На тему:
«Вольтамперная характеристика.
Мощность.»
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение………………………..……………………………………….……3
2. Вольтамперные характеристики
полупроводникового прибора…….…..5
3.Определение параметров полупроводниковых
приборов по их статическим вольтамперным
характеристикам……………………….……..9
4. Мощность………………………………………………………………...…11
5. Список литературы…………………………………………………………13
Вольтамперная характеристика выражает
зависимость тока, проходящего через диод,
от величины и полярности приложенного
к нему постоянного напряжения (рис. а).
«Прямая» ветвь, изображаемая в правом
верхнем квадранте‚ соответствует пропускному
направлению тока, а «обратная» ветвь
(в левом нижнем квадрате) – запорному.
Чем круче и ближе к вертикальной оси поднимается
прямая ветвь и чем ближе к горизонтальной
оси и на большем ее протяжении прилегает
к ней обратная ветвь, тем лучше диод. Требованиям‚
предъявляемым к прямой ветви, лучше всего
удовлетворяют германиевые плоскостные
диоды, а обратная ветвь лучше у кремниевых
диодов.
При достаточно большом обратном
напряжении у любого диода наблюдается
резкое увеличение обратного тока, обычно
называемое пробоем.
Рис. Типичный вид вольтамперной
характеристики полупроводниковых диодов
(а) и обратной ветви стабилитрона (б). Нормальная
работа диодов в качестве элементов с
односторонней проводимостью обычно возможна
лишь в таких режимах, когда обратное напряжение
не превышает пробивного (Uпроб. на рис.
а). В то же время нормальная работа стабилитронов
(кремниевых стабилизаторов напряжения)
основана именно на заходе в область электрического
пробоя, который не опасен для диода до
тех пор, пока внешнее сопротивление ограничивает
ток, проходящий через диод, и предотвращает
перегрев диода. Для стабилитронов особенно
важно, чтобы обратный ток при увеличении
обратного напряжения вплоть до Uпроб.
оставался минимальным, а при достижении
пробивного напряжения сразу же резко
нарастал (рис. б).
Мощность электрического тока
это количество работы, совершаемой за
одну секунду времени, или скорость совершения
работы. Количество электричества, проходящего
через поперечное сечение цепи в течение
одной секунды, есть не что иное, как сила
тока в цепи.
2. ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО
ПРИБОРА
Рис. 1. - Вольтамперная характеристика
диода
Рис 2. - Вольтамперная характеристика
стабилитрон
Рис. 3. - Входные и выходные характеристики
транзистора
1) Выпрямительный
Диод Д202
Выпрямительным диодом (или
выпрямителем) называют компонент электрической
цепи, преобразующий переменный ток в
постоянный. Обычно это полупроводниковый
диод, оказывающий высокое сопротивление
току, текущему в одном направлении, и
низкое сопротивление току, текущему в
одном направлении, и низкое сопротивление
току, текущему в обратном направлении.
Д202 – сплавной кремниевый диод, предназначенный
для преобразования переменного напряжения
частотой до 1 кГц. Конструктивно оформлен
в металлостеклянном корпусе с жесткими
выводами.
2) Стабилитрон
Д808
Полупроводниковым стабилитроном
называется полупроводниковый кремневый
диод, нормальным режимом работы которого
является режим электрического пробоя.
Вольтамперная характеристика полупроводниковых
кремневых диодов в области электрического
пробоя имеет участок, который характеризуется
тем, что при изменении тока в больших
приделах, величина напряжения на диоде
остаётся практически постоянной. Это
свойство использовано для создания приборов
осуществляющих стабилизацию напряжения.
Д808 – стабилитрон кремниевый сплавной
малой мощности. Предназначен для стабилизации
напряжения 7…14 В в диапазоне токов стабилизации
3…33 мА. Выпускаются в металлостеклянном
корпусе с гибкими выводами. Тип стабилитрона
приводится на корпусе. Корпус стабилитрона
в рабочем режиме служит положительным
электродом (анодом). Масса стабилитронане
более 1 г.
3) Биполярный транзистор
ГТ108
Биполярный транзистор - это
полупроводниковый прибор, состоящий
изтрех областей с различными типами проводимости
и двумя взаимодействующими р-n переходами.
Основное назначение транзистора - усиление
или переключение электрических сигналов.
В зависимости от чередования областей
полупроводниковых слоев различают n-p-n
и p-n-p транзисторы. Транзистор ГТ108 - германиевый
сплавной малой мощности. Предназначен
для работы в усилительных и импульсных
схемах. Выпускается в металлостеклянном
корпусе с гибкими выводами. Обозначение
типа приводится на корпусе. Масса транзистора
не более 0,5 г.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПО ИХ СТАТИЧЕСКИМ
ВОЛЬТАМПЕРНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
1) Диод Д202:
S - крутизна вольтамперной
характеристики;
Ri - внутреннее сопротивление
по переменному току;
R0 - внутреннее сопротивление
по постоянному току;
КВЫП - коэффициент выпрямления;
2) Транзистор ГТ108:
h11- входное сопротивление
при коротком замыкании во
входной цепи;
h12- коэффициент обратной
связи по напряжению при холостом
ходе во входной цепи;
h21- коэффициент передачи
тока при коротком замыкании
в выходной цепи;
h22- выходная проводимость
при холостом ходе во входной
цепи;
3) Стабилитрон Д808:
RД- дифференциальное сопротивление;
R0- сопротивление по постоянному
току;
Uст - напряжение стабилизации;
Iст – ток стабилизации;
Iст.макс, Iст.мин – максимальный
и минимальный ток стабилизации;
4. МОЩНОСТЬ
Мощность
электрического тока это количество работы, совершаемой за
одну секунду времени, или скорость совершения
работы. Количество электричества, проходящего
через поперечное сечение цепи в течение
одной секунды, есть не что иное, как сила
тока в цепи. Следовательно, мощность электрического
тока будет прямо пропорциональна разности
потенциалов (напряжению) и силе тока в
цепи.
Для измерения мощности электрического
тока принята единица, называемая ватт (Вт).
Мощностью в 1 Вт обладает ток силой в
1 А при разности потенциалов, равной 1
В.
Для вычисления мощности постоянного
тока в ваттах нужно силу тока в амперах умножить
на напряжение в вольтах. Если обозначить мощность электрического
тока буквой P, то приведенное выше правило
можно записать в виде формулы:
P
= I*U. (1)
Воспользуемся этой формулой для решения
числового примера. Требуется определить,
какая мощность электрического тока необходима
для накала нити радиолампы, если напряжение
накала равно 4 в, а ток накала 75 мА. Определим
мощность электрического тока, поглощаемую
нитью лампы:
Р= 0,075 А*4 В = 0,3 Вт.
Мощность электрического тока можно
вычислить и другим путем. Предположим,
что нам известны сила тока в цепи и сопротивление
цепи, а напряжение неизвестно. В этом
случае мы воспользуемся знакомым нам
соотношением из закона
Ома:
U=IR
и подставим правую часть этого равенства
(IR) в формулу (1) вместо напряжения U.
Тогда формула (1) примет вид:
P
= I*U =I*IR
или
Р
= I2*R. (2)
Например, требуется узнать, какая мощность
теряется в реостате сопротивлением в
5 Ом, если через него проходит ток, силой
0,5 А. Пользуясь формулой (2), найдем:
P= I2*R = 0,52*5 =0,25*5 = 1,25 Вт.
Наконец, мощность электрического тока
может быть вычислена и в том случае, когда
известны напряжение и сопротивление,
а сила тока неизвестна. Для этого вместо
силы тока I в формулу (1) подставляется
известное из закона Ома отношение U/R и
тогда формула (1) приобретает следующий
вид:
Р
= I*U=U2/R (3)
Например, при 2,5 В падения напряжения
на реостате сопротивлением в 5 Ом поглощаемая
реостатом мощность будет равна:
Р = U2/R=(2,5)2/5=1,25 Вт
Таким образом, для вычисления мощности
требуется знать любые две из величин,
входящих в формулу закона Ома. Мощность
электрического тока равна работе
электрического тока, производимой в течение одной секунды. P
= A/t
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Справочник по полупроводниковым
диодам, транзисторам и интегральным схемам.
Под общей редакцией Н.Н. Горюнова. - Издание
3. 1982г.
2.Катаранов Б.А., Палаженко А.В.,
Сиротинский И.Л. Электроника.
3.Учебное пособие к практическим занятиям.
- Изд. СВИ РВ, 1996 г.
4.Справочник для аппаратуры
широкого применения. Справочник под редакцией
Б.Л. Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981г.
5.http://smps.h18.ru/directory.html
6.http://oldradio.tesla.hu/szetszedtem/443orosz-tapegyseg/d808.pdf