ОТС какво започва практическата електроника?Разбира се с радио компоненти! Тяхното разнообразие е просто невероятно. Тук ще намерите статии за всички видове радиокомпоненти, ще се запознаете с тяхното предназначение, параметри и свойства. Разберете къде и в какви устройства се използват определени електронни компоненти.

За да отидете на статията, която ви интересува, щракнете върху връзката или миниатюрното изображение, намиращо се до Кратко описаниематериал.

Как да закупите радио компоненти онлайн? Този въпрос се задава от много радиолюбители. Статията разказва как можете да поръчате радиокомпоненти в онлайн магазина за радиокомпоненти с доставка по пощата.

В тази статия ще говоря за това как да закупите радиокомпоненти и електронни модули в един от най-големите онлайн магазини AliExpress.com за много малко пари :)

В допълнение към широко разпространените плоски SMD резистори, в електрониката се използват MELF резистори в цилиндричен корпус. Какви са техните предимства и недостатъци? Къде се използват и как да се определи тяхната мощност?

Размерите на SMD резисторите са стандартизирани и вероятно са известни на мнозина. Но наистина ли е толкова просто? Тук ще научите за две системи за кодиране на размерите на SMD компоненти, ще научите как да определите реалния размер на чип резистор по неговия размер и обратно. Запознайте се с най-малките представители на SMD резистори, които съществуват в момента. Освен това е представена таблица с размери на SMD резистори и техните възли.

Тук ще научите какъв е температурният коефициент на съпротивление на резистора (TCR), както и какъв TCR имат различните видове постоянни резистори. Дадена е формулата за изчисляване на TCR, както и разяснения за чужди обозначения като T.C.R и ppm / 0 С.

В допълнение към постоянните резистори, в електрониката активно се използват променливи и подстригващи резистори. За това как са подредени променливите и тримерите, за техните разновидности и ще бъдат обсъдени в предложената статия. Материалът е подкрепен от голям брой снимки на различни резистори, които със сигурност ще се харесат на начинаещите радиолюбители, които ще могат по-лесно да се ориентират в цялото разнообразие от тези елементи.

Като всеки радио компонент, променливите и тримерите имат основни параметри. Оказва се, че не са толкова малко от тях и няма да навреди на начинаещи радиолюбители да се запознаят с такива интересни параметри на променливи резистори като TKS, функционална характеристика, устойчивост на износване и др.

Полупроводниковият диод е един от най-популярните и широко разпространени компоненти в електрониката. Какви са параметрите на един диод? Къде се прилага? Какви са неговите разновидности? Това ще бъде обсъдено в тази статия.

Какво е индуктор и защо се използва в електрониката? Тук ще научите не само какви параметри има индукторът, но също така ще научите как различните индуктори са обозначени на диаграмата. Статията съдържа много снимки и изображения.

В съвременната импулсна технология диодът на Шотки се използва активно. Как се различава от конвенционалните токоизправителни диоди? Как се обозначава на диаграмите? Какви са неговите положителни и отрицателни свойства? За всичко това ще научите в статията за диода на Шотки.

Ценеровият диод е един от най-важните елементи в съвременната електроника. Не е тайна, че полупроводниковата електроника е много взискателна към качеството на захранването и по-точно към стабилността на захранващото напрежение. Тук на помощ идва полупроводников диод - ценеров диод, който се използва активно за стабилизиране на напрежението в възлите на електронното оборудване.

Какво е варикап и къде се използва? В тази статия ще научите за един удивителен диод, който се използва като променлив кондензатор.

Ако се занимавате с електроника, вероятно сте се сблъсквали с предизвикателството да свържете множество високоговорители или високоговорители. Това може да се изисква, например, при самостоятелно сглобяване акустичен високоговорител, свързване на няколко високоговорителя към един канален усилвател и т.н. Прегледано 5 добри примери. Много снимки.

Транзисторът е в основата на съвременната електроника. Неговото изобретение направи революция в радиотехниката и послужи като основа за миниатюризацията на електрониката - създаването на микросхеми. Какво е името на транзистора в електрическата схема? Как да запоя транзистора печатна електронна платка? Ще намерите отговори на тези въпроси в тази статия.

Композитният транзистор или по друг начин транзисторът Дарлингтън е една от модификациите на биполярния транзистор. От тази статия ще научите къде се използват композитни транзистори, за техните характеристики и отличителни свойства.

При избора на аналози на MIS полеви транзистори трябва да се обърнете към техническата документация с параметрите и характеристиките на конкретен транзистор. В тази статия ще научите за основните параметри на мощните MOSFET транзистори.

Понастоящем транзисторите с полеви ефекти се използват все повече в електрониката. На електрически схемиполевият транзистор се обозначава по различен начин. Статията говори за условното графично обозначение полеви транзисторивърху схемите.

Какво е IGBT транзистор? Къде се използва и как е подреден? В тази статия ще научите за предимствата на биполярните транзистори с изолиран затвор, както и как даден типтранзистори на електрически схеми.

Между голямо количествополупроводникови устройства има динистор. Можете да разберете как динисторът се различава от полупроводниковия диод, като прочетете тази статия.

Какво е супресор? Защитните диоди или супресори все повече се използват в електронното оборудване за защита от импулсен шум с високо напрежение. От тази статия ще научите за целта, параметрите и методите за използване на защитни диоди.

Възстановяващите се предпазители се използват все повече в електронното оборудване. Те могат да бъдат намерени в устройства за автоматизация на сигурността, компютри, преносими устройства... На чужд начин самовъзстановяващите се предпазители се наричат ​​PTC Resettable Fuses. Какви са свойствата и параметрите на "безсмъртния" предпазител? Ще научите за това от предложената статия.

Понастоящем полупроводниковите релета се използват все повече в електрониката. Какво е предимството твърдотелни релетапред електромагнитни и рийд релета? Устройство, характеристики и видове полупроводникови релета.

В литературата, посветена на електрониката, кварцовият резонатор е незаслужено лишен от внимание, въпреки че този електромеханичен компонент изключително силно повлия на активното развитие на радиокомуникационните технологии, навигационните и компютърните системи.

В допълнение към добре познатите алуминиеви електролитни кондензатори в електрониката, голям брой различни електролитни кондензатори с различен типдиелектрик. Сред тях, например, танталови smd кондензатори, неполярен електролитен и танталов изход. Тази статия ще помогне на начинаещите радиолюбители да разпознаят различни електролитни кондензатори сред всички видове радио елементи.

Заедно с други кондензатори, електролитните кондензатори имат някои специфични свойства, които трябва да се вземат предвид при използването им в домашни електронни устройства, както и при ремонт на електроника.

В периода от края на 19 до началото на 20 век се наблюдава бърз подем в научното и технологичното развитие и е белязан от прогрес комуникационни технологиикато: радио, телеграф, телефон. Науката в областта на електрониката проучи и разработи необходимата елементна база за предаватели на радиосигнали.

Основно име за всички електронни продуктиизползвани в производството на радиоприемници, като "радиокомпоненти", беше избран. След това това определение беше разширено до елементи, които не бяха пряко свързани с радиото.

Петдесетте години на ХХ век бяха белязани от нов прилив на научно-техническия прогрес, който беше свързан с появата на телевизията и първите компютри (компютри). Еволюцията в електрониката доведе до развитието и усъвършенстването на технологиите за радар и телевизия. В резултат на това вместо използваните преди това лампови технологии започнаха да се използват електронни части в твърдо състояние.

Нова стъпка в развитието на електрониката беше причинена от развитието на електронните изчислителни машини и появата на първия многофункционален компютър. Такива единици бяха огромни и включени голямо числоелементи и поради това се характеризираха с повишена консумация на енергия и ниска надеждност. Коригирането на тези недостатъци беше възможно само с появата на микросхеми, микропроцесори и напредък в микротехнологиите. Днес много компании се занимават с покупка и обработка на радиокомпоненти, получени от различни радиооборудвания.

Класификация на радиокомпонентите

Електронните компоненти могат да бъдат класифицирани според начина, по който функционират във верига, пасивни или активни. Всеки от тях има своя уникална характеристика ток-напрежение.

Активните радиоелементи са групирани в два класа, като: вакуум и полупроводници. Вакуумните части са безвъздушни контейнери с електроди (катод и анод) вътре. Изработени са от керамика, метал или стъкло. Електродите са покрити със специално покритие, което улеснява освобождаването на отрицателно заредени частици в безвъздушно работно пространство. Функционален електрод, който натрупва отрицателно заредени частици, се нарича анод. Електронният поток между катода и анода е работното вещество.

Най-често срещаните вакуумни електронни радиокомпоненти:

1. Диодът е примитивна лампа, която включва анод и катод.
2. Триод - вакуумна тръба се използва като усилвател, преобразувател и генератор на електрически сигнали. Включва една контролна решетка, електронно нагряван катод и анод.
3. Тетродът е усилвател ниски честотиекранираща лампа.
4. Пентодът е елемент с екраниращи свойства, който усилва ниските честоти. Той включва следните части: анод, нагрят катод, две конвенционални управляващи мрежи и една екранираща мрежа. Основните отрицателни характеристики на тези компоненти са големи размерии висока оценкаконсумация на енергия.

Днес търсенето на стари радиокомпоненти нараства всеки ден. Основните елементи, които нашата организация "Electroradiol Prioksky" закупува са:

1. полупроводников диод. Елемент, който има различни стойности на съпротивление, спрямо вектора на посоката на електричеството. Неговото функциониране се основава на феномена на прехода електрон-дупка (p- и n-преход) и връзката между полупроводници с различни типове смесена проводимост.
2. Фототиристори. Компонент, който преобразува светлината, която удря фотоклетката, в електрически ток. Това се случва поради процедурите, извършвани при прехода електрон-дупка.
3. Резистор. Основният електронен елемент е неразделна част от всяка микросхема. Той е проектиран да осигурява активно съпротивление във веригата. Отнася се за пасивни радиокомпоненти.
4. Транзистор. Основен елемент в радиотехниката. Използва се за генериране, усилване, трансформиране и превключване на електрически сигнали.
5. Кондензатор. Това е пасивно основно електронно устройство, предназначено да акумулира заряд и електрическа енергия.
6. Трансформатор. Компонентът, който изпълнява функцията на трансформация променлив токизползвайки електромагнитна индукция в една или повече лентови или жични намотки, оплетени в общ магнитен поток. Има две основи, на които се основава работата на трансформатора - това е: електрически ток, който променя параметрите си за определен период от време, образува електромагнитно поле, което променя характеристиките си за определен период от време, което преобразува магнитното поток, преминаващ през намотката, образува електродвижеща сила в нея.
7. Реле. Устройство, което е проектирано да свързва и изключва електрическа веригас установени промени във входните електрически или неелектрически операции или влияния.

В днешно време има много организации, които имат истински интерес към остарели и остарели радиокомпоненти, микросхеми и се занимават с изкупуването им. Тъй като обработката и изхвърлянето на такива радиоелементи позволява извличането на скъпи цветни метали. Специализираната фирма "Electroradiol Prioksky" официално купува съветски радиокомпоненти на прилична цена.

В статията ще научите какви радиокомпоненти съществуват. Ще бъдат разгледани обозначенията на диаграмата съгласно GOST. Трябва да започнете с най-често срещаните - резистори и кондензатори.

За да сглобите какъвто и да е дизайн, трябва да знаете как изглеждат радиокомпонентите в действителност, както и как са обозначени на електрически схеми. Има много радиокомпоненти - транзистори, кондензатори, резистори, диоди и др.

Кондензатори

Кондензаторите са части, които се намират във всеки дизайн без изключение. Обикновено най-простите кондензатори са две метални пластини. А въздухът действа като диелектричен компонент. Веднага си спомням уроците по физика в училище, когато беше покрита темата за кондензаторите. Две огромни плоски кръгли парчета желязо действаха като модел. Те бяха доближени един до друг, след което се отдалечиха. И бяха направени измервания във всяка позиция. Заслужава да се отбележи, че вместо въздух може да се използва слюда, както и всеки материал, който не провежда електричество. Обозначаването на радиокомпонентите на внесени схеми се различава от приетите в нашата страна GOST.

Моля, обърнете внимание, че обикновените кондензатори не преминават D.C.. За сметка на това минава през него без особени затруднения. Като се има предвид това свойство, кондензаторът се инсталира само там, където е необходимо да се отдели променливият компонент в постоянен ток. Следователно можем да направим еквивалентна схема (според теоремата на Кирхоф):

1. При работа с променлив ток кондензаторът се заменя с парче проводник с нулево съпротивление.
2. Когато работите в DC верига, кондензаторът се заменя (не, не с капацитет!) Съпротивление.

Основната характеристика на кондензатора е неговият електрически капацитет. Единицата за капацитет е фарад. Тя е много голяма. На практика, като правило, се използват, които се измерват в микрофаради, нанофаради, микрофаради. В диаграмите кондензаторът е посочен под формата на две успоредни тирета, от които има кранове.

променливи кондензатори

Има и вид устройство, в което капацитетът се променя (в този случай поради факта, че има подвижни плочи). Капацитетът зависи от размера на пластината (във формулата S е нейната площ), както и от разстоянието между електродите. В променлив кондензатор с въздушен диелектрик, например, поради наличието на подвижна част е възможно бързо да се промени зоната. Следователно капацитетът също ще се промени. Но обозначението на радиокомпонентите в чуждестранни схеми е малко по-различно. На тях като начупена крива е изобразен резистор например.

Постоянни кондензатори

Тези елементи имат разлики в дизайна, както и в материалите, от които са направени. Могат да се разграничат най-популярните видове диелектрици:

1. Въздух.
2. слюда.
3. Керамика.

Но това се отнася само за неполярни елементи. Има и електролитни кондензатори (полярни). Именно тези елементи имат много голям капацитет - от десети микрофаради до няколко хиляди. В допълнение към капацитета, такива елементи имат още един параметър - максималната стойност на напрежението, при която е разрешено използването му. Тези параметри са написани на диаграмите и на корпусите на кондензаторите.

на диаграмите

Струва си да се отбележи, че в случай на използване на тримерни или променливи кондензатори са посочени две стойности - минималният и максималният капацитет. Всъщност на кутията винаги можете да намерите определен диапазон, в който капацитетът се променя, ако завъртите оста на устройството от една крайна позиция в друга.

Да кажем, че има променлив кондензаторс капацитет 9-240 (измерване по подразбиране в пикофаради). Това означава, че при минимално припокриване на плочите, капацитетът ще бъде 9 pF. И на максимум - 240 pF. Струва си да разгледаме по-подробно обозначението на радиокомпонентите на диаграмата и тяхното име, за да можете да прочетете правилно техническата документация.

Свързване на кондензатори

Веднага можем да различим три вида (има толкова много) връзки на елементи:

1. Последователен- общият капацитет на цялата верига е доста лесен за изчисляване. В този случай той ще бъде равен на произведението на всички капацитети на елементите, разделено на тяхната сума.
2. Паралелен- в този случай е още по-лесно да се изчисли общият капацитет. Необходимо е да се добавят капацитетите на всички кондензатори във веригата.
3. смесен- в този случай схемата е разделена на няколко части. Можем да кажем, че е опростено - едната част съдържа само паралелно свързани елементи, втората - само последователно.

И това е просто Главна информацияза кондензатори, всъщност можете да говорите много за тях, цитирайте забавни експерименти като пример.

Резистори: обща информация

Тези елементи също могат да бъдат намерени във всеки дизайн - дори в радиоприемник, дори в управляваща верига на микроконтролер. Това е порцеланова тръба, върху която отвън се отлага тънък филм от метал (въглерод - по-специално сажди). Но може да се сложи дори графит – ефектът ще е подобен. Ако резисторите имат много ниско съпротивление и висока мощност, тогава се използва като проводящ слой

Основната характеристика на резистора е неговата устойчивост. Използва се в електрически вериги за задаване на необходимата стойност на тока в определени вериги. В часовете по физика беше направено сравнение с варел, пълен с вода: ако промените диаметъра на тръбата, можете да регулирате скоростта на струята. Трябва да се отбележи, че съпротивлението зависи от дебелината на проводимия слой. Колкото по-тънък е този слой, толкова по-висока е устойчивостта. При което конвенциирадиокомпонентите в диаграмите не зависят от размера на елемента.

Постоянни резистори

Що се отнася до такива елементи, могат да се разграничат най-често срещаните видове:

1. Метализиран лак термоустойчив - накратко MLT.
2. Устойчивост на влага - слънце.
3. Карбоново лакиран компакт - ULM.

Резисторите имат два основни параметъра - мощност и съпротивление. Последният параметър се измерва в ома. Но тази мерна единица е изключително малка, така че на практика често ще намерите елементи, чието съпротивление се измерва в мегаоми и килооми. Мощността се измерва изключително във ватове. Освен това размерите на елемента зависят от мощността. Колкото по-голям е, толкова по-голям е елементът. И сега какво е обозначението на радиокомпонентите. На диаграмите на вносни и домашни устройства всички елементи могат да бъдат обозначени по различен начин.

В домашните схеми резисторът е малък правоъгълник със съотношение на страните 1: 3, неговите параметри са написани или отстрани (ако елементът е разположен вертикално), или отгоре (в случай на хоризонтално разположение). Първо се посочва латинската буква R, след това серийният номер на резистора във веригата.

Променлив резистор (потенциометър)

Постоянните съпротивления имат само два изхода. Но има три променливи. На електрическите схеми и на тялото на елемента е посочено съпротивлението между двата крайни контакта. Но между средата и всяка от крайностите, съпротивлението ще варира в зависимост от позицията, в която се намира оста на резистора. Освен това, ако свържете два омметъра, можете да видите как показанията на единия ще се променят надолу, а вторият - нагоре. Трябва да разберете как да четете електрически схеми на електронни устройства. Обозначенията на радиокомпонентите също няма да бъдат излишни да се знаят.

Общото съпротивление (между крайните клеми) ще остане непроменено. Променливите резистори се използват за управление на усилването (с тяхна помощ можете да промените силата на звука в радио, телевизори). Освен това, променливи резисторишироко използвани в автомобилите. Това са сензори за ниво на горивото, регулатори на скоростта на електромотора, яркост на осветлението.

Свързване на резистори

В този случай картината е напълно противоположна на тази на кондензаторите:

1. серийна връзка- добавя се съпротивлението на всички елементи във веригата.
2. Паралелна връзкаПродуктът на съпротивленията се разделя на сумата.
3. смесен- цялата схема е разделена на по-малки вериги и изчислена стъпка по стъпка.

На това можете да затворите прегледа на резисторите и да започнете да описвате най-интересните елементи - полупроводници (обозначенията на радиокомпонентите в диаграмите, GOST за UGO, са разгледани по-долу).

полупроводници

Това е най-голямата част от всички радиоелементи, тъй като полупроводниците включват не само ценерови диоди, транзистори, диоди, но и варикапи, вариконди, тиристори, триаци, микросхеми и др. Да, микросхемите са един кристал, който може да съдържа голямо разнообразие от радио елементи - и кондензатори, и съпротивления, и pn-преходи.

Както знаете, има проводници (метали, например), диелектрици (дърво, пластмаса, тъкани). В диаграмата може да има различни обозначения на радиокомпоненти (триъгълник е най-вероятно диод или ценеров диод). Но си струва да се отбележи, че триъгълник без допълнителни елементи означава логическа основа в микропроцесорната технология.

Тези материали или провеждат ток, или не, независимо от състоянието на агрегиране, в което се намират. Но има и полупроводници, чиито свойства варират в зависимост от конкретните условия. Това са материали като силиций, германий. Между другото, стъклото също може отчасти да се припише на полупроводниците - в нормално състояние то не провежда ток, но при нагряване картината е напълно противоположна.

Диоди и ценерови диоди

Полупроводниковият диод има само два електрода: катод (отрицателен) и анод (положителен). Но какви са характеристиките на този радио компонент? Можете да видите обозначенията на диаграмата по-горе. И така, свързвате захранването с плюс към анода и минус към катода. В този случай електрическият ток ще тече от един електрод към друг. Струва си да се отбележи, че елементът в този случай има изключително ниско съпротивление. Сега можете да проведете експеримент и да свържете батерията наобратно, тогава съпротивлението на тока се увеличава няколко пъти и спира да тече. И ако насочите променлив ток през диода, ще получите постоянен изход (макар и с малки вълни). При използване на схема за мостово превключване се получават две полувълни (положителни).

Ценеровите диоди, подобно на диодите, имат два електрода - катод и анод. AT директна връзкатози елемент работи точно по същия начин като диода, обсъден по-горе. Но ако стартирате тока в обратна посока, можете да видите много интересна картина. Първоначално ценеровият диод не пропуска ток през себе си. Но когато напрежението достигне определена стойност, възниква повреда и елементът провежда ток. Това е стабилизиращото напрежение. Много добро свойство, благодарение на което е възможно да се постигне стабилно напрежение във веригите, напълно да се отървете от колебанията, дори и най-малките. Обозначаването на радиокомпонентите на диаграмите е под формата на триъгълник, а в горната му част има линия, перпендикулярна на височината.

транзистори

Ако диоди и ценерови диоди понякога дори не могат да бъдат намерени в дизайни, тогава ще намерите транзистори във всеки (с изключение на транзисторите, които имат три електрода:

1. Основа (съкратено като буквата "B" е посочена).
2. Колектор (К).
3. Излъчвател (E).

Транзисторите могат да работят в няколко режима, но най-често се използват в усилвателни и ключови (като ключ). Можете да направите сравнение с мундщук - те извикаха в основата, усилен глас излетя от колектора. И се хванете за излъчвателя с ръка - това е тялото. Основната характеристика на транзисторите е усилването (съотношението на колекторния и базовия ток). Именно този параметър, заедно с много други, е основният за този радио компонент. Обозначения на диаграмата за транзистора - вертикална лентаи две линии, приближаващи го под ъгъл. Има няколко най-често срещани типа транзистори:

1. Полярен.
2. Биполярно.
3. Поле.

Има и транзисторни възли, състоящи се от няколко усилващи елемента. Това са най-често срещаните радиокомпоненти. Обозначенията на диаграмата бяха обсъдени в статията.

Най-простите елементи на електронните устройства са:

1) Кондензатор- устройство, способно да съхранява енергия в електрическо поле.

Токът, протичащ през кондензатора, е пропорционален на промяната на напрежението за единица време.

2) Дроселили индуктор - дроселът също има способността да съхранява енергия, но не в електрическо, а в магнитно поле. Държи се като кондензатор, с изключение на това, че не трябва да се има предвид напрежението, а токът.

Ако свържете дросел и кондензатор паралелно, ще получите колебателна верига.

3) Диод (p-n преход) - двуелектродни електронно устройство, има различна проводимост в зависимост от посоката на електрическия ток

P има електронна проводимост (водена от донорен примес)

N има дупкова проводимост (водена от акцентиращ примес)

Има няколко вида диоди:

ценеров диод

• снимка и светодиоди

4) Резистор- пасивен елемент на електрическа верига, идеално характеризиращ се само с устойчивост на електрически ток, т.е. за идеален резистор законът на Ом трябва да бъде изпълнен по всяко време.

Законът на Ом гласи, че токът е равен на съотношението на напрежението към съпротивлението (I=U/R)

а) Напрежението е потенциална разлика.

б) Съпротивление – стойността е обратно пропорционална на проводимостта.

Напрежението се измерва във волтове, съпротивлението е в омове.

1. пасивни схеми. Резистивен делител.

Делител на напрежение - устройство за разделяне на постоянно или променливо напрежение.

Изгражда се на базата на активни, реактивни или нелинейни съпротивления.

1) Разделител. В делителя съпротивленията са свързани последователно.

Изходното напрежение е насрещното напрежение отделна зонаделителни вериги.

2) Рамо. Секциите, разположени между захранващото напрежение и точката на отстраняване на изходното напрежение, се наричат ​​раменете на делителя.

а) Рамо по-ниско. Рамото между изхода и нулевия захранващ потенциал обикновено се нарича долно.

b ) Горна част на рамото. Другият се нарича връх. Всеки разделител има две рамена.

3) резисторен делител. Делител на напрежение, изграден единствено върху активни съпротивления, се нарича резистивен делител на напрежение. Коефициентът на разделяне на такива разделители не зависи от честотата на приложеното напрежение.

Най-простият резистивен делителнапрежението е два последователно свързани резистора R1 и R2, свързани към източник на напрежение U.

1. пасивни филтри. Fnch.

1) Пасивен филтър- електронен филтър, състоящ се само от пасивни компоненти, като например кондензатори и резистори.

Пасивните филтри не изискват източник на енергия, за да работят.

За разлика от активните филтри, пасивните филтри не усилват сигнала по отношение на мощността. Почти винаги пасивните филтри са линейни.

2) Използване. Пасивните филтри се използват в радио и електронно оборудване, като високоговорители, непрекъсваеми захранвания и др.

3) Нискочестотен филтър (LPF)- електронен или друг филтър, който ефективно пропуска честотния спектър на сигнал под определена честота (честота на срязване) и намалява (или потиска) честотите на сигнала над тази честота.

Степента на потискане на всяка честота зависи от вида на филтъра.

3) Разлика от HPF. За разлика от това, високочестотният филтър пропуска сигнални честоти над граничната честота, намалявайки ниските честоти.

4) Условия"високите честоти" и "ниските честоти", приложени към филтрите, са относителни и зависят от избраната структура и параметрите на филтъра.

5) Идеален нискочестотен филтърНапълно потиска всички честоти на входния сигнал над граничната честота и пропуска непроменени всички честоти под граничната честота. Няма преходна зона между честотите на лентата на потискане и лентата на пропускане. Идеален нискочестотен филтър може да бъде реализиран само теоретично

Основният показател за съвършенството на електронното оборудване е плътността на опаковката, т.е. броят на елементите на веригата в 1 cm3 на работното устройство.

Технология на производство интегрални схемиосигурява плътност на опаковката от няколко хиляди елемента на 1 cm3.

Резистори

Резисторите са най-често срещаните елементи и имат следния графичен символ (UGO):

Резисторите са изработени от проводим материал: графит, тънък метален филм, проводници с ниска проводимост.

Резисторът се характеризира със стойността на съпротивлението: R \u003d U / I, както и мощността, която резисторът разсейва в пространството, толеранс, температурен коефициент, ниво на шум. Индустрията произвежда резистори със съпротивление от 0,01 ома до 1012 ома и мощност от 1/8 до 250 W с толеранс от 0,005% до 20%. Резисторите се използват като съпротивления за ограничаване на натоварването и тока, делители на напрежението, допълнителни съпротивления, шунтове.

Кондензатори

Кондензатор - устройство с два терминала и имащо свойството:

където
• C е капацитетът във фаради;
• U - напрежение във волтове;
• Q - заряд в висулки.

UGO на кондензатора е както следва:

Индустрията произвежда керамични, електролитни и слюдени кондензатори с капацитет от 0,5 pF до 1000 микрофарада и максимално напрежение от 3V до 10 kV.

Кондензаторите се използват в трептящи кръгове, филтри, за разделяне на DC и AC вериги, като блокиращи елементи. В AC вериги кондензаторът се държи като резистор, чието съпротивление намалява с увеличаване на честотата.

Индуктори

Индукторът е устройство, което има свойството:

U = L dI / dt,

където
• L е индуктивността в хенри (или mH или µH);
• U - напрежение във волтове;
• dI/dt - скорост на изменение на тока.

UGO индукторите са както следва:

Индукторът е изолиран проводник, навит в спирала, който има значителна индуктивност със сравнително малък капацитет и ниско активно съпротивление. Материалът на сърцевината обикновено е желязо или ферит под формата на прът, тор.

В променливотокови вериги намотката се държи като резистор, чието съпротивление се увеличава с увеличаване на честотата.

Трансформаторът е устройство, състоящо се от две индуктивно свързани индуктори, наречени първична и вторична намотка.

UGO трансформатор с магнитна сърцевина:

Коефициент на трансформация:

където w1 и w2 са броят на завоите

Трансформаторите се използват за преобразуване на променливи напрежения и токове, както и за изолиране от мрежата.

полупроводници

Действието на полупроводниковите устройства се основава на използването на свойствата на полупроводниците.

Броят на известните в момента полупроводникови материали е доста голям. За производството на полупроводникови устройства се използват прости полупроводникови вещества - германий, силиций, селен - и сложни полупроводникови материали - галиев арсенид, галиев фосфит и др. Стойностите на електрическото съпротивление в чистите полупроводникови материали варират от 0,65 ohm m (германий) до 108 ohm m (селен).

Полупроводниците или полупроводниковите съединения са или присъщи (чисти), или легирани (легирани). В чистите полупроводници концентрацията на носители на заряд - свободни електрони и дупки е само 10 16 - 1018 на 1 cm3 от веществото.

За да се намали съпротивлението на полупроводника и да му се придаде определен тип електрическа проводимост - електронен с преобладаване на свободни електрони или дупка с преобладаване на дупки - в чистите полупроводници се въвеждат определени примеси. Този процес се нарича допинг. Като добавки се използват елементи от групи 3 и 5 периодична системаелементи на Д. И. Менделеев. Легиращите елементи от група 3 създават дупка електрическа проводимост на полупроводникови материали и се наричат ​​акцепторни примеси, елементите от група 5 - електронна електрическа проводимост се наричат ​​донорни примеси.

Собствените полупроводници са полупроводници, в които няма примеси (донори и акцептори). При T = 0 няма свободни носители на заряд във вътрешния полупроводник и концентрацията на носители на заряд е N n = Np = 0и не провежда електричество. При T > 0 част от електроните се изхвърлят от валентната зона в проводимата зона. Тези електрони и дупки могат да се движат свободно през енергийните ленти. В практиката се използват легирани полупроводници. Електрическото съпротивление на легиран полупроводник зависи значително от концентрацията на примеси. При концентрация на примеси от 1020 - 1021 на cm3 вещество, тя може да бъде намалена до 5 · 10-6 Ohm m за германий и 5 · 10-5 Ohm m за силиций.

Когато се приложи електрическо поле към легиран полупроводник, в него протича електрически ток.

Полупроводникови резистори

Полупроводниковият резистор е полупроводниково устройство с два извода, което използва зависимостта на електронното съпротивление на полупроводника от напрежението, температурата, осветеността и други контролни параметри.

В полупроводниковите резистори се използва полупроводник, който е равномерно легиран с примеси. В зависимост от вида на примесите и дизайна е възможно да се получат различни зависимости на контролните параметри.

Линейният резистор е полупроводников резистор, който използва леко легиран материал като силиций или галиев арсенид.

Електрическото съпротивление на такъв полупроводник зависи малко от силата на електрическото поле и плътността на електрическия ток. Следователно съпротивлението на линеен полупроводников резистор остава почти постоянно в широк диапазон от напрежения и токове. Полупроводниковите линейни резистори се използват широко в интегралните схеми.

Характеристика ток-напрежение на линеен резистор

Нелинейни резистивни елементи

UGO на нелинеен резистивен елемент е показан на фигурата:

Ток I, протичащ през нелинеен елемент, напрежение U върху него. Зависимостта U(I) или I(U) се нарича характеристика ток-напрежение.

Варистори

Резистивните елементи, чието съпротивление зависи от силата на електрическото поле, се наричат ​​варистори. Варисторите са направени от пресовани зърна от силициев карбид. Електрическата проводимост на материала се дължи главно на разпадането на оксидните филми, покриващи зърната. Определя се от силата на приложеното електрическо поле, т.е. зависи от големината на приложеното напрежение.

Условно графично представяне на варистора и неговите волт-амперни характеристикипоказано на снимката:

Варисторите се характеризират номинално напрежение Unom , номинален ток Inom , както и коефициент на нелинейност β. Този коефициент е равен на съотношението на статичното съпротивление към диференциалното съпротивление в точката на характеристиката с номинални стойности на напрежение и ток:

,

където U и I са напрежението и тока на варистора. Коефициент на нелинейност за различни видове варистори в рамките на 2 - 6

Термистори

Голяма група от нелинейни резистивни елементи са управлявани нелинейни елементи. Те включват термистори (термистори) - нелинейни резистивни елементи, чиито характеристики на токовото напрежение зависят значително от температурата. При някои видове термистори температурата се променя от специален нагревател. Термисторите са направени или от метал (мед, платина), чието съпротивление се променя значително с температурата, или от полупроводници. В полупроводниковите термистори зависимостта на съпротивлението от температурата се описва с аналитична функция

.

Тук R(T0) е стойността на статичното съпротивление при температура T0 = 293 K, където T е абсолютната температура, а B е коефициентът. Конвенционалното графично обозначение на термистора, неговата температурна характеристика, характеристика на токовото напрежение е показано на фигурата:

Има два вида термистори: термистор, чието съпротивление намалява с повишаване на температурата, и позистор, чието съпротивление се увеличава с повишаване на температурата. Буквеното обозначение на термистора с отрицателен температурен коефициент е TP, а с положителен коефициент - TRP. Температурен коефициент TKS = , където R1 е съпротивлението при номинална температура, ΔR е изменението на съпротивлението при промяна на температурата с Δt.

Конструктивно термисторите са направени под формата на перли, шайби, дискове.

Фоторезистори

Фоторезисторът е полупроводников резистор, чието съпротивление зависи от падащия върху полупроводниковия материал светлинен поток или от проникващото електромагнитно лъчение. Най-разпространени са фоторезисторите с положителен фотоелектричен ефект (например SF2-8, SF3-8). UGO на такъв елемент е показано на фигурата:

При фоторезисторите съпротивлението се променя в резултат на облъчване на пластина от полупроводников материал със светлинен поток във видимия, ултравиолетовия или инфрачервения диапазон. Като материал се използват сулфиди на талий, телур, кадмий, олово, бисмут.

Токово-напреженовите характеристики на фоторезисторите са линейни функции, чийто ъгъл на наклон зависи от големината на светлинния поток. В координатите I - U (вертикален ток), ъгълът, направен от права линия с хоризонталната ос (ос на напрежението), е по-голям, толкова по-голям е светлинният поток. Тъмното съпротивление на резисторните оптрони е 10 7 - 109 Ом. В осветено състояние пада до няколкостотин ома. Производителността им не е висока и е ограничена до стойности от няколко килохерца.

магниторезистори

Магниторезисторите са полупроводникови материали, чието електрическо съпротивление зависи от силата на магнитното поле, действащо върху материала. Използваният материал е бисмут, германий и др. Съпротивлението на магниторезистора се описва от зависимостта

,

където R(0) е съпротивлението при H = 0; α е коефициентът, H е силата на магнитното поле, в което е поставен магниторезисторът.

Полупроводникови диоди

Полупроводниковите диоди са един от най-често срещаните подкласове полупроводникови устройства. Те се отличават с разнообразие от фундаментални физични принципи, разнообразие от използвани полупроводникови материали и разнообразие от конструктивни и технологични изпълнения. Полупроводниковите диоди според тяхното функционално предназначение могат да бъдат разделени на:

1. Токоизправители (включително полюси, мостове, матрици), импулсни, ценерови диоди, варикапи, управлявани вентили (тиристори, симетрични тиристори - триаци, динистори);
2. микровълнови диоди: детекторни, смесителни, параметрични, pin диоди, лавинни, тунелни диоди, диоди на Гън;
3. Оптоелектроника: фотодиоди, светодиоди, инфрачервени излъчватели, лазерни диоди на базата на хетероструктури;
4. Магнитни диоди.

Леко легираните полупроводници се използват за направата на диоди с ниска мощност, докато силно легираните се използват за направата на мощни и импулсни диоди.

Основно значение за работата на полупроводниковите диоди има електронно-дупковият преход, който за краткост се нарича p-n преход.

Електрон-дупка p-n преход

Електрон-дупка или p-n преход е контактът на два полупроводника от същия тип с различни видовепроводимост (електронна и дупкова). Класически пример p-nпреходите са: n-Si - p-Si, n-Ge - p-Ge.

В граничния слой възниква рекомбинация (обединяване) на електрони и дупки. Свободните електрони от лентата на n-тип полупроводник заемат свободни нива във валентната зона на p-тип полупроводник. В резултат на това близо до границата на два полупроводника се образува слой, който е лишен от подвижни носители на заряд и следователно има висока електрическо съпротивление, така нареченият бариерен слой. Дебелината на бариерния слой обикновено не надвишава няколко микрометра.

Разширяването на бариерния слой се предотвратява от неподвижни йони на донорни и акцепторни примеси, които образуват двоен електрически слой на границата на полупроводниците. Този слой определя контактната потенциална разлика (потенциална бариера) на полупроводниковия интерфейс. Получената потенциална разлика създава електрическо поле в блокиращия слой, което предотвратява както прехода на електрони от n-тип полупроводник към p-тип полупроводник, така и преход на дупки към n-тип полупроводник. В същото време електроните могат да се движат свободно от p-тип полупроводник към n-тип полупроводник, точно както дупките могат да се движат от n-тип полупроводник към p-тип полупроводник. По този начин контактната потенциална разлика предотвратява движението на основните носители на заряд и не предотвратява движението на второстепенните носители на заряд. Въпреки това, когато незначителните носители се движат през p-n прехода (т.нар. дрейфов ток Idr), контактната потенциална разлика φk намалява, което позволява на някои от основните носители с достатъчно енергия да преодолеят потенциалната бариера, дължаща се на контактната потенциална разлика φk. Появява се дифузен ток Idif, който е насочен към дрейфовия ток Idr, т.е. има динамично равновесие, при което Idr = Idif.

Ако към p-n прехода се приложи външно напрежение, което създава електрическо поле с интензивност Evn в блокиращия слой, съвпадащо по посока с полето от неподвижни йони със сила Ezap, това ще доведе само до разширяване на блокиращия слой, тъй като ще отклони както положителни, така и отрицателни носители на заряд от контактната зона (дупки и електрони).

В този случай съпротивлението на pn прехода е високо, токът през него е малък - дължи се на движението на малцинствените носители на заряд. В този случай токът се нарича обратен (дрейф) и p-n преходът е затворен.

При обратната полярност на източника на напрежение външното електрическо поле е насочено към полето на двойния електрически слой, дебелината на бариерния слой намалява и при напрежение 0,3 - 0,5 V бариерният слой изчезва. Съпротивлението на p-n прехода рязко пада и възниква относително голям ток. Токът се нарича директен (дифузия), а преходът е отворен.

Съпротивлението на отворен p-n преход се определя само от съпротивлението на полупроводника.

Класификация на диодите

Полупроводниковият диод е нелинейно електронно устройство с два електрода. В зависимост от вътрешната структура, вида, количеството и нивото на легиране на вътрешните елементи на диода и характеристиката ток-напрежение свойствата на полупроводниковите диоди са различни.

Конвенционални графични обозначения на някои видове диоди според вътрешните стандарти и техните графични изображенияпоказано в таблицата:

Изправителни диоди

Предназначен за преобразуване на променлив ток в еднополюсен пулсиращ или постоянен ток. Такива диоди не са обект на високи изисквания за скорост, стабилност на параметрите и капацитет на p-n преходите. Поради голямата площ на p-n-прехода, бариерният капацитет на диода може да достигне десетки пикофаради.

Фигура a показва p-n преход, който образува диод, фигура b показва включването на диод в посока напред, в която ток Ipr протича през диода. Фигурата в показва включването на диода в обратна посока, при което токът Iobr протича през диода.

Фигура a показва включването на диода VD във верига, захранвана от синусоидален източник на ЕМП e, чиято времева характеристика е показана на фигура b. Фигура c показва графика на тока, протичащ през диод.

Основните параметри на токоизправителния диод са:

• Uobr.max - максимум допустимо напрежение, приложен в обратна посока, което не нарушава производителността на диода;
• Iвп.ср - средната стойност на изправения ток за периода;
• Ipr.i - амплитудната стойност на импулсния ток за дадена продължителност на коефициента на запълване на импулса;
• Iобр.ср - средната стойност на обратния ток за периода;
• Upr.sr - средната стойност на изправеното напрежение върху диода за периода;
• Pav е средната мощност, разсейвана от диода за периода;
• rdif - диференциално съпротивление на диода.

Качествено характеристиките на токовото напрежение на универсален силициев и германиев диод са показани на фигура а, а зависимостите на характеристиките на токовото напрежение на универсален силициев диод за три температури са показани на фигура b.

За безопасна работа на германиевия диод температурата му не трябва да надвишава 85°C. Силициевите диоди могат да работят при температури до 150°C.

Импулсни диоди

Предназначен за работа във вериги с импулсни сигнали. Основен за тях е режимът на преходните процеси. За да се намали продължителността на преходните процеси в самото устройство, импулсните диоди имат малък капацитет на p-n-преход, който варира от фракции до единици пикофаради.

Това се постига чрез намаляване на площта на p-n-прехода, което от своя страна води до малки стойности на допустимата мощност, разсейвана от диода. Основните характеристики на импулсните диоди са:

• Upr.max - максималната стойност на импулсното изпреварващо напрежение;
• Ipr.max - максималната стойност на импулсния ток;
• Cd - диоден капацитет;
• tset - времето за установяване на изправеното напрежение на диода;
• tres е времето за възстановяване на обратното съпротивление на диода. Това е интервалът от време от момента на преминаване на тока през нула до момента, в който обратният ток достигне предварително определена малка стойност.

ценерови диоди

За стабилизиране на напрежението в електрическите вериги се използват полупроводникови диоди със специални характеристики ток-напрежение - ценерови диоди. Волт-амперната характеристика на ценеровия диод е показана на фигурата. Обратният клон на характеристиката ток-напрежение показва работа в режим на електрическа повреда и съдържа участък между точки a и b, близък до линейния и ориентиран по протежение на оста на тока. В този режим, при значителна промяна в тока на ценеровия диод, напрежението не се променя значително.

Този раздел за ценеровия диод работи. Когато токът се променя в диапазона от Ict.min до Ist.max, напрежението на диода се различава малко от стойността Ust.

Стойността на Ist.max е ограничена от максимално допустимото разсейване на мощността на ценеровия диод. Минимална стойностстабилизационният ток по абсолютна стойност да е по-голям от стойността на Ict.min, при която ценеровият диод запазва стабилизиращите си свойства.

Индустрията произвежда широка гама от ценерови диоди със стабилизиращо напрежение от 1V до 180V.

Ценеровият диод се характеризира със следните параметри:

• Ust - стабилизиращо напрежение;
• Ist.max - максимален стабилизационен ток;
• Ict.min - минимален стабилизационен ток;
• rd - диференциално съпротивление в участъка "ab";
• TKN - температурен коефициент на стабилизиращо напрежение.

Ценеровите диоди са предназначени да стабилизират напрежението на товара с променящо се напрежение във външната верига. Ценеровият диод е бързо устройство и работи добре в импулсни вериги.

Диоди на Шотки

Диодите на Шотки се характеризират с нисък спад на напрежението в отворения диод. Стойността на това напрежение е около 0,3 V, което е много по-малко от това на конвенционалните диоди. В допълнение, времето за възстановяване на обратното съпротивление ts е от порядъка на 100 ps, ​​което е много по-малко от това на конвенционалните диоди. С изключение цифрови схемиДиодите на Шотки се използват във вторични захранващи вериги, за да се намалят статичните и динамични загуби в самите диоди: в изходните етапи на импулсни захранвания, DC / DC конвектори, в компютърни системи за захранване, сървъри, системи за комуникация и предаване на данни.

Варикапи

Нелинейните кондензатори, базирани на използването на свойствата на електрон-дупка p-n преход, са варикапи. Варикап се използва, когато се прилага обратно напрежение към p-n преход. Ширината на pn прехода, а оттам и неговият капацитет, зависят от големината на напрежението, приложено към pn прехода. Капацитетът на такъв кондензатор се определя с помощта на израза

В този израз е капацитетът при нулево блокиращо напрежение, S и l са площта и дебелината на p-n прехода, ε0 е диелектричната константа, ε 0 = 8,85 10-12 F/M, εr - относителна диелектрична проницаемост; φк - контактен потенциал (за германий 0.3..0.4 V и 0.7..0.8 V за силиций); |u| - модул за обратно напрежение, приложен към p-n-прехода; n = 2 за резки преходи; n = 3 за главни преходи.

Графиката на зависимостта C(u) е показана на фигурата

Максималната стойност на капацитета на варикапа е при нулево напрежение. Тъй като обратното отклонение се увеличава, капацитетът на варикапа намалява. Основните параметри на варикапа са:

• C - капацитет при обратно напрежение 2 - 5 V;
• Да се C = Cmax / Cmin- коефициент на припокриване на капацитета.

Обикновено C \u003d 10 - 500 pF, KC \u003d 5 - 20. Варикапите се използват в системи за дистанционно управление, за автоматично регулиране на честотата, в параметрични усилватели с ниско ниво на вътрешен шум.

светодиоди

Светодиодът или излъчващият диод е полупроводников диод, който излъчва светлинни кванти, когато през него протича постоянен ток.

Светодиодите се разделят на две групи според техните емисионни характеристики:

• Светодиоди чрез излъчване във видимата част на спектъра;
• Светодиоди, излъчващи в инфрачервената част на спектъра.

Схематично представяне на структурата на светодиода и неговия UGO е показано на фигурата:

Областите на приложение на IR светодиодите са оптоелектронни превключващи устройства, оптични комуникационни линии и системи за дистанционно управление. В момента най-разпространеният източник на инфрачервени лъчи е GaAs LED (λ = 0,9 µm). Възможността за създаване на икономични и дълготрайни светодиоди, които спектрално съответстват на естествената светлина и чувствителността на човешкото око отваря нови перспективи за техните нетрадиционни приложения. Сред тях е използването на светодиоди в многосекционни светофари, индивидуални микромощни осветителни крушки (с мощност 3 W, светлинен поток 85 lm), в автомобилни осветителни тела.

Фотодиоди

Във фотодиодите, базирани на p-n преходи, се използва ефектът на разделяне на границата на електронно-дупковия преход на малки неравновесни носители, създадени от оптично излъчване. Схематично фотодиодът е показан на фигурата:

Когато светлинен квант с енергия hγ попадне в лентата на собственото поглъщане, в полупроводника възниква двойка неравновесни носители - електрон и дупка. При регистриране на електрически сигнал е необходимо да се регистрира промяната в концентрациите на носители. Като правило се използва принципът на регистрация на второстепенни носители на заряд.

Когато външната верига е отворена (SA отворена, R = ∞), за случая, когато няма външно напрежение, през външната верига не протича ток. В този случай напрежението на изходите на фотодиода ще бъде максимално. Тази стойност VG се нарича напрежение на отворена верига Vxx. Напрежението Vxx (фотоЕМП) също може да се определи директно чрез свързване на волтметър към изходите на фотодиода, но вътрешното съпротивление на волтметъра трябва да бъде много по-голямо от съпротивлението на pn прехода. В режим на късо съединение (SA е затворен) напрежението на клемите на фотодиода VG = 0. Токът на късо съединение Isc във външната верига е равен на фототока Ако

Ikz \u003d Ако

Фигурата показва фамилията CVC на фотодиод с отрицателна и положителна полярност на фотодиода.

При положителни VG напрежения токът на фотодиода нараства бързо (посока напред) с увеличаване на напрежението. Когато се освети, общият посочен ток през диода намалява, тъй като фототокът е насочен противоположно на тока от външен източник.

CVC p-n-преход, разположен във 2-ри квадрант (VG> 0, I< 0), показывает, что фотодиод можно использовать как источник тока. На этом базируется принцип работы слънчеви панелина базата на p-n преходи (режим фотогенератор). Светлинната характеристика е зависимостта на фототока Iph от падащия на фотодиода светлинен поток Ф. Това включва и зависимостта на Vxx от величината на светлинния поток. Броят на двойките електрон-дупка, образувани във фотодиода по време на осветяване, е пропорционален на броя на фотоните, падащи върху фотодиода. Следователно фототокът ще бъде пропорционален на големината на светлинния поток:

Ако \u003d kF,

където K - коефициент на пропорционалност, в зависимост от параметрите на фотодиода.

Когато фотодиодът е обратно предубеден, токът във външната верига е пропорционален на светлинния поток и не зависи от напрежението VG (режим на фотоконвертор). Фотодиодите са бързи устройства и работят на честоти от 107 - 1010 Hz. Фотодиодите се използват широко в светодиодните фотодиодни оптрони.

Оптрон (оптрон)

Оптронът е полупроводниково устройство, съдържащо източник на радиация и приемник на радиация, комбинирани в един пакет и свързани помежду си оптично, електрически или едновременно чрез двете връзки. Много разпространени са оптроните, в които като приемник на лъчение се използват фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и фототиристор.

В резисторните оптрони изходното съпротивление може да се промени 107 ..108 пъти, когато режимът на входната верига се промени. В допълнение, ток-напрежението на фоторезистора е силно линейно и симетрично, което определя широката приложимост на гумените оптрони в подобни устройства. Недостатъкът на резисторните оптрони е ниската скорост - 0,01..1 s.

В схемите за предаване на цифрови информационни сигнали се използват главно диодни и транзисторни оптрони, а тиристорните оптрони се използват за оптично превключване на високоволтови високотокови вериги. Скоростта на тиристорните и транзисторните оптрони се характеризира с време на превключване, което често е в диапазона от 5..50 µs. За някои оптрони това време е по-кратко. Нека разгледаме по-отблизо LED-фотодиодния оптрон.

Конвенционалното графично обозначение на оптрона е показано на фигура a:

Излъчващият диод (вляво) трябва да бъде включен в права посока, а фотодиодът - в права (режим на фотогенератор) или в обратна посока (режим на фотоконвертор).