются в концепции преподавания социологической теории на основе их существенной связи с различными решениями важнейших философских, теоретико-познавательных и мировоззренческих проблем, сформулированных в истории европейской социальной мысли относительно природы ...
... смешанными стратегиями игроков 1 и 2 называются такие наборы хо, уо соответственно, которые удовлетворяют равенству Е (А, х, y) = Е (А, х, y) = Е (А, хо, уо). Величина Е (А, хо ,уо) называется при этом ценой игры и обозначается через u. Имеется и другое определение оптимальных смешанных стратегий: хо, уо называются оптимальными смешанными стратегиями соответственно игроков 1 и 2, если они ...
... Доказать: По определению второй смешанной производной. Найдем по двумерной плотности одномерные плотности случайных величин X и Y. Т.к. полученное равенство верно для всех х, то подинтегральные выражение аналогично В математической теории вероятности вводится как базовая формула (1) ибо предлагается, что плотность вероятности как аналитическая функция может не существовать. Но т.к. в нашем ...
... была построена теория вложения функциональных пространств, которые в настоящее время носят название пространств Соболева. А.Н. Тихоновым была построена теория некорректных задач. Выдающийся вклад в современную теорию дифференциальных уравнений внесли российские математики Н.Н. Боголюбов, А.Н. Колмогоров, И.Г. Петровский, Л.С. Понтрягин, С.Л. Соболев, А.Н. Тихонов и другие. Влияние на развитие ...
0 комментариев