از جانبالکترونیک عملی با چه چیزی شروع می شود؟البته با قطعات رادیویی! تنوع آنها به سادگی شگفت انگیز است. در اینجا مقالاتی در مورد انواع قطعات رادیویی پیدا خواهید کرد، با هدف، پارامترها و خواص آنها آشنا می شوید. ببینید کجا و در چه دستگاه هایی از قطعات الکترونیکی خاص استفاده می شود.

برای رفتن به مقاله مورد علاقه، روی پیوند یا تصویر کوچک واقع در کنار آن کلیک کنید توضیح مختصرمواد

چگونه قطعات رادیویی را آنلاین بخریم؟ این سوال توسط بسیاری از آماتورهای رادیویی پرسیده می شود. این مقاله در مورد نحوه سفارش قطعات رادیویی در فروشگاه آنلاین قطعات رادیویی با تحویل از طریق پست می گوید.

در این مقاله در مورد نحوه خرید قطعات رادیویی و ماژول های الکترونیکی در یکی از بزرگترین فروشگاه های آنلاین AliExpress.com با پول بسیار کم صحبت خواهم کرد :)

علاوه بر مقاومت‌های مسطح SMD گسترده، از مقاومت‌های MELF در محفظه استوانه‌ای در الکترونیک استفاده می‌شود. مزایا و معایب آنها چیست؟ کجا استفاده می شوند و چگونه می توان قدرت آنها را تعیین کرد؟

اندازه مقاومت های SMD استاندارد شده است و احتمالاً برای بسیاری شناخته شده است. اما آیا واقعا به همین سادگی است؟ در اینجا با دو سیستم برای کدگذاری اندازه اجزای SMD آشنا می شوید، یاد می گیرید که چگونه اندازه واقعی یک مقاومت تراشه را با اندازه آن تعیین کنید و بالعکس. با کوچکترین نمایندگان مقاومت های SMD که در حال حاضر وجود دارند آشنا شوید. علاوه بر این، جدول اندازه مقاومت های SMD و مجموعه های آنها ارائه شده است.

در اینجا شما خواهید آموخت که ضریب دمایی مقاومت یک مقاومت (TCR) چقدر است، و همچنین خواهید آموخت که انواع مختلف مقاومت های ثابت دارای چه TCR هستند. فرمول محاسبه TCR و همچنین توضیحاتی در مورد نامگذاری های خارجی مانند T.C.R و ppm / 0 С داده شده است.

علاوه بر مقاومت های ثابت، مقاومت های متغیر و برش به طور فعال در الکترونیک استفاده می شود. در مورد نحوه چیدمان متغیرها و تریمرها، در مورد انواع آنها، و در مقاله پیشنهادی مورد بحث قرار خواهد گرفت. این مواد توسط تعداد زیادی عکس از مقاومت‌های مختلف پشتیبانی می‌شود، که مطمئناً برای آماتورهای رادیویی تازه کار که می‌توانند راحت‌تر در همه انواع این عناصر حرکت کنند، جذاب خواهد بود.

مانند هر جزء رادیویی، متغیرها و تریمرها دارای پارامترهای اساسی هستند. معلوم می شود که تعداد آنها کم نیست و آشنایی با پارامترهای جالب مقاومت های متغیر مانند TKS به آماتورهای رادیویی مبتدی آسیبی نمی رساند. ویژگی عملکردی، مقاومت در برابر سایش و غیره

دیود نیمه هادی یکی از محبوب ترین و گسترده ترین قطعات در الکترونیک است. پارامترهای دیود چیست؟ کجا اعمال می شود؟ انواع آن چیست؟ این در این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.

سلف چیست و چرا در الکترونیک از آن استفاده می شود؟ در اینجا شما نه تنها در مورد پارامترهایی که یک سلف دارد یاد خواهید گرفت، بلکه یاد خواهید گرفت که چگونه سلف های مختلف در نمودار نشان داده شده اند. این مقاله حاوی عکس ها و تصاویر زیادی است.

در فناوری مدرن پالس، دیود شاتکی به طور فعال استفاده می شود. چه تفاوتی با دیودهای یکسو کننده معمولی دارد؟ چگونه در نمودارها نشان داده شده است؟ خواص مثبت و منفی آن چیست؟ همه اینها را در مقاله ای در مورد دیود شاتکی خواهید آموخت.

دیود زنر یکی از مهمترین عناصر در الکترونیک مدرن است. بر کسی پوشیده نیست که الکترونیک نیمه هادی از نظر کیفیت منبع تغذیه و به طور دقیق تر، در پایداری ولتاژ تغذیه بسیار خواستار است. در اینجا یک دیود نیمه هادی به کمک می آید - یک دیود زنر که به طور فعال برای تثبیت ولتاژ در گره های تجهیزات الکترونیکی استفاده می شود.

واریکاپ چیست و کجا استفاده می شود؟ در این مقاله با یک دیود شگفت انگیز آشنا می شوید که به عنوان خازن متغیر استفاده می شود.

اگر اهل الکترونیک هستید، احتمالاً با چالش اتصال چند بلندگو یا بلندگو مواجه شده اید. این ممکن است برای مثال در هنگام خود مونتاژ کردن مورد نیاز باشد اسپیکر آکوستیک، اتصال چند بلندگو به یک آمپلی فایر تک کانال و غیره. بررسی شده 5 نمونه های خوب. تعداد زیادی عکس.

ترانزیستور اساس الکترونیک مدرن است. اختراع او انقلابی در مهندسی رادیو ایجاد کرد و به عنوان پایه ای برای کوچک سازی الکترونیک - ایجاد ریز مدارها - عمل کرد. نام ترانزیستور در نمودار مدار چیست؟ نحوه لحیم کردن ترانزیستور تخته مدار چاپی? پاسخ این سوالات را در این مقاله خواهید یافت.

ترانزیستور کامپوزیت یا به روشی دیگر ترانزیستور دارلینگتون یکی از اصلاحات ترانزیستور دوقطبی است. در مورد محل استفاده ترانزیستورهای کامپوزیت، ویژگی ها و ویژگی های متمایز آنها از این مقاله خواهید آموخت.

هنگام انتخاب آنالوگ ترانزیستورهای اثر میدانی MOS، باید به مستندات فنی با پارامترها و ویژگی های یک ترانزیستور خاص مراجعه کرد. در این مقاله با پارامترهای اصلی ترانزیستورهای قدرتمند ماسفت آشنا خواهید شد.

در حال حاضر ترانزیستورهای اثر میدانی به طور فزاینده ای در الکترونیک استفاده می شوند. در نمودارهای مدارترانزیستور اثر میدانی به طور متفاوتی تعیین می شود. مقاله در مورد نامگذاری گرافیکی مشروط صحبت می کند ترانزیستورهای اثر میدانیروی شماتیک ها

ترانزیستور IGBT چیست؟ کجا استفاده می شود و چگونه چیده می شود؟ در این مقاله با مزایای ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق و همچنین نحوه نوع داده شدهترانزیستورها در نمودار مدار

در میان مقدار زیادیدستگاه های نیمه هادی یک دیناتور وجود دارد. با خواندن این مقاله می توانید متوجه شوید که چگونه دینیستور با دیود نیمه هادی متفاوت است.

سرکوبگر چیست؟ دیودهای محافظ یا سرکوبگرها به طور فزاینده ای در تجهیزات الکترونیکی برای محافظت از آن در برابر نویز ضربه ای ولتاژ بالا استفاده می شوند. از این مقاله با هدف، پارامترها و روش های استفاده از دیودهای محافظ آشنا خواهید شد.

فیوزهای قابل تنظیم مجدد به طور فزاینده ای در تجهیزات الکترونیکی استفاده می شوند. آنها را می توان در دستگاه های اتوماسیون امنیتی، رایانه ها، دستگاه های قابل حمل... فیوزهای خودتنظیم شونده را در حالت خارجی فیوزهای PTC Resettable Fuses می نامند. خواص و پارامترهای فیوز "جاودانه" چیست؟ در این مورد از مقاله پیشنهادی یاد خواهید گرفت.

در حال حاضر، رله های حالت جامد به طور فزاینده ای در الکترونیک استفاده می شوند. چه مزیتی دارد رله های حالت جامدجلوی رله های الکترومغناطیسی و نی؟ دستگاه، ویژگی ها و انواع رله های حالت جامد.

در ادبیات اختصاص داده شده به الکترونیک، تشدید کننده کوارتز به طور غیرقابل توجهی از توجه محروم است، اگرچه این جزء الکترومکانیکی به شدت بر توسعه فعال فناوری ارتباطات رادیویی، ناوبری و سیستم های رایانه ای تأثیر گذاشته است.

علاوه بر خازن های الکترولیتی آلومینیومی معروف در الکترونیک، تعداد زیادی خازن الکترولیتی مختلف با نوع مختلفدی الکتریک در میان آنها، به عنوان مثال، خازن های smd تانتالیوم، خروجی الکترولیتی غیر قطبی و تانتالیوم. این مقاله به رادیو آماتورهای تازه کار کمک می کند تا خازن های الکترولیتی مختلف را در بین انواع عناصر رادیویی تشخیص دهند.

در کنار خازن های دیگر، خازن های الکترولیتی دارای ویژگی های خاصی هستند که باید هنگام استفاده از آنها در دستگاه های الکترونیکی خانگی و همچنین هنگام تعمیر وسایل الکترونیکی مورد توجه قرار گیرند.

در دوره پایانی قرن نوزدهم تا آغاز قرن بیستم، رشد سریع علمی و فناوری رخ داد و با پیشرفت همراه بود. فن آوری های ارتباطیمانند: رادیو، تلگراف، تلفن. علم در زمینه الکترونیک پایه عنصر لازم را برای فرستنده های سیگنال رادیویی مطالعه و توسعه داد.

نام اصلی برای همه محصولات الکترونیکیمورد استفاده در ساخت گیرنده های رادیویی، مانند "قطعات رادیویی" انتخاب شد. سپس این تعریف به عناصری که ارتباط مستقیمی با رادیو نداشتند تعمیم یافت.

دهه پنجاه قرن بیستم با موج جدیدی از پیشرفت علمی و فناوری مشخص شد که با ظهور تلویزیون و اولین کامپیوترها (کامپیوترها) همراه بود. تکامل در الکترونیک منجر به توسعه و بهبود فناوری رادار و تلویزیون شده است. در نتیجه، به جای فناوری های لامپ استفاده شده قبلی، از قطعات الکترونیکی حالت جامد استفاده شد.

گام جدیدی در پیشرفت در الکترونیک با توسعه ماشین های محاسبه الکترونیکی و ظهور اولین کامپیوتر چند منظوره ایجاد شد. چنین واحدهایی عظیم و شامل بودند عدد بزرگعناصر و بنابراین با افزایش مصرف برق و قابلیت اطمینان کم مشخص می شوند. اصلاح این کاستی‌ها تنها با ظهور ریزمدارها، ریزپردازنده‌ها و پیشرفت در میکروتکنولوژی‌ها امکان‌پذیر بود. امروزه شرکت های زیادی به خرید و پردازش قطعات رادیویی به دست آمده از تجهیزات مختلف رادیویی مشغول هستند.

طبقه بندی اجزای رادیویی

قطعات الکترونیکی را می توان بر اساس نحوه عملکرد آنها در یک مدار، اعم از غیرفعال یا فعال، طبقه بندی کرد. هر یک از آنها ویژگی منحصر به فرد جریان-ولتاژ خود را دارند.

عناصر رادیویی فعال به دو دسته تقسیم می شوند: خلاء و نیمه هادی. قطعات وکیوم گرید ظروف بدون هوا با الکترود (کاتد و آند) در داخل هستند. آنها از سرامیک، فلز یا شیشه ساخته شده اند. الکترودها با یک پوشش ویژه پوشانده شده اند که باعث آزاد شدن ذرات با بار منفی در فضای کاری بدون هوا می شود. الکترود عملکردی که ذرات با بار منفی را جمع می کند آند نامیده می شود. جریان الکترون بین کاتد و آند ماده فعال است.

رایج ترین قطعات رادیویی الکترونیکی خلاء:

1. دیود یک لامپ اولیه است که شامل یک آند و یک کاتد است.
2. Triode - یک لوله خلاء به عنوان تقویت کننده، مبدل و مولد سیگنال های الکتریکی استفاده می شود. این شامل یک شبکه کنترل، یک کاتد گرمایش الکترونیکی و یک آند است.
3. تترود یک تقویت کننده است فرکانس های پایینلامپ محافظ
4. پنتود عنصری با ویژگی های محافظ است که فرکانس های پایین را تقویت می کند. این شامل بخش های زیر است: یک آند، یک کاتد گرم، دو شبکه کنترل معمولی و یک شبکه محافظ. عمده ترین ویژگی های منفی این مولفه ها هستند ابعاد بزرگو نرخ بالامصرف برق

امروزه تقاضا برای قطعات رادیویی قدیمی هر روز در حال افزایش است. عناصر اصلی که سازمان ما "Electroradiol Prioksky" خریداری می کند عبارتند از:

1. دیود نیمه هادی عنصری که مقادیر مقاومت متفاوتی نسبت به بردار جهت الکتریسیته دارد. عملکرد آن بر اساس پدیده انتقال الکترون به حفره (p- و n-jonction) و ارتباط بین نیمه هادی ها با انواع مختلف رسانایی مخلوط است.
2. فتوتریستورها قطعه ای که نوری را که به فتوسل برخورد می کند به جریان الکتریکی تبدیل می کند. این به دلیل رویه های انجام شده در انتقال الکترون به حفره اتفاق می افتد.
3. مقاومت. عنصر الکترونیکی اصلی جزء جدایی ناپذیر هر ریز مدار است. برای ایجاد مقاومت فعال در مدار طراحی شده است. به اجزای رادیویی غیرفعال اشاره دارد.
4. ترانزیستور. عنصر اساسی در مهندسی رادیو. برای تولید، تقویت، تبدیل و سوئیچ سیگنال های الکتریکی استفاده می شود.
5. خازن. این یک دستگاه الکترونیکی غیرفعال و پایه است که برای جمع آوری بار و انرژی الکتریکی طراحی شده است.
6. تبدیل کننده. مؤلفه ای که تابع تبدیل را انجام می دهد جریان متناوببا استفاده از القای الکترومغناطیسی در یک یا چند سیم پیچ نواری یا سیمی که در یک شار مغناطیسی مشترک درگیر شده اند. دو پایه وجود دارد که کار ترانسفورماتور بر اساس آن است - این عبارت است از: یک جریان الکتریکی که پارامترهای خود را در یک دوره زمانی معین تغییر می دهد، یک میدان الکترومغناطیسی تشکیل می دهد که ویژگی های آن را در یک دوره زمانی مشخص تغییر می دهد، که مغناطیسی را تبدیل می کند. شار عبوری از سیم پیچ، نیروی محرکه الکتریکی در آن ایجاد می کند.
7. رله. دستگاهی که برای اتصال و قطع اتصال طراحی شده است مدار الکتریکیبا تغییرات ایجاد شده در عملیات یا تأثیرات الکتریکی یا غیر الکتریکی ورودی.

امروزه بسیاری از سازمان ها هستند که علاقه واقعی به قطعات منسوخ و منسوخ شده رادیویی، میکرو مدارها دارند و به خرید آنها مشغول هستند. از آنجایی که پردازش و دفع چنین عناصر رادیویی امکان استخراج فلزات غیرآهنی گران قیمت را فراهم می کند. شرکت تخصصی "Electroradiol Prioksky" به طور رسمی قطعات رادیویی شوروی را با قیمت مناسب خریداری می کند.

در این مقاله با اجزای رادیویی آشنا خواهید شد. تعیین روی نمودار مطابق GOST در نظر گرفته خواهد شد. شما باید با رایج ترین - مقاومت ها و خازن ها شروع کنید.

برای مونتاژ هر طرحی، باید بدانید که اجزای رادیویی در واقعیت چگونه به نظر می رسند، و همچنین چگونه آنها را نشان می دهد. نمودارهای الکتریکی. قطعات رادیویی زیادی وجود دارد - ترانزیستور، خازن، مقاومت، دیود و غیره.

خازن ها

خازن ها قطعاتی هستند که بدون استثنا در هر طرحی یافت می شوند. معمولا ساده ترین خازن ها دو صفحه فلزی هستند. و هوا به عنوان یک جزء دی الکتریک عمل می کند. بلافاصله یاد درس های فیزیک در مدرسه می افتم که مبحث خازن ها مطرح می شد. دو تکه بزرگ و گرد آهنی به عنوان الگو عمل کردند. آنها را به هم نزدیکتر کردند و سپس دور کردند. و اندازه گیری ها در هر موقعیت انجام شد. شایان ذکر است که میکا را می توان به جای هوا و همچنین هر ماده ای که رسانای الکتریسیته نیست استفاده کرد. تعیین اجزای رادیویی در نمودارهای مدار وارداتی با GOST های اتخاذ شده در کشور ما متفاوت است.

لطفا توجه داشته باشید که خازن های معمولی عبور نمی کنند دی سی. از طرفی بدون مشکل زیادی از آن عبور می کند. با توجه به این خاصیت، خازن تنها در جایی نصب می شود که لازم است جزء متغیر در جریان مستقیم جدا شود. بنابراین، می توانیم یک مدار معادل بسازیم (طبق قضیه کیرشهوف):

1. هنگام کار بر روی جریان متناوب، خازن با یک قطعه هادی با مقاومت صفر جایگزین می شود.
2. هنگام کار در مدار DC، خازن با مقاومت جایگزین می شود (نه، نه با ظرفیت!)

ویژگی اصلی یک خازن ظرفیت الکتریکی آن است. واحد ظرفیت خازن فاراد است. او خیلی بزرگ است. در عمل، به عنوان یک قاعده، از آنها استفاده می شود که در میکروفاراد، نانوفاراد، میکروفاراد اندازه گیری می شوند. در نمودارها، خازن به صورت دو خط تیره موازی نشان داده شده است که از آنها ضربه هایی وجود دارد.

خازن های متغیر

همچنین نوعی دستگاه وجود دارد که در آن ظرفیت خازن تغییر می کند (در این مورد به دلیل وجود صفحات متحرک). ظرفیت خازنی به اندازه صفحه (در فرمول S مساحت آن است) و همچنین به فاصله بین الکترودها بستگی دارد. در خازن متغیر با دی الکتریک هوا، به عنوان مثال، به دلیل وجود یک قطعه متحرک، امکان تغییر سریع منطقه وجود دارد. بنابراین، ظرفیت نیز تغییر خواهد کرد. اما تعیین اجزای رادیویی در طرح های خارجی تا حدودی متفاوت است. به عنوان مثال، یک مقاومت به عنوان یک منحنی شکسته روی آنها نشان داده شده است.

خازن های دائمی

این عناصر در طراحی و همچنین در موادی که از آنها ساخته شده اند تفاوت هایی دارند. محبوب ترین انواع دی الکتریک ها را می توان متمایز کرد:

1. هوا.
2. میکا
3. سرامیک.

اما این فقط در مورد عناصر غیر قطبی صدق می کند. خازن های الکترولیتی (قطبی) نیز وجود دارد. این عناصر هستند که ظرفیت های بسیار زیادی دارند - از دهم میکروفاراد تا چندین هزار. علاوه بر ظرفیت خازنی، چنین عناصری یک پارامتر دیگر نیز دارند - حداکثر مقدار ولتاژی که استفاده از آن مجاز است. این پارامترها روی نمودارها و روی کیس های خازن نوشته می شوند.

روی نمودارها

شایان ذکر است که در مورد استفاده از تریمر یا خازن های متغیر، دو مقدار مشخص شده است - حداقل و حداکثر ظرفیت. در واقع، روی کیس همیشه می توانید محدوده خاصی را پیدا کنید که در صورت چرخاندن محور دستگاه از یک موقعیت شدید به موقعیت دیگر، ظرفیت خازن تغییر می کند.

بیایید بگوییم وجود دارد خازن متغیربا ظرفیت 9-240 (اندازه گیری پیش فرض بر حسب پیکوفاراد). این بدان معنی است که با حداقل همپوشانی صفحات، ظرفیت خازن 9 pF خواهد بود. و در حداکثر - 240 pF. شایان ذکر است که تعیین اجزای رادیویی روی نمودار و نام آنها را با جزئیات بیشتری در نظر بگیرید تا بتوانید اسناد فنی را به درستی بخوانید.

اتصال خازن ها

ما بلافاصله می توانیم سه نوع اتصال عناصر را تشخیص دهیم (فقط بسیار زیاد است):

1. متوالی- محاسبه ظرفیت کل کل زنجیره بسیار ساده است. در این صورت برابر حاصلضرب تمام ظرفیت های عناصر تقسیم بر مجموع آنها خواهد بود.
2. موازی- در این مورد، محاسبه ظرفیت کل آسان تر است. لازم است ظرفیت تمام خازن ها در زنجیره اضافه شود.
3. مختلط- در این مورد، طرح به چند قسمت تقسیم می شود. می توانیم بگوییم که ساده شده است - یک قسمت فقط شامل عناصر موازی متصل است، دومی - فقط به صورت سری.

و این فقط اطلاعات کلیدر مورد خازن ها، در واقع، می توانید در مورد آنها زیاد صحبت کنید، آزمایش های سرگرم کننده را به عنوان مثال ذکر کنید.

مقاومت ها: اطلاعات عمومی

این عناصر همچنین در هر طرحی یافت می شوند - حتی در یک گیرنده رادیویی، حتی در یک مدار کنترل روی یک میکروکنترلر. این یک لوله چینی است که روی آن یک لایه نازک از فلز (کربن - به ویژه دوده) در خارج قرار می گیرد. با این حال، حتی گرافیت را می توان اعمال کرد - اثر مشابه خواهد بود. اگر مقاومت ها دارای مقاومت بسیار کم و توان بالا باشند، از آن به عنوان یک لایه رسانا استفاده می شود

ویژگی اصلی یک مقاومت مقاومت آن است. در مدارهای الکتریکی برای تنظیم مقدار جریان مورد نیاز در مدارهای خاص استفاده می شود. در درس های فیزیک، مقایسه ای با بشکه ای پر از آب انجام شد: اگر قطر لوله را تغییر دهید، می توانید سرعت جت را تنظیم کنید. لازم به ذکر است که مقاومت به ضخامت لایه رسانا بستگی دارد. هر چه این لایه نازک تر باشد، مقاومت آن بیشتر می شود. که در آن کنوانسیون هااجزای رادیویی در نمودارها به اندازه عنصر بستگی ندارند.

مقاومت های ثابت

در مورد چنین عناصری، رایج ترین انواع را می توان متمایز کرد:

1. لاکی متالایز مقاوم در برابر حرارت - به اختصار MLT.
2. مقاومت در برابر رطوبت - آفتاب.
3. فشرده کربن لاکی - ULM.

مقاومت ها دو پارامتر اصلی دارند - قدرت و مقاومت. آخرین پارامتر بر حسب اهم اندازه گیری می شود. اما این واحد اندازه گیری بسیار کوچک است، بنابراین در عمل اغلب عناصری را خواهید یافت که مقاومت آنها بر حسب مگا اهم و کیلو اهم اندازه گیری می شود. قدرت منحصراً بر حسب وات اندازه گیری می شود. علاوه بر این، ابعاد عنصر به قدرت بستگی دارد. هر چه بزرگتر باشد، عنصر بزرگتر است. و اکنون در مورد تعیین اجزای رادیویی چیست. در نمودارهای دستگاه های وارداتی و داخلی، همه عناصر را می توان به طور متفاوت تعیین کرد.

در مدارهای خانگی، مقاومت یک مستطیل کوچک با نسبت ابعاد 1: 3 است، پارامترهای آن یا در طرف (اگر عنصر به صورت عمودی قرار دارد) یا در بالا (در صورت آرایش افقی) نوشته می شود. ابتدا حرف لاتین R و سپس شماره سریال مقاومت در مدار مشخص می شود.

مقاومت متغیر (پتانسیومتر)

مقاومت های ثابت تنها دو خروجی دارند. اما سه متغیر وجود دارد. در نمودارهای الکتریکی و روی بدنه عنصر، مقاومت بین دو کنتاکت شدید نشان داده شده است. اما بین حد وسط و هر یک از نقاط افراطی، بسته به موقعیتی که محور مقاومت در آن قرار دارد، مقاومت متفاوت خواهد بود. علاوه بر این، اگر دو اهم متر را وصل کنید، می توانید ببینید که چگونه قرائت یکی پایین و دومی به بالا تغییر می کند. شما باید نحوه خواندن نمودار مدار دستگاه های الکترونیکی را بدانید. دانستن نام اجزای رادیویی نیز اضافی نخواهد بود.

مقاومت کل (بین پایانه های شدید) بدون تغییر باقی می ماند. از مقاومت های متغیر برای کنترل بهره استفاده می شود (با کمک آنها می توانید صدا را در رادیوها، تلویزیون ها تغییر دهید). بعلاوه، مقاومت های متغیربه طور گسترده در اتومبیل استفاده می شود. اینها سنسورهای سطح سوخت، کنترل کننده های سرعت موتور الکتریکی، روشنایی نور هستند.

اتصال مقاومت ها

در این حالت، تصویر کاملاً مخالف تصویر خازن است:

1. اتصال سریال- مقاومت تمام عناصر در مدار اضافه می شود.
2. اتصال موازیحاصلضرب مقاومت ها بر مجموع تقسیم می شود.
3. مختلط- کل طرح به زنجیره های کوچکتر تقسیم شده و گام به گام محاسبه می شود.

در این مورد، می توانید بررسی مقاومت ها را ببندید و شروع به توصیف جالب ترین عناصر - نیمه هادی ها کنید (تعیین اجزای رادیویی در نمودارها، GOST برای UGO، در زیر مورد بحث قرار گرفته است).

نیمه هادی ها

این بزرگترین بخش از تمام عناصر رادیویی است، زیرا نیمه هادی ها نه تنها شامل دیودهای زنر، ترانزیستورها، دیودها، بلکه واریکاپ ها، واریکونداها، تریستورها، تریاک ها، میکرو مدارها و غیره هستند. عناصر - و خازن ها، و مقاومت ها، و اتصالات pn.

همانطور که می دانید، هادی ها (فلزات، به عنوان مثال)، دی الکتریک (چوب، پلاستیک، پارچه) وجود دارد. ممکن است نام‌گذاری‌های متفاوتی از اجزای رادیویی در نمودار وجود داشته باشد (یک مثلث به احتمال زیاد یک دیود یا یک دیود زنر است). اما شایان ذکر است که یک مثلث بدون عناصر اضافی نشان دهنده یک زمین منطقی در فناوری ریزپردازنده است.

این مواد بدون توجه به وضعیت تجمعی که در آن قرار دارند، یا جریان را هدایت می کنند یا ندارند. اما نیمه هادی هایی نیز وجود دارند که خواص آنها بسته به شرایط خاص متفاوت است. اینها موادی مانند سیلیکون، ژرمانیوم هستند. به هر حال ، شیشه را می توان تا حدی به نیمه هادی ها نیز نسبت داد - در حالت عادی آن جریان را هدایت نمی کند ، اما هنگام گرم شدن ، تصویر کاملاً مخالف است.

دیودها و دیودهای زنر

یک دیود نیمه هادی فقط دو الکترود دارد: یک کاتد (منفی) و یک آند (مثبت). اما این قطعه رادیویی چه ویژگی هایی دارد؟ شما می توانید عناوین را در نمودار بالا مشاهده کنید. بنابراین، منبع تغذیه را با یک پلاس به آند و یک منهای به کاتد وصل می کنید. در این حالت جریان الکتریکی از یک الکترود به الکترود دیگر می گذرد. شایان ذکر است که عنصر در این مورد دارای مقاومت بسیار کم است. اکنون می توانید آزمایشی انجام دهید و باتری را به صورت معکوس وصل کنید، سپس مقاومت فعلی چندین بار افزایش می یابد و جریان آن متوقف می شود. و اگر جریان متناوب را از طریق دیود هدایت کنید، خروجی ثابتی خواهید داشت (البته با امواج کوچک). هنگام استفاده از مدار سوئیچینگ پل، دو نیم موج (مثبت) به دست می آید.

دیودهای زنر مانند دیودها دارای دو الکترود هستند - یک کاتد و یک آند. AT ارتباط مستقیماین عنصر دقیقاً به همان روش دیود مورد بحث در بالا کار می کند. اما اگر جریان را در جهت مخالف شروع کنید، می توانید تصویر بسیار جالبی را مشاهده کنید. در ابتدا، دیود زنر جریانی را از خود عبور نمی دهد. اما وقتی ولتاژ به مقدار معینی می رسد، خرابی رخ می دهد و المان جریان را هدایت می کند. این ولتاژ تثبیت است. ویژگی بسیار خوبی که به لطف آن می توان به یک ولتاژ پایدار در مدارها دست یافت تا کاملاً از شر نوسانات حتی کوچکترین آنها خلاص شود. تعیین اجزای رادیویی روی نمودارها به صورت مثلث است و در بالای آن خطی عمود بر ارتفاع وجود دارد.

ترانزیستورها

اگر گاهی اوقات حتی نمی توان دیودها و دیودهای زنر را در طرح ها یافت، ترانزیستورها را در هر یک از آنها پیدا خواهید کرد (به جز ترانزیستورها سه الکترود دارند:

1. پایه (به اختصار حرف "B" نشان داده شده است).
2. گردآورنده (K).
3. امیتر (E).

ترانزیستورها می توانند در چندین حالت کار کنند، اما اغلب آنها در تقویت و کلید (مانند یک سوئیچ) استفاده می شوند. می توانید با یک دهانه مقایسه کنید - آنها در پایه فریاد زدند ، صدای تقویت شده از جمع کننده به بیرون پرواز کرد. و با دست خود امیتر را بگیرید - این بدن است. مشخصه اصلی ترانزیستورها بهره (نسبت کلکتور و جریان پایه) است. این پارامتر، همراه با بسیاری دیگر، اصلی ترین پارامتر برای این جزء رادیویی است. نامگذاری در نمودار برای ترانزیستور - نوار عمودیو دو خط با زاویه به آن نزدیک می شوند. چند نوع متداول ترانزیستور وجود دارد:

1. قطبی.
2. دوقطبی.
3. رشته.

مجموعه های ترانزیستوری نیز وجود دارد که از چندین عنصر تقویت کننده تشکیل شده است. اینها رایج ترین اجزای رادیویی هستند. نام‌گذاری‌های روی نمودار در مقاله مورد بحث قرار گرفت.

ساده ترین عناصر دستگاه های الکترونیکی عبارتند از:

1) خازن- دستگاهی که قادر به ذخیره انرژی در میدان الکتریکی است.

جریان عبوری از خازن متناسب با تغییر ولتاژ در واحد زمان است.

2) دریچه گازیا یک سلف - چوک همچنین توانایی ذخیره انرژی را دارد، اما نه در یک میدان الکتریکی، بلکه در یک میدان مغناطیسی. مانند یک خازن رفتار می کند، با این تفاوت که ولتاژ نیست که باید در نظر گرفته شود، بلکه جریان است.

اگر یک چوک و یک خازن را به صورت موازی وصل کنید، یک مدار نوسانی دریافت می کنید.

3) دیود (اتصال p-n) - دو الکترود دستگاه الکترونیکی، بسته به جهت جریان الکتریکی رسانایی متفاوتی دارد

P رسانایی الکترونیکی دارد (که توسط یک ناخالصی دهنده هدایت می شود)

N دارای رسانایی سوراخ است (که توسط یک ناخالصی برجسته هدایت می شود)

انواع مختلفی از دیودها وجود دارد:

دیود زنر

• عکس و ال ای دی

4) مقاومت- یک عنصر غیرفعال یک مدار الکتریکی که به طور ایده آل فقط با مقاومت در برابر جریان الکتریکی مشخص می شود، یعنی برای یک مقاومت ایده آل، قانون اهم باید در هر زمان انجام شود.

قانون اهم می گوید که جریان برابر است با نسبت ولتاژ به مقاومت (I=U/R)

الف) ولتاژ یک اختلاف پتانسیل است.

ب) مقاومت - مقدار با رسانایی نسبت معکوس دارد.

ولتاژ بر حسب ولت و مقاومت بر حسب اهم اندازه گیری می شود.

1. طرح های غیرفعال تقسیم کننده مقاومتی

تقسیم کننده ولتاژ - دستگاهی برای تقسیم ولتاژ مستقیم یا متناوب.

این بر اساس مقاومت های فعال، واکنشی یا غیر خطی ساخته شده است.

1) تقسیم کننده. در تقسیم کننده، مقاومت ها به صورت سری به هم متصل می شوند.

ولتاژ خروجی ولتاژ دو طرف است منطقه جداگانهمدارهای تقسیم کننده

2) شانه. بخش هایی که بین ولتاژ تغذیه و نقطه حذف ولتاژ خروجی قرار دارند، شانه های تقسیم کننده نامیده می شوند.

آ) شانه پایین تر. شانه بین خروجی و پتانسیل عرضه صفر معمولاً پایین تر نامیده می شود.

ب ) بالای شانه. دیگری بالا نامیده می شود. هر تقسیم کننده دو بازو دارد.

3) تقسیم کننده مقاومت. تقسیم کننده ولتاژ که فقط بر روی مقاومت های فعال ساخته شده است، تقسیم کننده ولتاژ مقاومتی نامیده می شود. ضریب تقسیم چنین تقسیم کننده ها به فرکانس ولتاژ اعمال شده بستگی ندارد.

ساده ترین تقسیم کننده مقاومتیولتاژ دو مقاومت سری R1 و R2 متصل به منبع ولتاژ U است.

1. فیلترهای غیرفعال Fnch.

1) فیلتر غیرفعال- یک فیلتر الکترونیکی که فقط از اجزای غیرفعال مانند خازن ها و مقاومت ها تشکیل شده است.

فیلترهای غیرفعال برای کار کردن به هیچ منبع انرژی نیاز ندارند.

برخلاف فیلترهای فعال، فیلترهای غیرفعال سیگنال را از نظر قدرت تقویت نمی کنند. تقریباً همیشه فیلترهای غیرفعال خطی هستند.

2) استفاده. فیلترهای غیرفعال در سراسر تجهیزات رادیویی و الکترونیکی مانند بلندگوها، منابع تغذیه بدون وقفه و غیره استفاده می شوند.

3) فیلتر پایین گذر (LPF)- یک فیلتر الکترونیکی یا هر فیلتر دیگری که به طور موثر طیف فرکانسی یک سیگنال را از فرکانس مشخصی (فرکانس قطع) عبور می دهد و فرکانس های سیگنال بالاتر از این فرکانس را کاهش می دهد (یا سرکوب می کند).

درجه سرکوب هر فرکانس به نوع فیلتر بستگی دارد.

3) تفاوت با HPF. در مقابل، فیلتر بالاگذر فرکانس های سیگنال را بالاتر از فرکانس قطع عبور می دهد و فرکانس های پایین را کاهش می دهد.

4) مقررات«فرکانس‌های بالا» و «فرکانس‌های پایین» که برای فیلترها اعمال می‌شود، نسبی هستند و به ساختار انتخابی و پارامترهای فیلتر بستگی دارند.

5) فیلتر پایین گذر ایده آلتمام فرکانس های سیگنال ورودی بالای فرکانس قطع را به طور کامل سرکوب می کند و تمام فرکانس های زیر فرکانس قطع را بدون تغییر عبور می دهد. هیچ منطقه انتقالی بین فرکانس های باند سرکوب و باند عبور وجود ندارد. یک فیلتر پایین گذر ایده آل فقط به صورت تئوری قابل تحقق است

شاخص اصلی کمال تجهیزات الکترونیکی تراکم بسته بندی است، یعنی. تعداد عناصر مدار در 1 سانتی متر مکعب از دستگاه عامل.

تکنولوژی ساخت مدارهای یکپارچهتراکم بسته بندی چند هزار عنصر در هر 1 سانتی متر مکعب را فراهم می کند.

مقاومت ها

مقاومت ها رایج ترین عناصر هستند و دارای نماد گرافیکی زیر (UGO) هستند:

مقاومت ها از مواد رسانا ساخته شده اند: گرافیت، فیلم فلزی نازک، سیم هایی با رسانایی کم.

مقاومت با مقدار مقاومت مشخص می شود: R \u003d U / I و همچنین قدرتی که مقاومت در فضا پراکنده می کند ، تحمل ، ضریب دما ، سطح نویز. این صنعت مقاومت هایی با مقاومت 0.01 اهم تا 1012 اهم و توان 1/8 تا 250 وات با تلرانس 0.005% تا 20% تولید می کند. مقاومت ها به عنوان مقاومت های محدود کننده بار و جریان، تقسیم کننده های ولتاژ، مقاومت های اضافی، شنت ها استفاده می شوند.

خازن ها

خازن - دستگاهی با دو پایانه و دارای ویژگی:

جایی که
• C ظرفیت بر حسب فاراد است.
• U - ولتاژ بر حسب ولت؛
• Q - شارژ در آویز.

UGO خازن به شرح زیر است:

این صنعت خازن های سرامیکی، الکترولیتی و میکا را با ظرفیت 0.5 pF تا 1000 میکروفاراد و حداکثر ولتاژ 3 ولت تا 10 کیلو ولت تولید می کند.

خازن ها در مدارهای نوسانیفیلترها برای جداسازی مدارهای DC و AC به عنوان عناصر مسدود کننده. در مدارهای AC، یک خازن مانند مقاومتی عمل می کند که مقاومت آن با افزایش فرکانس کاهش می یابد.

سلف ها

سلف وسیله ای است که دارای ویژگی های زیر است:

U = L dI / dt،

جایی که
• L اندوکتانس در هنری (یا mH یا µH) است.
• U - ولتاژ بر حسب ولت؛
• dI/dt - نرخ تغییر جریان.

سلف های UGO به شرح زیر است:

سلف یک هادی عایق است که به صورت مارپیچ پیچیده شده است که دارای اندوکتانس قابل توجهی با ظرفیت نسبتاً کم و مقاومت فعال کم است. مواد هسته معمولا آهن یا فریت به شکل میله، چنبره است.

در مدارهای AC، سیم پیچ مانند یک مقاومت عمل می کند که مقاومت آن با افزایش فرکانس افزایش می یابد.

ترانسفورماتور دستگاهی متشکل از دو سلف جفت شده القایی است که به آنها سیم پیچ اولیه و ثانویه می گویند.

ترانسفورماتور UGO با هسته مغناطیسی:

نسبت تبدیل:

که در آن w1 و w2 تعداد دورها هستند

ترانسفورماتورها برای تبدیل ولتاژ و جریان متناوب و همچنین جداسازی از شبکه استفاده می شوند.

نیمه هادی ها

عملکرد دستگاه های نیمه هادی بر اساس استفاده از خواص نیمه هادی ها است.

تعداد مواد نیمه هادی شناخته شده در حال حاضر بسیار زیاد است. برای ساخت دستگاه های نیمه هادی، از مواد نیمه هادی ساده - ژرمانیوم، سیلیکون، سلنیوم - و مواد نیمه هادی پیچیده - آرسنید گالیم، فسفیت گالیم و غیره استفاده می شود. مقادیر مقاومت الکتریکی در مواد نیمه هادی خالص از 0.65 اهم متر (ژرمانیوم) تا 108 اهم متر (سلنیوم) متغیر است.

نیمه هادی ها یا ترکیبات نیمه هادی یا ذاتی هستند (خالص) یا دوپ شده (دوپ شده) در نیمه هادی های خالص غلظت حامل های بار - الکترون ها و حفره های آزاد فقط 10 است. 16 - 1018 در هر 1 سانتی متر مکعب از ماده.

برای کاهش مقاومت یک نیمه هادی و دادن نوع خاصی از رسانایی الکتریکی - الکترونیکی با غلبه الکترون های آزاد یا حفره با غلبه حفره ها - ناخالصی های خاصی به نیمه هادی های خالص وارد می شود. به این فرآیند دوپینگ می گویند. عناصر گروه 3 و 5 به عنوان ناخالصی استفاده می شوند سیستم دوره ایعناصر D. I. مندلیف. عناصر آلیاژی گروه 3 هدایت الکتریکی مواد نیمه هادی را ایجاد می کنند و ناخالصی های پذیرنده نامیده می شوند، عناصر گروه 5 - هدایت الکتریکی الکترونیکی ناخالصی های دهنده نامیده می شوند.

نیمه هادی های ذاتی نیمه هادی هایی هستند که در آنها ناخالصی وجود ندارد (اهداکننده و پذیرنده). در T = 0، هیچ حامل بار آزاد در نیمه هادی ذاتی وجود ندارد و غلظت حامل های بار N است. n = Np = 0و الکتریسیته را هدایت نمی کند. در T> 0، برخی از الکترون ها از نوار ظرفیت به نوار رسانایی پرتاب می شوند. این الکترون ها و حفره ها می توانند آزادانه در میان باندهای انرژی حرکت کنند. در عمل از نیمه هادی های دوپ شده استفاده می شود. مقاومت الکتریکی یک نیمه هادی دوپ شده اساساً به غلظت ناخالصی بستگی دارد. در غلظت ناخالصی 1020 - 1021 در هر سانتی متر مکعب ماده، می توان آن را به 5 · 10-6 اهم متر برای ژرمانیوم و 5 · 10-5 اهم متر برای سیلیکون کاهش داد.

هنگامی که یک میدان الکتریکی به یک نیمه هادی دوپ شده اعمال می شود، جریان الکتریکی در آن جریان می یابد.

مقاومت های نیمه هادی

مقاومت نیمه هادی یک دستگاه نیمه هادی دو ترمینالی است که از وابستگی مقاومت الکترونیکی یک نیمه هادی به ولتاژ، دما، روشنایی و سایر پارامترهای کنترلی استفاده می کند.

در مقاومت های نیمه هادی از یک نیمه هادی استفاده می شود که به طور یکنواخت با ناخالصی ها دوپ شده است. بسته به نوع ناخالصی ها و طرح، می توان وابستگی های مختلفی را به پارامترهای کنترلی بدست آورد.

مقاومت خطی یک مقاومت نیمه رسانا است که از موادی مانند سیلیکون یا آرسنید گالیم استفاده می کند.

مقاومت الکتریکی چنین نیمه هادی کمی به شدت میدان الکتریکی و چگالی جریان الکتریکی بستگی دارد. بنابراین، مقاومت یک مقاومت نیمه هادی خطی در طیف وسیعی از ولتاژها و جریان ها تقریباً ثابت می ماند. مقاومت خطی نیمه هادی به طور گسترده در مدارهای مجتمع استفاده می شود.

مشخصه جریان-ولتاژ یک مقاومت خطی

عناصر مقاومتی غیرخطی

UGO یک عنصر مقاومتی غیرخطی در شکل نشان داده شده است:

جریان I که از یک عنصر غیر خطی عبور می کند، ولتاژ U در سراسر آن. وابستگی U(I) یا I(U) مشخصه جریان-ولتاژ نامیده می شود.

واریستورها

عناصر مقاومتی که مقاومت آنها به شدت میدان الکتریکی بستگی دارد وریستور نامیده می شوند. واریستورها از دانه های فشرده کاربید سیلیکون ساخته می شوند. رسانایی الکتریکی مواد عمدتاً به دلیل تجزیه لایه های اکسیدی است که دانه ها را می پوشانند. با قدرت میدان الکتریکی اعمال شده تعیین می شود، یعنی. به بزرگی ولتاژ اعمال شده بستگی دارد.

نمایش گرافیکی مشروط وریستور و آن ویژگی های ولت آمپردر تصویر نشان داده شده است:

واریستورها مشخص می شوند ولتاژ محاسبه شده Unom، جریان نامی Inom، و همچنین ضریب غیرخطی β. این ضریب برابر است با نسبت مقاومت استاتیکی به مقاومت دیفرانسیل در نقطه مشخصه با مقادیر اسمی ولتاژ و جریان:

,

که در آن U و I ولتاژ و جریان وریستور هستند. ضریب غیر خطی برای انواع مختلف وریستور در محدوده 2 - 6

ترمیستورها

گروه بزرگی از عناصر مقاومتی غیر خطی، عناصر غیر خطی کنترل شده هستند. اینها شامل ترمیستورها (ترمیستورها) - عناصر مقاومتی غیر خطی هستند که مشخصات ولتاژ جریان آنها به طور قابل توجهی به دما بستگی دارد. در برخی از انواع ترمیستورها، دما توسط بخاری مخصوص تغییر می کند. ترمیستورها یا از فلز (مس، پلاتین) ساخته می شوند که مقاومت آن با دما به طور قابل توجهی تغییر می کند یا از نیمه هادی ها. در ترمیستورهای نیمه هادی، وابستگی مقاومت به دما با یک تابع تحلیلی توصیف می شود.

.

در اینجا R(T0) مقدار مقاومت ساکن در دمای T0 = 293 K است که در آن T دمای مطلق و B ضریب است. نام گرافیکی مرسوم ترمیستور، مشخصه دمای آن، مشخصه جریان-ولتاژ در شکل نشان داده شده است:

دو نوع ترمیستور وجود دارد: ترمیستور که مقاومت آن با افزایش دما کاهش می یابد و پوزیستور که با افزایش دما مقاومت آن افزایش می یابد. نام نامه ترمیستور با ضریب دمای منفی TP و با ضریب مثبت - TRP است. ضریب دما TKS =، که در آن R1 مقاومت در دمای اسمی است، ΔR تغییر مقاومت در هنگام تغییر دما توسط Δt است.

از نظر ساختاری، ترمیستورها به شکل مهره، واشر، دیسک ساخته می شوند.

مقاومت نوری

مقاومت نوری یک مقاومت نیمه هادی است که مقاومت آن به شار نوری که بر روی یک ماده نیمه هادی وارد می شود یا به تابش الکترومغناطیسی نافذ بستگی دارد. گسترده ترین مقاومت نوری با اثر فوتوالکتریک مثبت (به عنوان مثال SF2-8، SF3-8) است. UGO چنین عنصری در شکل نشان داده شده است:

در مقاومت نوری، مقاومت در نتیجه تابش یک ویفر از مواد نیمه هادی با شار نور در محدوده مرئی، فرابنفش یا مادون قرمز تغییر می کند. سولفیدهای تالیم، تلوریم، کادمیوم، سرب، بیسموت به عنوان ماده استفاده می شود.

ویژگی های جریان ولتاژ مقاومت نوری عبارتند از توابع خطی، که زاویه شیب آن به بزرگی شار نورانی بستگی دارد. در مختصات I - U (جریان عمودی)، زاویه ساخته شده توسط یک خط مستقیم با محور افقی (محور ولتاژ)، بزرگتر، شار نوری بیشتر است. مقاومت تاریکی اپتوکوپلرهای مقاومتی 10 است 7 - 109 اهم در حالت روشن، تا چند صد اهم کاهش می یابد. عملکرد آنها بالا نیست و محدود به مقادیر چند کیلوهرتز است.

مغناطیس مقاومت ها

مقاومت های مغناطیسی مواد نیمه رسانایی هستند که مقاومت الکتریکی آنها به قدرت میدان مغناطیسی اثر بر ماده بستگی دارد. ماده مورد استفاده بیسموت، ژرمانیوم و غیره است. مقاومت مقاومت مغناطیسی با وابستگی توصیف می شود.

,

که در آن R(0) مقاومت در H = 0 است. α ضریب است، H قدرت میدان مغناطیسی است که مقاومت مغناطیسی در آن قرار می گیرد.

دیودهای نیمه هادی

دیودهای نیمه هادی یکی از رایج ترین زیر کلاس های دستگاه های نیمه هادی هستند. آنها با انواع اصول فیزیکی اساسی، انواع مواد نیمه هادی مورد استفاده، و انواع طراحی و اجرای فن آوری متمایز می شوند. دیودهای نیمه هادی با توجه به هدف عملکردی آنها را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

1. یکسو کننده ها (شامل قطب ها، پل ها، ماتریس ها)، ایمپالس، دیودهای زنر، واریکاپ ها، دریچه های کنترل شده (تریستورها، تریستورهای متقارن - تریاک ها، دینیستورها)؛
2. دیودهای مایکروویو: آشکارساز، مخلوط کردن، پارامتریک، دیودهای پین، بهمن، دیودهای تونل، دیودهای گان.
3. اپتوالکترونیک: فتودیودها، ال ای دی ها، تابشگرهای IR، دیودهای لیزری بر اساس ساختارهای ناهمگون.
4. دیودهای مغناطیسی

از نیمه هادی های کم دوپ شده برای ساخت دیودهای کم مصرف استفاده می شود، در حالی که نیمه هادی هایی که به شدت دوپ شده اند برای ساخت دیودهای پرقدرت و ضربه ای استفاده می شوند.

اتصال الکترون به حفره که برای اختصار پیوند p-n نامیده می شود، برای عملکرد دیودهای نیمه هادی از اهمیت اولیه برخوردار است.

اتصال الکترون-حفره p-n

یک الکترون حفره یا اتصال p-n، تماس دو نیمه هادی از یک نوع است. انواع مختلفرسانایی (الکترونیکی و سوراخ). کلاسیک مثال p-nانتقال عبارتند از: n-Si - p-Si، n-Ge - p-Ge.

نوترکیبی (اتحاد مجدد) الکترون ها و حفره ها در لایه مرزی رخ می دهد. الکترون های آزاد از باند یک نیمه هادی نوع n سطوح آزاد را در باند ظرفیت یک نیمه هادی نوع p اشغال می کنند. در نتیجه، لایه ای در نزدیکی مرز دو نیمه هادی تشکیل می شود که فاقد حامل های شارژ متحرک است و در نتیجه دارای میزان بالایی است. مقاومت الکتریکی، به اصطلاح لایه مانع. ضخامت لایه مانع معمولاً از چند میکرومتر تجاوز نمی کند.

از انبساط لایه مانع توسط یون های بی حرکت ناخالصی های دهنده و گیرنده جلوگیری می شود که یک لایه الکتریکی دوتایی در مرز نیمه هادی ها تشکیل می دهند. این لایه اختلاف پتانسیل تماس (موانع پتانسیل) را در رابط نیمه هادی تعیین می کند. اختلاف پتانسیل حاصل، یک میدان الکتریکی در لایه مسدود کننده ایجاد می کند که هم از انتقال الکترون ها از نیمه هادی نوع n به نیمه هادی نوع p و هم از انتقال حفره ها به نیمه هادی نوع n جلوگیری می کند. در همان زمان، الکترون ها می توانند آزادانه از یک نیمه هادی نوع p به یک نیمه هادی نوع n حرکت کنند، درست مانند حفره ها که می توانند از یک نیمه هادی نوع n به یک نیمه هادی نوع p حرکت کنند. بنابراین، اختلاف پتانسیل تماس از حرکت حامل های بار اصلی جلوگیری می کند و مانع از حرکت حامل های بار اقلیت نمی شود. با این حال، هنگامی که حامل های اقلیت از طریق اتصال p-n (به اصطلاح جریان رانش Idr) حرکت می کنند، اختلاف پتانسیل تماس φk کاهش می یابد، که به برخی از حامل های اصلی با انرژی کافی اجازه می دهد تا بر سد پتانسیل به دلیل اختلاف پتانسیل تماس φk غلبه کنند. یک جریان منتشر Idif ظاهر می شود که به سمت جریان دریفت Idr هدایت می شود، یعنی. یک تعادل دینامیکی وجود دارد که در آن Idr = Idif است.

اگر یک ولتاژ خارجی به اتصال p-n اعمال شود که میدان الکتریکی با قدرت Evn را در لایه مسدود کننده ایجاد می کند که در جهت با میدان یون های غیر متحرک با قدرت Ezap منطبق است، این تنها به گسترش لایه مسدود کننده منجر می شود. حامل های بار مثبت و منفی را از ناحیه تماس (حفره ها و الکترون ها) منحرف می کند.

در این مورد، مقاومت اتصال pn زیاد است، جریان عبوری از آن کم است - این به دلیل حرکت حامل های بار اقلیت است. در این حالت جریان معکوس (دریفت) نامیده می شود و اتصال p-n بسته می شود.

با قطبیت مخالف منبع ولتاژ، میدان الکتریکی خارجی به سمت میدان لایه الکتریکی دوگانه هدایت می شود، ضخامت لایه مانع کاهش می یابد و در ولتاژ 0.3 - 0.5 ولت، لایه مانع ناپدید می شود. مقاومت اتصال p-n به شدت کاهش می یابد و جریان نسبتاً زیادی ایجاد می شود. جریان مستقیم (انتشار) نامیده می شود و انتقال باز است.

مقاومت یک اتصال باز p-n فقط با مقاومت نیمه هادی تعیین می شود.

طبقه بندی دیودها

دیود نیمه هادی یک دستگاه الکترونیکی غیر خطی با دو الکترود است. بسته به ساختار داخلی، نوع، مقدار و سطح دوپینگ عناصر داخلی دیود و مشخصه جریان-ولتاژ، خواص دیودهای نیمه هادی متفاوت است.

نامگذاری گرافیکی مرسوم برخی از انواع دیودها با توجه به استانداردهای داخلی و آنها تصاویر گرافیکینشان داده شده در جدول:

دیودهای یکسو کننده

طراحی شده برای تبدیل جریان متناوب به جریان ضربانی تک قطبی یا جریان مستقیم. چنین دیودهایی برای سرعت، پایداری پارامترها و ظرفیت اتصالات p-n مورد نیاز نیستند. با توجه به مساحت بزرگ اتصال p-n، ظرفیت مانع دیود می تواند به ده ها پیکوفاراد برسد.

شکل a یک اتصال p-n را نشان می دهد که یک دیود را تشکیل می دهد، شکل b گنجاندن یک دیود را در جهت جلو نشان می دهد، که در آن جریان Ipr از دیود عبور می کند. شکل در گنجاندن دیود در جهت مخالف را نشان می دهد که در آن جریان Iobr از دیود عبور می کند.

شکل a گنجاندن دیود VD در مدار تغذیه شده توسط منبع EMF سینوسی e را نشان می دهد که مشخصه زمانی آن در شکل b نشان داده شده است. شکل c نموداری از جریان عبوری از دیود را نشان می دهد.

پارامترهای اصلی یک دیود یکسو کننده عبارتند از:

• Uobr.max - حداکثر ولتاژ مجاز، در جهت مخالف اعمال می شود که عملکرد دیود را نقض نمی کند.
• Ivp.sr - مقدار متوسط ​​جریان اصلاح شده برای دوره.
• Ipr.i - مقدار دامنه جریان پالس برای مدت زمان معینی از چرخه وظیفه پالس.
• Iobr.sr - مقدار متوسط ​​جریان معکوس برای دوره.
• Upr.sr - مقدار متوسط ​​ولتاژ رو به جلو در سراسر دیود برای دوره.
• Pav میانگین توان تلف شده توسط دیود در طول دوره است.
• rdif - مقاومت دیفرانسیل دیود.

از نظر کیفی، مشخصات جریان-ولتاژ یک دیود جهانی سیلیکون و ژرمانیوم در شکل a نشان داده شده است، و وابستگی ویژگی های جریان-ولتاژ یک دیود سیلیکونی جهانی برای سه دما در شکل ب نشان داده شده است.

برای عملکرد ایمن دیود ژرمانیوم، دمای آن نباید بیش از 85 درجه سانتیگراد باشد. دیودهای سیلیکونی می توانند تا دمای 150 درجه سانتیگراد کار کنند.

دیودهای پالس

برای کار در مدارهایی با سیگنال پالس طراحی شده است. اصلی برای آنها حالت فرآیندهای گذرا است. برای کاهش مدت زمان فرآیندهای گذرا در خود دستگاه، دیودهای پالسی دارای ظرفیت های کوچک پیوند p-n هستند که از کسری تا واحد پیکوفاراد متغیر است.

این امر با کاهش مساحت اتصال p-n حاصل می شود که به نوبه خود منجر به مقادیر کمی از توان مجاز اتلاف شده توسط دیود می شود. ویژگی های اصلی دیودهای پالس عبارتند از:

• Upr.max - حداکثر مقدار ولتاژ جلوی پالس.
• Ipr.max - حداکثر مقدار جریان پالسی.
• سی دی - ظرفیت دیود؛
• tset - زمان ایجاد ولتاژ پیشروی دیود؛
• tres زمان بازیابی مقاومت معکوس دیود است. این فاصله زمانی از لحظه عبور جریان از صفر تا لحظه ای است که جریان معکوس به یک مقدار کوچک از پیش تعیین شده می رسد.

دیودهای زنر

برای تثبیت ولتاژ در مدارهای الکتریکی، از دیودهای نیمه هادی با مشخصات ویژه جریان-ولتاژ - دیودهای زنر استفاده می شود. مشخصه ولت آمپر دیود زنر در شکل نشان داده شده است. انشعاب معکوس مشخصه جریان-ولتاژ عملکرد در حالت شکست الکتریکی را نشان می دهد و شامل قسمتی بین نقاط a و b، نزدیک به خطی و جهت دار در امتداد محور جریان است. در این حالت با تغییر قابل توجهی در جریان دیود زنر، ولتاژ تغییر قابل توجهی نمی کند.

این بخش برای دیود زنر کار می کند. هنگامی که جریان در محدوده Ict.min تا Ist.max تغییر می کند، ولتاژ در دو طرف دیود کمی با مقدار Ust متفاوت است.

مقدار Ist.max با حداکثر اتلاف توان مجاز دیود زنر محدود می شود. حداقل ارزشجریان تثبیت کننده در مقدار مطلق بیشتر از مقدار Ict.min باشد که در آن دیود زنر خواص تثبیت کننده خود را حفظ می کند.

این صنعت طیف گسترده ای از دیودهای زنر را با ولتاژ تثبیت کننده از 1 ولت تا 180 ولت تولید می کند.

دیود زنر با پارامترهای زیر مشخص می شود:

• Ust - ولتاژ تثبیت کننده؛
• Ist.max - حداکثر جریان تثبیت کننده؛
• Ict.min - حداقل جریان تثبیت.
• rd - مقاومت دیفرانسیل در بخش "ab"؛
• TKN - ضریب دمایی ولتاژ تثبیت.

دیودهای زنر برای تثبیت ولتاژ روی بار با تغییر ولتاژ در مدار خارجی طراحی شده اند. دیود زنر یک دستگاه سریع است و در مدارهای پالسی به خوبی کار می کند.

دیودهای شاتکی

دیودهای شاتکی با افت ولتاژ کم در دیود باز مشخص می شوند. مقدار این ولتاژ حدود 0.3 ولت است که بسیار کمتر از دیودهای معمولی است. علاوه بر این، زمان بازیابی مقاومت معکوس ts در حدود 100 ps است که بسیار کمتر از دیودهای معمولی است. بجز مدارهای دیجیتالدیودهای شاتکی در مدارهای منبع تغذیه ثانویه به منظور کاهش تلفات استاتیکی و دینامیکی در خود دیودها استفاده می شود: در مراحل خروجی منابع تغذیه ضربه ای، کنوکتورهای DC / DC، در سیستم های منبع تغذیه کامپیوتر، سرورها، سیستم های ارتباطی و انتقال داده.

واریکاپس

خازن های غیرخطی بر اساس استفاده از ویژگی های اتصال p-n الکترون-حفره واریکاپ هستند. زمانی که یک ولتاژ معکوس به یک اتصال p-n اعمال می شود از واریکاپ استفاده می شود. عرض اتصال pn و در نتیجه ظرفیت خازنی آن به بزرگی ولتاژ اعمال شده به اتصال pn بستگی دارد. ظرفیت چنین خازنی با استفاده از عبارت تعیین می شود

در این عبارت، ظرفیت خازن در ولتاژ مسدود کننده صفر است، S و l مساحت و ضخامت اتصال p-n هستند، ε0 ثابت دی الکتریک است، ε 0 = 8.85 10-12 F/M, εr - ثابت دی الکتریک نسبی. φк - پتانسیل تماس (برای ژرمانیوم 0.3..0.4 ولت و 0.7..0.8 ولت برای سیلیکون). |u| - ماژول ولتاژ معکوس اعمال شده به اتصال p-n. n = 2 برای انتقال ناگهانی. n = 3 برای انتقال اصلی.

نمودار وابستگی C(u) در شکل نشان داده شده است

حداکثر ظرفیت خازنی واریکاپ در ولتاژ صفر است. با افزایش بایاس معکوس، ظرفیت واریکاپ کاهش می یابد. پارامترهای اصلی واریکاپ عبارتند از:

• C - ظرفیت در ولتاژ معکوس 2 - 5 ولت؛
• به C = Cmax / Cmin- ضریب همپوشانی ظرفیت.

معمولاً C \u003d 10 - 500 pF، KC \u003d 5 - 20. Varicaps در سیستم های کنترل از راه دور، برای کنترل فرکانس خودکار، در تقویت کننده های پارامتری با سطح پایین نویز ذاتی استفاده می شود.

ال ای دی ها

LED یا دیود ساطع کننده، یک دیود نیمه هادی است که وقتی جریان مستقیم از آن عبور می کند، کوانتای نور ساطع می کند.

LED ها با توجه به ویژگی های انتشار به دو گروه تقسیم می شوند:

• LED توسط تابش در قسمت مرئی طیف؛
• ال ای دی هایی که در قسمت مادون قرمز طیف ساطع می شوند.

یک نمایش شماتیک از ساختار LED و UGO آن در شکل نشان داده شده است:

حوزه های کاربرد LED های IR عبارتند از: دستگاه های سوئیچ الکترونیک نوری، خطوط ارتباطی نوری و یک سیستم کنترل از راه دور. رایج ترین منبع مادون قرمز در حال حاضر GaAs LED (λ = 0.9 میکرومتر) است. توانایی ایجاد ال‌ای‌دی‌های مقرون‌به‌صرفه و بادوام که از نظر طیفی با نور طبیعی و حساسیت چشم انسان مطابقت دارند، چشم‌انداز جدیدی را برای استفاده‌های غیر سنتی آن‌ها باز می‌کند. از جمله، استفاده از ال ای دی در چراغ های راهنمایی چند بخش، لامپ های روشنایی با قدرت میکرو (با قدرت 3 وات، شار نور 85 لیتر)، در وسایل روشنایی خودرو.

فتودیودها

در فتودیودهای مبتنی بر اتصالات p-n، از اثر جداسازی در مرز اتصال الکترون به حفره حامل‌های کوچک غیرتعادلی ایجاد شده توسط تابش نوری استفاده می‌شود. به صورت شماتیک، فتودیود در شکل نشان داده شده است:

هنگامی که یک کوانتوم نور با انرژی hγ وارد نوار جذب ذاتی می شود، یک جفت حامل غیرتعادلی در یک نیمه رسانا ایجاد می شود - یک الکترون و یک حفره. هنگام ثبت سیگنال الکتریکی، لازم است تغییر در غلظت حامل ثبت شود. به عنوان یک قاعده، از اصل ثبت نام حامل های شارژ جزئی استفاده می شود.

هنگامی که مدار خارجی باز است (SA باز، R = ∞)، برای موردی که ولتاژ خارجی وجود ندارد، جریانی از مدار خارجی عبور نمی کند. در این حالت ولتاژ در خروجی های فتودیود حداکثر خواهد بود. این مقدار VG ولتاژ مدار باز Vxx نامیده می شود. ولتاژ Vxx (EMF عکس) را نیز می توان مستقیماً با اتصال یک ولت متر به خروجی های فوتودیود تعیین کرد، اما مقاومت داخلی ولت متر باید بسیار بیشتر از مقاومت اتصال pn باشد. در حالت اتصال کوتاه (SA بسته است)، ولتاژ در پایانه های فوتودیود VG = 0. جریان اتصال کوتاه Isc در مدار خارجی برابر با جریان نوری است اگر

Ikz \u003d اگر

شکل خانواده CVC یک فتودیود را برای قطبیت منفی و مثبت فتودیود نشان می دهد.

در ولتاژهای VG مثبت، جریان فوتودیود به سرعت افزایش می یابد (جهت رو به جلو) با افزایش ولتاژ. هنگامی که روشن می شود، کل جریان رو به جلو از طریق دیود کاهش می یابد، زیرا جریان نوری مخالف جریان یک منبع خارجی است.

CVC p-n-junction، واقع در ربع دوم (VG> 0، I< 0), показывает, что фотодиод можно использовать как источник тока. На этом базируется принцип работы پنل های خورشیدیبر اساس اتصالات p-n (حالت فتوژنراتور). مشخصه نور، وابستگی جریان نوری Iph به شار نوری Ф است که بر روی فتودیود وارد می شود. این همچنین شامل وابستگی Vxx به بزرگی شار نورانی است. تعداد جفت‌های الکترون-حفره‌ای که در فتودیود در طول روشنایی ایجاد می‌شوند، متناسب با تعداد فوتون‌هایی است که روی فتودیود می‌افتند. بنابراین، جریان نوری متناسب با بزرگی شار نوری خواهد بود:

اگر \u003d kF،

که در آن K - ضریب تناسب، بسته به پارامترهای فتودیود.

وقتی فوتودیود بایاس معکوس است، جریان در مدار خارجی متناسب با شار نور است و به ولتاژ VG (حالت مبدل عکس) بستگی ندارد. فتودیودها دستگاه های سریعی هستند و در فرکانس های 107 - 1010 هرتز کار می کنند. فتودیودها به طور گسترده در اپتوکوپلرهای LED-photodiode استفاده می شوند.

کوپلر اپتوکوپلر (اپتوکوپلر)

اپتوکوپلر یک دستگاه نیمه هادی است که حاوی یک منبع تابش و یک گیرنده تشعشع است که در یک بسته ترکیب شده و به صورت نوری، الکتریکی یا به طور همزمان توسط هر دو اتصال به هم متصل می شوند. اپتوکوپلرها بسیار گسترده هستند که در آنها از یک مقاومت نوری، یک فوتودیود، یک ترانزیستور نوری و یک فتوتریستور به عنوان گیرنده تابش استفاده می شود.

در اپتوکوپلرهای مقاومتی، با تغییر حالت مدار ورودی، مقاومت خروجی می تواند 107..108 برابر تغییر کند. علاوه بر این، مشخصه جریان-ولتاژ مقاومت نوری بسیار خطی و متقارن است، که کاربرد گسترده اپتوکوپلرهای لاستیکی را در دستگاه های مشابه تعیین می کند. نقطه ضعف اپتوکوپلرهای مقاومتی سرعت کم است - 0.01..1 ثانیه.

در مدارهای انتقال سیگنال های اطلاعات دیجیتال عمدتاً از اپتوکوپلرهای دیودی و ترانزیستوری استفاده می شود و از اپتوکوپلرهای تریستوری برای سوئیچینگ نوری مدارهای جریان بالا با ولتاژ بالا استفاده می شود. سرعت اپتوکوپلرهای تریستور و ترانزیستور با زمان سوئیچینگ مشخص می شود که اغلب در محدوده 5..5 میکرو ثانیه قرار دارد. برای برخی از اپتوکوپلرها، این زمان کوتاهتر است. بیایید نگاهی دقیق تر به اپتوکوپلر LED-photodiode بیندازیم.

نام گرافیکی معمولی اپتوکوپلر در شکل a نشان داده شده است:

دیود ساطع کننده (سمت چپ) باید در جهت جلو روشن شود و دیود نوری - در جلو (حالت ژنراتور نوری) یا در جهت مخالف (حالت مبدل عکس).