Elektro-grupa-A-opracowanie.docx

                                                                      Elektronika grupa A

1. Scharakteryzować rezystory, elementy aktywne i bierne

Rezystory to elementy elektroniczne, których właściwością użytkową jest rezystancja, stała dla danego obwodu elektrycznego. Całkowita moc pobierana przez rezystor zamieniana jest w inną postać energii (ciepło, promieniowanie elektromagnetyczne). Spadek napięcia u( t ) na rezystorze zachowuje zgodność faz z przepływającym prądem  i( t ).

Parametry:

• rezystancja znamionowa – Rn   [W] znormalizowane szeregi E6; E12; E24..., w których stosunek kolejno następujących po sobie wartości rezystancji wzrastających z postępem geometrycznym  wynosi , gdzie: n – liczba wartości mieszczących się w dekadzie.

• moc znamionowa   - Pn [ W ]

• napięcie graniczne  - Ugr [ V ]

• temperaturowy współczynnik rezystancji TWR = ∆R/ R ∆T [10-6/ º]

Rezystor  idealny ( ma jedynie zdolność przemiany energii elektrycznej w ciepło) w obwodzie prądu sinusoidalnego

Elementy elektroniczne służą do budowy układów i urządzeń elektronicznych.

Bierne - Mają zdolność przenoszenia bądź kształtowania przebiegu elektrycznego bez podnoszenia poziomu mocy sygnału. Schemat zastępczy elementu biernego nie zawiera źródła energii elektrycznej.

Rezystory

kondensatory

Aktywne - Są źródłem energii elektrycznej lub podwyższają poziom mocy doprowadzanego sygnału elektrycznego.

Tranzystor

Lampa elektronowa

Charakterystyka rezystora

2. Przeliczyć 114 na binarne

114/2              0
57/2              1

28/2              0

14/2              0

7/2              1

3/2              1

1/ 2              1              ↑ kierunek odczytu, czyli 114(10)=1110010

3. Opisać NAND

Współczesne układy cyfrowe budowane są w oparciu o bramki logiczne realizujące  podstawowe operacje/funkcje logiczne określone algebrą Boola:

- negacja iloczynu logicznego (NAND), realizuje funkcję zanegowanego iloczynu zmiennych wejściowych, Y=AB

4. Opisać półprzewodniki

PÓŁPRZEWODNIKI:

- materiały nieorganiczne lub organiczne o rezystywności (10^-6 ÷ 10^6 Ωm), pośredniej w stosunku do przewodników i izolatorów,

- materiały, których własności elektryczne (rezystywność) silnie zależą od: temperatury, oświetlenia, koncentracji domieszek (czystości),

- materiały o szerokości pasma zabronionego Wg < 5 eV.

Podział półprzewodników

Ze względu na skład chemiczny dzieli się je na:

• pierwiastkowe (zbudowane z atomów jednego pierwiastka)

IV gr. – SiIV, GeVI, CIV, (BIII, SeVI, TeVI)

• związki chemiczne (o składzie ilościowym zgodnym z wymaganiami wartościowości – skład stechiometryczny

AIVBIV – SiC, AIIIBV – GaAs, AIIBVI – ZnS, CdTe,HgTe, AIVBVI – PbS

• kryształy mieszane ( dwa lub więcej pierwiastków lub związków,skład ilościowy może się zmieniać w szerokich granicach, nie są idealnie jednorodne)

GeXSi1-X (0< x <1), GaAs1-X PX – mieszanina GaAs i GaP→ LED

Dzielą się również na:

Półprzewodniki samoistne:

w T = 0 K pasmo walencyjne jest całkowicie obsadzone przez elektrony, pasmo przewodnictwa - całkowicie puste. Poziom WF znajduje się w paśmie zabronionym

Idealny półprzewodnik samoistny charakteryzuje się doskonała symetrią sieci krystalicznej, nie zawiera on obcych atomów (zanieczyszczeń i domieszki), nie występują w nim defekty strukturalne.

Nośnikami są pary dziura-elektron

Półprzewodniki niesamoistne

Półprzewodniki domieszkowe zawierają celowo wprowadzane do struktury krystalicznej obce atomy (domieszki) mające wpływ na koncentracje równowagowe nośników ładunku w paśmie przewodnictwa i w paśmie walencyjnym.

W półprzewodniku domieszkowym dominuje jeden rodzaj nośników ładunku:

elektrony ( pp. typu n) nn Nd >> ni ( elektrony - nośniki większościowe, dziury – nośniki mniejszościowe)

dziury (pp. typu p) pp ≈ Na >> ni (dziury- nośniki większościowe, elektrony – nośniki mniejszościowe)

5. Opisać złącze p-n

Rodzaje złącz p-n:

złącze p – n (homozłącze) – dwa obszary tego samego pp. różniące się typem przewodnictwa,

heterozłącze – dwa obszary różnych pp. (np.. Si i Ge),

złącze metal – półprzewodnik, m – s,

złącze metal – izolator – półprzewodnik, MIS.

E – źródłem tego pola jest ładunek dodatni.

Pojawi się napięcie dyfuzyjne, które jest zależne od rodzaju materiału.

Symboliczny zapis

ROZKŁAD KONCENTRACJI ŁADUNKU I POWSTANIE BARIERY POTENCJAŁU W ZŁĄCZU  P – N

- przed „połączeniem” oba obszary, p i n, są elektrycznie neutralne

- po „połączeniu” (w skali atomowej) nośniki większościowe z każdego obszaru dyfundują do drugiego i tam rekombinują. W strefie „granicznej” pozostaje nieskompensowany ładunek donorów/akceptorów, tworzy się warstwa dipolowa i odpowiadająca jej bariera potencjału hamująca dalszą dyfuzję nośników większościowych. Pole bariery sprzyja przypływowi nośników mniejszościowych o ile trafiają one w obszar warstwy ładunku przestrzennego złącza (warstwy zubożonej).

              6. Opisać diodę Zenera. Opisać jak wykorzystuje się zjawisko przebicia

Dioda Zenera (stabilitron) jest to półprzewodnikowy element stabilizacyjny,w którym wykorzystuje się efekty: Zenera i powielania lawinowego. Występują one podczas zaporowej polaryzacji złącza p-n.

Parametry charakteryzujące diody stabilizacyjne:

- napięcie stabilizacji - UZ,

- prąd stabilizacji – IZ,

- napięcie przewodzenia – UF, przy   określonym prądzie przewodzenia,

- prąd wsteczny diody – IR, przy określonym napięciu  wstecznym,

- rezystancja dynamiczna – rZ, której wartość zmienia się w zależności od napięcia stabilizacji

- temperaturowy współczynnik napięcia stabilizacji αUz

7. Narysować charakterystykę diody zenera

8. Spolaryzować tranzystor bipolarny, do czego służy podłączony aktywnie normalnie

Tranzystor bipolarny

Przyrząd półprzewodnikowy, trójkońcówkowy( E-emiter, B-baza, Ckolektor), dwuzłączowy, o strukturze p-n-p bądź n-p-n, w którym nośnikami prądu są elektrony i dziury (dwa rodzaje nośników - bipolarny), sterowany prądowo,  transformujący rezystancję  ( TRANSfer resISTOR), wzmacniający sygnały prądu stałego i zmiennego.

...