دیودها درس فیزیک با موضوع "نیمه هادی ها. جریان الکتریکی از طریق تماس نیمه هادی های نوع p-n. دیود نیمه هادی. ترانزیستورها" ارائه با موضوع دیودهای نیمه هادی

بخش ها: فیزیک، مسابقه "ارائه برای درس"

ارائه برای درس






























عقب به جلو

توجه! پیش نمایش اسلایدها فقط برای مقاصد اطلاعاتی است و ممکن است نشان دهنده همه ویژگی های ارائه نباشد. اگر به این کار علاقه مند هستید، لطفا نسخه کامل آن را دانلود کنید.

درس در کلاس دهم.

موضوع: R-و n- انواع دیود نیمه هادی. ترانزیستور."

اهداف:

  • آموزشی: ایجاد ایده ای از حامل های بار الکتریکی رایگان در نیمه هادی ها در حضور ناخالصی ها از دیدگاه تئوری الکترونیک و بر اساس این دانش، یافتن ماهیت فیزیکی اتصال p-n. به دانش آموزان آموزش دهید تا بر اساس دانش جوهر فیزیکی اتصال pn، عملکرد دستگاه های نیمه هادی را توضیح دهند.
  • در حال توسعه: توسعه تفکر فیزیکی دانش آموزان، توانایی تدوین مستقل نتیجه گیری، گسترش علاقه شناختی، فعالیت شناختی.
  • آموزشی: ادامه شکل گیری جهان بینی علمی دانش آموزان.

تجهیزات: ارائه در مورد موضوع:"نیمه هادی ها. جریان الکتریکی از طریق تماس نیمه هادی R-و n- انواع دیود نیمه هادی. ترانزیستور، پروژکتور چند رسانه ای.

در طول کلاس ها

I. لحظه سازمانی.

II. یادگیری مطالب جدید.

اسلاید 1.

اسلاید 2. نیمه هادی –ماده ای که در آن مقاومت می تواند در محدوده وسیعی تغییر کند و با افزایش دما خیلی سریع کاهش می یابد، به این معنی که هدایت الکتریکی (1/R) افزایش می یابد.

در سیلیکون، ژرمانیوم، سلنیوم و در برخی ترکیبات مشاهده می شود.

اسلاید 3.

مکانیزم رسانایی در نیمه هادی ها

اسلاید 4.

کریستال های نیمه هادی دارای یک شبکه کریستالی اتمی هستند که در قسمت بیرونی آن قرار دارد اسلاید 5.الکترون ها با پیوندهای کووالانسی به اتم های همسایه متصل می شوند.

در دماهای پایین، نیمه هادی های خالص الکترون آزاد ندارند و مانند عایق ها رفتار می کنند.

نیمه هادی ها خالص هستند (بدون ناخالصی)

اگر نیمه هادی خالص (بدون ناخالصی) باشد، رسانایی خاص خود را دارد که پایین است.

دو نوع هدایت ذاتی وجود دارد:

اسلاید 6. 1) الکترونیکی (رسانایی نوع "n")

در دماهای پایین در نیمه هادی ها، تمام الکترون ها به هسته ها متصل می شوند و مقاومت بالاست. با افزایش دما، انرژی جنبشی ذرات افزایش می یابد، پیوندها شکسته می شوند و الکترون های آزاد ظاهر می شوند - مقاومت کاهش می یابد.

الکترون های آزاد برخلاف بردار شدت میدان الکتریکی حرکت می کنند.

رسانایی الکترونیکی نیمه هادی ها به دلیل وجود الکترون های آزاد است.

اسلاید 7.

2) سوراخ (رسانایی نوع "p")

با افزایش دما، پیوندهای کووالانسی بین اتم ها، که توسط الکترون های ظرفیت انجام می شود، از بین می روند و مکان هایی با یک الکترون از دست رفته - "حفره" - تشکیل می شود.

می تواند در سراسر کریستال حرکت کند، زیرا جای آن را می توان با الکترون های ظرفیت جایگزین کرد. حرکت یک "سوراخ" معادل حرکت یک بار مثبت است.

سوراخ در جهت بردار شدت میدان الکتریکی حرکت می کند.

علاوه بر گرما، شکستن پیوندهای کووالانسی و ظهور رسانایی ذاتی در نیمه هادی ها می تواند ناشی از روشنایی (رسانایی نوری) و عمل میدان های الکتریکی قوی باشد. بنابراین نیمه هادی ها رسانایی سوراخ نیز دارند.

رسانایی کل یک نیمه هادی خالص مجموع رسانایی انواع "p" و "n" است و رسانایی الکترون-حفره نامیده می شود.

نیمه هادی های دارای ناخالصی

چنین نیمه هادی هایی رسانایی + ناخالصی خاص خود را دارند.

وجود ناخالصی ها رسانایی را تا حد زیادی افزایش می دهد.

هنگامی که غلظت ناخالصی ها تغییر می کند، تعداد حامل های جریان الکتریکی - الکترون ها و سوراخ ها - تغییر می کند.

توانایی کنترل جریان زیربنای استفاده گسترده از نیمه هادی ها است.

وجود داشته باشد:

اسلاید 8. 1) ناخالصی های اهدا کننده (اهدا کننده)- تامین کنندگان اضافی الکترون برای کریستال های نیمه هادی هستند، به راحتی الکترون ها را رها می کنند و تعداد الکترون های آزاد را در نیمه هادی افزایش می دهند.

اسلاید 9.این هادی ها هستند "n" - تایپ کنید، یعنی نیمه هادی هایی با ناخالصی های دهنده، که حامل بار اصلی الکترون ها و حامل بار اقلیت سوراخ ها هستند.

چنین نیمه هادی دارد هدایت ناخالصی الکترونیکیمثلا آرسنیک.

اسلاید 10. 2) ناخالصی های پذیرنده (دریافت کننده)- ایجاد "حفره"، گرفتن الکترون در خود.

اینها نیمه هادی ها هستند "p" - تایپ کنید، یعنی نیمه هادی ها با ناخالصی های پذیرنده، که حامل بار اصلی سوراخ ها و حامل بار اقلیت الکترون ها هستند.

چنین نیمه هادی دارد هدایت ناخالصی سوراخ. اسلاید 11.به عنوان مثال، ایندیوم. اسلاید 12.

بیایید در نظر بگیریم که چه فرآیندهای فیزیکی زمانی رخ می دهد که دو نیمه هادی با انواع رسانایی مختلف با هم تماس پیدا کنند، یا همانطور که می گویند در یک اتصال pn.

اسلاید 13-16.

خواص الکتریکی اتصال p-n

اتصال "p-n" (یا اتصال الکترون به سوراخ) ناحیه تماس دو نیمه هادی است که در آن رسانایی از الکترونیکی به سوراخ تغییر می کند (یا بالعکس).

چنین مناطقی را می توان با وارد کردن ناخالصی ها در یک کریستال نیمه هادی ایجاد کرد. در ناحیه تماس دو نیمه هادی با رسانایی متفاوت، انتشار متقابل صورت خواهد گرفت. الکترون ها و حفره ها و یک لایه الکتریکی مسدود کننده تشکیل می شود. میدان الکتریکی لایه مسدود کننده از عبور بیشتر الکترون ها و حفره ها در سراسر مرز جلوگیری می کند. لایه مسدود کننده نسبت به سایر قسمت های نیمه هادی مقاومت بیشتری دارد.

میدان الکتریکی خارجی بر مقاومت لایه مانع تأثیر می گذارد.

در جهت جلو (از طریق) میدان الکتریکی خارجی، جریان الکتریکی از مرز دو نیمه هادی عبور می کند.

زیرا الکترون ها و حفره ها به سمت یکدیگر به سمت سطح مشترک حرکت می کنند، سپس الکترون ها با عبور از مرز، حفره ها را پر می کنند. ضخامت لایه مانع و مقاومت آن به طور مداوم در حال کاهش است.

گذرنامه حالت p-nانتقال:

هنگامی که میدان الکتریکی خارجی در جهت مسدود کننده (معکوس) باشد، جریان الکتریکی از ناحیه تماس دو نیمه هادی عبور نمی کند.

زیرا با حرکت الکترون ها و حفره ها از مرز در جهت مخالف، لایه مسدود کننده ضخیم شده و مقاومت آن افزایش می یابد.

حالت قفل کردن اتصال р-n :

بنابراین، انتقال الکترون به حفره دارای رسانایی یک طرفه است.

دیودهای نیمه هادی

نیمه هادی با یک اتصال p-n دیود نیمه هادی نامیده می شود.

- بچه ها بنویسید موضوع جدید: "دیود نیمه هادی."
واسچکین با لبخند پرسید: "چه نوع احمقی وجود دارد؟"
- نه احمق، بلکه دیود! - معلم پاسخ داد: "یک دیود، یعنی دو الکترود دارد، یک آند و یک کاتد." آیا می فهمی؟
واسچکین اصرار داشت: "و داستایوفسکی چنین اثری دارد - "احمق".
-بله هست پس چی؟ شما در درس فیزیک هستید نه ادبیات! لطفا دیگر دیود را با احمق اشتباه نگیرید!

اسلاید 17-21.

هنگامی که یک میدان الکتریکی در یک جهت اعمال می شود، مقاومت نیمه هادی زیاد است، در جهت مخالف مقاومت کوچک است.

دیودهای نیمه هادی عناصر اصلی یکسو کننده های AC هستند.

اسلاید 22-25.

ترانزیستورهادستگاه های نیمه هادی نامیده می شوند که برای تقویت، تولید و تبدیل نوسانات الکتریکی طراحی شده اند.

ترانزیستورهای نیمه هادی - از خواص اتصالات "p-n" نیز استفاده می شود - ترانزیستورها در مدار دستگاه های رادیویی الکترونیکی استفاده می شوند.

"خانواده" بزرگ دستگاه های نیمه هادی به نام ترانزیستور شامل دو نوع است: دوقطبی و اثر میدانی. اولین آنها، برای اینکه به نوعی آنها را از دومی متمایز کنند، اغلب ترانزیستورهای معمولی نامیده می شوند. ترانزیستورهای دوقطبی بیشترین استفاده را دارند. احتمالاً با آنها شروع خواهیم کرد. اصطلاح "ترانزیستور" از دو تشکیل شده است کلمات انگلیسی: انتقال – مبدل و مقاومت – مقاومت. در شکل ساده تر، ترانزیستور دوقطبی یک ویفر نیمه هادی با سه ناحیه متناوب (مانند یک لایه کیک) با رسانایی الکتریکی متفاوت است (شکل 1)، که دو اتصال p-n را تشکیل می دهند. دو ناحیه افراطی دارای رسانایی الکتریکی از یک نوع هستند، ناحیه میانی دارای رسانایی الکتریکی از نوع دیگر. هر ناحیه پین ​​تماس مخصوص به خود را دارد. اگر رسانایی الکتریکی سوراخ در نواحی بیرونی و رسانایی الکترونیکی در وسط غالب باشد (شکل 1، a)، چنین دستگاهی ترانزیستور ساختار p - n - p نامیده می شود. یک ترانزیستور با ساختار n - p - n، برعکس، دارای مناطقی با رسانایی الکتریکی الکترونیکی در امتداد لبه‌ها است و بین آنها منطقه‌ای با هدایت الکتریکی سوراخ وجود دارد (شکل 1، b).

هنگامی که یک ترانزیستور از نوع آن بر روی پایه اعمال می شود n-p-n مثبتولتاژ آن باز می شود، یعنی مقاومت بین امیتر و کلکتور کاهش می یابد و زمانی که ولتاژ منفی اعمال می شود، برعکس، بسته می شود و هر چه جریان قوی تر باشد، باز یا بسته می شود. برای ترانزیستورها ساختارهای p-n-pبرعکس است

اساس ترانزیستور دوقطبی (شکل 1) صفحه کوچکی از ژرمانیوم یا سیلیکون با رسانایی الکتریکی الکترونیکی یا سوراخ است، یعنی نوع n یا نوع p. گلوله های عناصر ناخالصی بر روی سطح هر دو طرف صفحه ذوب می شوند. هنگامی که تا دمای کاملاً مشخص گرم می شود، انتشار (نفوذ) عناصر ناخالصی به ضخامت ویفر نیمه هادی رخ می دهد. در نتیجه، دو ناحیه در ضخامت صفحه ظاهر می شود، در مقابل آن در هدایت الکتریکی. یک صفحه ژرمانیومی یا سیلیکونی نوع p و نواحی نوع n ایجاد شده در آن، ترانزیستوری از ساختار n-p-n را تشکیل می دهند (شکل 1، a)، و صفحه نوع n و نواحی نوع p ایجاد شده در آن یک ترانزیستور را تشکیل می دهند. ساختار p-n-p (شکل 1، b).

صرف نظر از ساختار ترانزیستور، صفحه آن از نیمه هادی اصلی، پایه (B) نامیده می شود، ناحیه ای با حجم کمتر در مقابل آن از نظر رسانایی الکتریکی، قطره چکان (E) است و ناحیه مشابه دیگری با حجم بزرگتر است. جمع کننده (K). این سه الکترود دو را تشکیل می دهند اتصال p-n: بین پایه و کلکتور - کلکتور و بین پایه و امیتر - امیتر. هر یک از آنها در خواص الکتریکی خود شبیه به اتصالات p-n دیودهای نیمه هادی هستند و با ولتاژهای رو به جلو یکسان در آنها باز می شوند.

نام‌گذاری‌های گرافیکی مرسوم ترانزیستورهای ساختارهای مختلف فقط از این جهت متفاوت است که فلش نماد امیتر و جهت جریان از طریق اتصال امیتر، برای ترانزیستور ساختار p-n-p، رو به پایه است، و برای ترانزیستور npn- از پایه

اسلاید 26–29.

III. ادغام اولیه

  1. به چه موادی نیمه هادی می گویند؟
  2. چه نوع رسانایی الکترونیکی نامیده می شود؟
  3. چه رسانایی دیگری در نیمه هادی ها مشاهده می شود؟
  4. اکنون چه ناخالصی هایی را می شناسید؟
  5. حالت توان عملیات اتصال p-n چیست؟
  6. حالت مسدود کردن یک اتصال p-n چیست؟
  7. چه دستگاه های نیمه هادی را می شناسید؟
  8. دستگاه های نیمه هادی کجا و برای چه چیزی استفاده می شوند؟

IV. تلفیق مطالب آموخته شده

  1. مقاومت نیمه هادی ها هنگام گرم شدن چگونه تغییر می کند؟ زیر نور؟
  2. اگر سیلیسیم تا دمای نزدیک به صفر مطلق سرد شود، ابررسانا خواهد بود؟ (خیر، مقاومت سیلیکونی با کاهش دما افزایش می یابد).


دیود زنر
7

تثبیت کننده ولتاژ بر اساس دیود زنر و مشخصات جریان-ولتاژ دیودهای زنر 1-KS133A, 2-KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh

بر اساس تثبیت کننده ولتاژ
دیود زنر و مشخصات ولتاژ جریان دیودهای زنر 1-KS133A, 2KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مشخصات ولتاژ جریان
1-KS133A, 2-KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh
9
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

Varicap: تعیین و ساعت آن
حداکثر ظرفیت واریکاپ
5-300 pF است
10
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

کاربرد دیودها

در مهندسی برق:
1) دستگاه های یکسو کننده،
2) وسایل حفاظتی
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

دیاگرام های یکسو کننده

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عملکرد یکسو کننده نیمه موج

ولتاژ خروجی یکسو کننده


u(t) = u(t) - u(t)،
به عنوان یک مقدار متوسط ​​-
U = Um/π،


حرارت
ورود
حرارت
استپانوف کنستانتین سرگیویچ
دیود

دیاگرام های یکسو کننده

یکسو کننده موج تمام فاز تک فاز
با نقطه میانی
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

یکسو کننده موج تمام فاز تک فاز با نقطه میانی

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عملیات یکسو کننده تمام موج


همچنین توسط قانون دوم تعیین می شود
کیرشهوف:
به عنوان یک ارزش آنی -
u (t) = u (t) - u (t)
در قالب ارزش مؤثر -
U = 2Um/π
حرارت
ورود
حرارت
استپانوف کنستانتین سرگیویچ
دیود

دیاگرام های یکسو کننده

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

یکسو کننده پل تک فاز

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بهره برداری از یکسو کننده پل تمام موج

در این مدار ولتاژ خروجی
توسط قانون دوم کیرشهوف تعیین می شود:
به عنوان یک ارزش آنی -
u (t) = u (t) - 2u (t)
در قالب ارزش مؤثر -
U = 2Um/π،
در حالی که افت ولتاژ را نادیده می گیریم
دیودها به دلیل اندازه کوچکشان.
حرارت
ورود
حرارت
استپانوف کنستانتین سرگیویچ
دیود

دیاگرام های یکسو کننده

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

فرکانس ریپل
f1p = 3 fs
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

دیاگرام های یکسو کننده

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مدار کنترل پل سه فاز

جزء ثابت در این مدار
به اندازه کافی بزرگ
متر
، سپس Ud 0 = 0.955Ul m،
U 2 U Sin
d0
2
متر
جایی که: U2 - مقدار مؤثر خطی
ولتاژ ورودی یکسو کننده،
m - تعداد فازهای یکسو کننده.
Ul m - مقدار دامنه خطی
ولتاژ
دامنه ضربان های هارمونیک کم است،
و فرکانس ضربان آنها زیاد است
Um1 = 0.055Ul m (فرکانس f1p = 6 fs)
Um2 = 0.013Ul m (فرکانس f2п = 12 fs)
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

فیلترهای شبکه

خازنی (فیلترهای C)
القایی (L – فیلترها)
LC - فیلترها
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

خازنی (C – فیلتر)

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

خازنی (C – فیلتر)

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

خازنی (C – فیلتر)

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

القایی (L – فیلتر)

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

القایی (L – فیلتر)

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

ترانزیستورهای دوقطبی
ترانزیستور دوقطبی
نیمه هادی نامیده می شود
دستگاه با دو اتصال p-n.
دارای ساختار سه لایه است
n-p-n یا p-n-p-نوع
33
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

ساختار و نماد
ترانزیستور دوقطبی
34
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

ساختار ترانزیستور دوقطبی

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

حالت های کار ترانزیستور
حالت های ترانزیستور زیر متمایز می شوند:
1) حالت قطع جریان (حالت بسته
ترانزیستور) زمانی که هر دو اتصال بایاس هستند
جهت معکوس (بسته)؛ 2) حالت
اشباع (حالت ترانزیستور باز)،
هنگامی که هر دو انتقال به سمت جلو هستند
جهت، جریان در ترانزیستورها حداکثر و
به پارامترهای آن بستگی ندارد: 3) حالت فعال،
زمانی که محل اتصال امیتر بایاس رو به جلو باشد
جهت، جمع کننده - در جهت مخالف.
37
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

طرحی با پایه مشترک

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

طرح با پایه مشترکو مشخصه جریان-ولتاژ آن
39
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مدار امیتر مشترک (CE).

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مدار با کلکتور مشترک (OK)

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مدار با OE(a)، مشخصه جریان-ولتاژ آن و مدار با OK(b)

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مشخصات و مدارهای معادل ترانزیستورها

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مدار امیتر رایج

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

اسیلوگرام در ورودی و خروجی یک تقویت کننده با OE

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مدار امیتر رایج

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

تریستورها

ساختارهای چند لایه با سه اتصال p-n تریستور نامیده می شوند.
تریستور با دو ترمینال
(دو الکترود) نامیده می شوند
دینیستورها
با سه (سه الکترود) -
تریستورها
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

خواص تریستور

ملک اصلی است
توانایی دو نفره بودن
حالت های تعادل پایدار:
تا حد امکان باز و
تا حد امکان بسته
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

خواص تریستور

می توانید تریستورها را روشن کنید
پالس های کم توان در طول مدار
مدیریت.
خاموش - قطبیت را تغییر دهید
ولتاژ مدار برق یا
کاهش جریان آند به
مقادیر زیر جریان نگهدارنده
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

کاربرد تریستورها

به همین دلیل تریستورها به عنوان دسته بندی می شوند
کلاس سوئیچینگ
دستگاه های نیمه هادی، عمدتا
که کاربرد آن است
سوئیچینگ بدون تماس
مدارهای الکتریکی.
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

ساختار، نامگذاری و مشخصات جریان-ولتاژ دینیستور.

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

وقتی دینیستور مستقیما روشن می شود، منبع
منبع تغذیه En اتصالات p-n P1 و P3 را بایاس می کند
جهت رو به جلو، و P2 - در جهت مخالف،
دینیستور در حالت بسته است و
تمام ولتاژ اعمال شده به آن کاهش می یابد
در انتقال P2. جریان دستگاه تعیین می شود
جریان نشتی Iut که مقدار آن
در محدوده صدم قرار دارد
میکرو آمپر به چندین میکرو آمپر
(بخش OA). دیفرانسیل
تو
مقاومت دیناتور Rdiff = l در بخش
OA مثبت و بسیار بزرگ است. خود
ارزش می تواند به چند صد برسد
مگااهم در بخش AB Rdiff<0 Условное
تعیین دیانیستور در شکل b نشان داده شده است.
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

ساختار تریستور

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

نامگذاری تریستور

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

شرایط روشن کردن تریستور

1. ولتاژ رو به جلو در تریستور
(آند +، کاتد -).
2. باز شدن پالس را کنترل کنید
تریستور باید کافی باشد
قدرت.
3. مقاومت بار باید
کمتر از انتقادی باشد
(Rcr = Umax/Isp).
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

ترانزیستورهای اثر میدانی
60
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

ترانزیستورهای اثر میدانی (تک قطبی).

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

ترانزیستور اثر میدان گیت عایق

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد تهیه شده توسط Stepanov K.S.

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد

تأثیر علت بر معلول،
ایجاد این علت نامیده می شود
بازخورد.
بازخوردی که تقویت می کند

مثبت (POS).
تضعیف بازخورد
اثر پیامد نامیده می شود
منفی (NOS).
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بلوک دیاگرام FEEDBACK OS

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد جاری سریال

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد جاری سریال

بهره تقویت کننده در
تو بیرون
جهت پیکان
ک
U در
ضریب انتقال معکوس
اتصالات در جهت فلش
U OS
تو بیرون
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد جاری سریال

β نشان می دهد که چه بخشی از خروجی است
ولتاژ به ورودی منتقل می شود.
معمولا
1
U در U در U oc U در U خارج
U خارج KU به K (U در U خارج)
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد جاری سریال

از این رو
سپس
ک
ک
1K
تو بیرون
ک
K KK
U در
U OS
U بیرون Z n
ک
1
روی
ک
1K
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد جاری سریال

امپدانس ورودی
از آنجایی که در طرح
سپس
Z در (1 K) Z اینچ
U os (من خارج شدم)
U in U in (I out I in)
Z در Z در (1 K I)
خروجی Z (1 K اینچ)
Z بیرون
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد جاری سریال

جایی که KI ضریب تقویت فعلی است. او
باید کمتر از صفر باشد، یعنی تقویت کننده
باید معکوس باشد
K در Zin * Kin /(Rg Zin)
در OOS K در<0
در مواقعی که نیاز دارید استفاده می شود
زوت بزرگ سپس چنین تقویت کننده ای
معادل ژنراتور جریان در
عمیق OOS منصفانه است
>>زوت
Z بیرون
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد ولتاژ سریال

سیستم عامل سریال
ولتاژ
توسط
ورودی را افزایش و کاهش می دهد
امپدانس خروجی
Z بیرون
Z بیرون
1 کیلو اینچ
Z در
Rg Z در
که در آن Kv – ضریب انتقال
تقویت کننده در حالت بیکار
دنبال کننده امیتر - روشن
نمونه ای از OOS متوالی
ولتاژ
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

بازخورد جریان موازی

موازی
استپانوف کنستانتین سرگیویچ
OOS بر اساس جریان

بازخورد ولتاژ موازی

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عناصر منطقی تهیه شده توسط Stepanov K.S.

استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عناصر منطقی

عناصر منطقی - دستگاه ها،
برای پردازش در نظر گرفته شده است
اطلاعات به صورت دیجیتال
(توالی سیگنال بالا -
سطوح "1" و پایین - "0" در باینری
منطق، دنباله "0"، "1" و "2" در
منطق سه تایی، دنباله "0"،
«1»، «2»، «3»، «4»، «5»، «6»، «7»، «8» و «9» در
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عناصر منطقی

از نظر فیزیکی، عناصر منطقی
می تواند برآورده شود
مکانیکی،
الکترومکانیکی (روشن
رله های الکترومغناطیسی)
الکترونیکی (روی دیودها و
ترانزیستور)، پنوماتیک،
هیدرولیک، نوری و غیره
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عناصر منطقی

پس از اثبات قضیه در سال 1946م
جان فون نویمان در مورد اقتصاد
سیستم های موقعیتی نمایی
حساب در مورد شناخته شد
مزایای دودویی و سه تایی
سیستم های عددی در مقایسه با
سیستم اعداد اعشاری
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عناصر منطقی

دوگانگی و تثلیث اجازه می دهد
تعداد را به میزان قابل توجهی کاهش دهد
عملیات و عناصر در حال انجام
این درمان، در مقایسه با
گیت های منطق اعشاری
عناصر منطقی انجام می دهند
تابع منطقی (عملیات) با
سیگنال های ورودی (عملگرها،
داده ها).
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عناصر منطقی

عملیات منطقی با یک
عملوند Unary، با نامیده می شوند
دو - دودویی، با سه -
سه تایی (مبارزه،
سه تایی) و غیره
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

عناصر منطقی

از عملیات یکپارچه ممکن با
خروجی یکنواخت مورد توجه است
پیاده سازی ها عملیات را نشان می دهند
نفی و تکرار، به علاوه،
عملیات نفی بزرگ است
اهمیت نسبت به عملیات تکرار، استپانوف کنستانتین سرگیویچ قانون یادگاری برای هم ارزی با هر

خروجی خواهد بود:

عدد زوج "1" معتبر است،

تعداد فرد "1" معتبر است،
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

مدول جمع 2 (2XOR، نابرابر). وارونگی هم ارزی.

آ
استپانوف کنستانتین سرگیویچ
0
0
1
1
ب
0
1
0
1
f(AB)
0
1
1
0

قانون یادگاری

برای مجموع مدول 2 با هر
تعداد ورودی ها به این صورت است:
خروجی خواهد بود:
"1" اگر و فقط اگر در ورودی باشد
تعداد فرد "1" معتبر است،
"0" اگر و فقط اگر در ورودی باشد
عدد زوج "1" معتبر است،
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

از توجه شما متشکرم
استپانوف کنستانتین سرگیویچ

دیود نیمه هادی غیر خطی است دستگاه الکترونیکیبا دو خروجی بسته به ساختار داخلی، نوع، مقدار و سطح دوپینگ عناصر داخلی دیود و مشخصات جریان-ولتاژ، خواص دیودهای نیمه هادی متفاوت است.




دیود یکسو کننده روشن است پایه p-nانتقال اساس دیود یکسو کننده یک اتصال معمولی الکترون-حفره است؛ مشخصه جریان-ولتاژ چنین دیودی دارای غیرخطی بودن مشخص است. در بایاس رو به جلو، جریان دیود تزریقی است، از نظر بزرگی، و نشان دهنده مولفه انتشار جریان حامل اکثریت است. هنگامی که بایاس معکوس می شود، جریان دیود از نظر بزرگی کوچک است و مولفه رانش جریان حامل اقلیت را نشان می دهد. در حالت تعادل، مجموع جریان ناشی از جریان های انتشار و رانش الکترون ها و حفره ها صفر است. برنج. پارامترهای یک دیود نیمه هادی: الف) مشخصه جریان-ولتاژ. ب) طراحی محفظه مشخصه جریان-ولتاژ با معادله توصیف می شود


یکسوسازی در دیود یکی از ویژگی های اصلی دیود نیمه هادی مبتنی بر اتصال p-n عدم تقارن شدید مشخصه جریان-ولتاژ است: رسانایی بالا با بایاس رو به جلو و کم با بایاس معکوس. این خاصیت دیود در دیودهای یکسو کننده استفاده می شود. شکل نموداری را نشان می دهد که تصحیح جریان متناوب در یک دیود را نشان می دهد. - ضریب یکسوسازی یک دیود ایده آل بر اساس یک اتصال p-n.


مقاومت مشخصه دو نوع مقاومت مشخصه دیودها وجود دارد: مقاومت دیفرانسیل rD و مقاومت جریان مستقیم RD. مقاومت دیفرانسیل به عنوان مقاومت DC تعریف می شود در قسمت رو به جلو مشخصه ولتاژ جریان، مقاومت DC بیشتر از مقاومت دیفرانسیل RD > rD است و در قسمت معکوس کمتر از RD rD و در قسمت معکوس آن است. کمتر از RD


دیودهای زنر دیود زنر یک دیود نیمه هادی است که مشخصه ولت آمپر آن دارای یک ناحیه وابستگی شدید جریان به ولتاژ در بخش معکوس مشخصه ولت آمپر است. مشخصه جریان ولتاژ دیود زنر به شکلی است که در شکل نشان داده شده است.وقتی ولتاژ روی دیود زنر که ولتاژ تثبیت کننده اوستاب نامیده می شود به دست می آید جریان عبوری از دیود زنر به شدت افزایش می یابد. مقاومت دیفرانسیل Rdiff یک دیود زنر ایده آل در این بخش از مشخصه جریان-ولتاژ به 0 تمایل دارد؛ در دستگاه های واقعی، مقدار Rdif برابر است با: Rdif 2 50 Ohm.


هدف اصلی دیود زنر تثبیت ولتاژ در سرتاسر بار هنگام تغییر ولتاژ در مدار خارجی است. در این راستا، یک مقاومت بار به صورت سری به دیود زنر متصل می شود و تغییر ولتاژ خارجی را کاهش می دهد. بنابراین دیود زنر را دیود مرجع نیز می نامند. ولتاژ تثبیت Ustab به مکانیسم فیزیکی بستگی دارد که باعث وابستگی شدید جریان به ولتاژ می شود. دو مکانیسم فیزیکی مسئول این وابستگی جریان به ولتاژ هستند - بهمن و شکست تونل اتصال pn. برای دیودهای زنر با مکانیزم شکست تونل، ولتاژ تثبیت Ustab کوچک و کمتر از 5 ولت است: Ustab 8 V.


Varicaps Varicap یک دیود نیمه هادی است که عملکرد آن بر اساس وابستگی مانع است. ظرفیت های p-nانتقال از ولتاژ معکوس واریکاپ ها به عنوان عناصری با ظرفیت کنترل شده الکتریکی در مدارها برای تنظیم فرکانس مدار نوسانی، تقسیم و ضرب فرکانس ها، مدولاسیون فرکانس، شیفترهای فاز کنترل شده و غیره استفاده می شوند. در صورت عدم وجود ولتاژ خارجی، یک مانع پتانسیل و یک میدان الکتریکی داخلی وجود دارد. در اتصال p-n. اگر ولتاژ معکوس به دیود اعمال شود، ارتفاع این مانع پتانسیل افزایش می یابد. ولتاژ معکوس خارجی الکترون ها را به عمق ناحیه n دفع می کند و در نتیجه ناحیه تخلیه را گسترش می دهد. مناطق p-nانتقال، که می تواند به عنوان ساده ترین خازن تخت نشان داده شود، که در آن صفحات مرزهای منطقه هستند. در این حالت، مطابق با فرمول ظرفیت خازن تخت، با افزایش فاصله بین صفحات (ناشی از افزایش مقدار ولتاژ معکوس)، ظرفیت اتصال p-n کاهش می یابد. این کاهش فقط با ضخامت پایه محدود می شود که فراتر از آن انتقال نمی تواند گسترش یابد. پس از رسیدن به این حداقل، ظرفیت خازن با افزایش ولتاژ معکوس تغییر نمی کند.




در نیمه هادی های نوع n+، تمام حالت های نوار رسانایی تا سطح فرمی توسط الکترون ها و در نیمه هادی های نوع p+ توسط سوراخ ها اشغال می شود. نمودار نواری یک اتصال p+n+ که توسط دو نیمه هادی منحط تشکیل شده است: بیایید عرض هندسی پیوند p n منحط را محاسبه کنیم. فرض می کنیم که در این مورد عدم تقارن اتصال pn حفظ می شود (p+ ناحیه ای است که به شدت دوپ شده است). سپس عرض انتقال p+n+ کوچک است: ما طول موج دی بروگلی الکترون را از روابط ساده تخمین می زنیم:


بنابراین، عرض هندسی انتقال p+n+ با طول موج دو بروگلی الکترون قابل مقایسه است. در این حالت، در پیوند منحط p + n + می توان انتظار تجلی را داشت مکانیک کوانتومیاثراتی که یکی از آنها تونل زدن از طریق یک مانع بالقوه است. با یک مانع باریک، احتمال تراوش تونل از طریق مانع غیر صفر است. دیود معکوس یک دیود تونلی بدون بخش مقاومت دیفرانسیل منفی است. غیر خطی بودن مشخصه جریان-ولتاژ در ولتاژهای پایین نزدیک به صفر (در حد میکروولت) به این دیود اجازه می دهد تا برای تشخیص استفاده شود. سیگنال های ضعیفدر محدوده مایکروویو مشخصه ولت آمپر دیود معکوس ژرمانیوم الف) مشخصه جریان-ولتاژ کل. ب) بخش معکوس مشخصه جریان-ولتاژ در دماهای مختلف

اسلاید 2

منطقه برنامه

خاصیت اصلی دیود این است که جریان را به خوبی در یک جهت عبور می دهد، اما تقریباً هیچ جریانی در جهت دیگر عبور نمی کند. با استفاده از چند دیود، می توانید جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کنید، این همان چیزی است که اکثر دستگاه های الکترونیکی فشرده روی آن کار می کنند.

اسلاید 3

دستگاه دیود

دیود صفحه ای از ژرمانیوم (با رسانایی نوع p) و ایندیم (نوع n) است.

اسلاید 5

اصل عملیات

بنابراین، اگر یک ولتاژ مثبت به آند (+) و کاتد (-) اعمال شود، جریان به راحتی جریان می یابد. به این اتصال، اتصال دیود مثبت می گویند. هنگامی که دیود به صورت معکوس روشن می شود (به عنوان مثال، اگر جریانی به آند (-) و کاتد (+) جریان نداشته باشد.

اسلاید 7

دیود مسطح به راحتی می توان چنین دیودی را دید منطقه p-nانتقال بسیار بیشتر از انتقال نقطه ای است. برای دیودهای قدرتمند، این مساحت می تواند تا 100 میلی متر مربع یا بیشتر برسد، بنابراین جریان مستقیم آنها بسیار بیشتر از جریان های نقطه ای است. این دیودهای مسطح است که در یکسو کننده هایی که در فرکانس های پایین کار می کنند، به عنوان یک قاعده، بیش از چند ده کیلوهرتز استفاده می شود.

عمل واریکاپ ها بر اساس استفاده از خازنی است خواص р-nانتقال Varicaps می تواند برای اهداف مختلف به عنوان خازن متغیر استفاده شود. گاهی اوقات از آنها در تقویت کننده های پارامتریک استفاده می شود. اصل عملکرد تقویت کننده پارامتریک جبران جزئی تلفات در یک مدار نوسانی متشکل از یک سلف L و یک خازن C است. تغییر دوره ایظرفیت خازن یا اندوکتانس سیم پیچ (به شرطی که تغییر در روابط کمی و فازی خاصی با فرکانس نوسان مدار رخ دهد). در این حالت افزایش توان نوسانات الکتریکی (سیگنال) به دلیل انرژی منبع اتفاق می افتد که به صورت دوره ای مقدار پارامتر راکتیو را تغییر می دهد. واریکاپ به عنوان یک پارامتر راکتیو متغیر استفاده می شود که ظرفیت آن در نتیجه تأثیر یک ولتاژ هارمونیک تامین شده از یک ژنراتور پمپ خاص تغییر می کند. اگر با استفاده از واریکاپ و ژنراتور پمپ، تمام تلفات مدار به طور کامل جبران شود، یعنی. آن را به حالت خود تحریکی برسانید، سپس چنین سیستمی را مولد پارامتری می نامند.