Тема 20. Напівпровідникові прилади

Питання, винесені на самостійне вивчення:

Електрофізичні властивості напівпровідників, власна і домішкова електропровідність

План

1. Електрофізичні властивості напівпровідників

2. Види електропровідностей напівпровідників

Завдання:

1) прочитати і законспектувати тему за запропонованим планом, використавши літературу[2, стор. 257 - 264] , [14,стор. 236-245]

2. Скласти опорний конспект з теми.

Література:

2. Гаврилюк В.А. Общая электротехника с основами электроники. -К.: Вища

школа,1980

14. Синдеев Ю.Г. Электротехника. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2001

Вимоги до знань і умінь студентів після самостійного вивчення теми

Студенти повинні знати :

- хімічні елементи та сполуки, які відносять до класу напівпровідників,

- види електропровідностей напівпровідників

Перелік термінів і понять:

електрони, дірки, ковалентний зв'язок, власна електропровідність, електронна провідність, діркова провідність, домішкова електропровідність, провідність р-типа, провідність n-типа

Питання для самоконтролю:

1.Назвати види носіїв заряду в напівпровідниках.

2.За яких умов в напівпровідниках з’являються вільні носії заряду?

3.Як залежить електропровідність напівпровідників від температури? Відповідь обґрунтувати.

4.Як залежить електропровідність напівпровідників від освітленості? Відповідь обґрунтувати.

5.Що таке легування напівпровідників?

4.Які два типи домішок використовуються для легування ?

5.Що визначає тип провідності (n- тип або p- тип ) легованого напівпровідника?

Форма контролю: усне опитування, технічний диктант, тестування, відповіді на семінарі

САМОСТІЙНА РОБОТА №18

Тема 21. Електронні випрямлячі

Розрахункова робота №11 «Розрахунок однофазного електронного випрямляча»

Мета:систематизувати знання з теми «Електронні випрямлячі», набути вмінь пояснювати структурну схему електронного випрямляча; виконувати вибір напівпровідникових елементів схем випрямлення

Теоретичні відомості

Випрямлячем називається електронний пристрій, що перетворює енергію змінного струму (звичайно синусоїдального) в енергію постійного струму.

Структурна схема електронного випрямляча складається з наступних блоків:

силовий трансформатор; випрямний елемент; згладжувальний фільтр; стабілізатор.

Електронні випрямлячі класифікують за різними ознаками:

1. За кількістю фаз трансформатора – однофазні, трифазні;

2. В залежності від виду випрямленого сигналу – однонапівперіодну, двохнапівперіодну.

Схема однонапівперіодного випрямляча і тимчасові діаграми приведені на рис. 13.

а - схема, б - тимчасові діаграми

Рисунок 13 - Однонапівперіодний випрямляч

Умови вибору діодів для однофазного однонапівперіодного випрямляча:

Iдоп ≥ Id, U_3BOP ≥ Ub, де Ub = π · Ud =3,14 · Ud

Двохнапівперіодний (мостовий) випрямляч (рис. 14, а) складається з трансформатора ТV і чотирьох діодів VD1 – VD4, включених по мостовійсхемі.

Умови вибору діодів для однофазного мостового випрямляча:

Ідоп ≥ 0,5 І_d,

U_3BOP ≥ Ub, де Ub = π/2 · Ud = 1,57 · Ud

Двохнапівперіодний випрямляч з виводом від середньої точки вторинної обмотки трансформатора (рис. 15, а) можна розглядати як з'єднані разом два однонапівперіодних випрямлячі. Умови вибору діодів для однофазного двохнапівперіодного випрямляча з виводом від середньої точки трансформатора: Ідоп ≥ 0.5 І_d, U_3BOP ≥ Ub, де Ub = π · Ud =3,14 · Ud

а - схема, б - тимчасові діаграми

а б

а - схема, б - тимчасові діаграми

Рис. 15 - Двохнапівперіодний випрямляч з виводом від середньої точки вторинної обмотки трансформатора

В трифазних ланцюгах змінного струму промислової частоти (50 Гц) в основному використовують дві схеми випрямлячів: трифазний випрямляч з нейтральною точкою і трифазний мостовий випрямляч. До складу трифазного випрямляча з нейтральною точкою (рис. 16, а) входять трифазний трансформатор із з'єднанням обмоток зіркою, три діоди, включені в кожну фазу вторинної обмотки трансформатора, і резистор навантаження.

а б

а - схема, б - тимчасові діаграми

Рис. 16 - Трифазний випрямляч з нейтральною точкою

Умови вибору діодів для трифазного однонапівперіодного випрямляча:

Ідоп ≥ Іd, U_3BOP ≥ Ub, де Ub = 2,1·Ud

Таблиця 17 - Технічні дані напівпровідникових діодів

Приклад

Скласти схему мостового випрямляча, використавши один з чотирьох діодів: Д218, Д222, КД202Н, Д215Б. Потужність споживача Pd = 300 Вт, напруга споживача Ud = 200 В.

Рішення.

1. Виписуємо з таблиці 17 параметри означених діодів

2. Визначаємо струм споживача

3. Визначаємо напругу, яка діє на діод в непровідний період, для мостової схеми випрямляча:

Ub = 1,57 • Ud = 1,57 · 200 = 314 В.

4. Вибираємо діод з умов Ідоп > 0,5· Ідоп = 0,5 · 1,5 = 0,75 A, Uзвор > Ud = 314 В. Цим умовам задовольняє діод КД202Н:

Ідоп = 1,0 А > 0,75 А. Uзвор = 500В > 314 В.

Діоди Д218 та Д222 задовольняють умові по напрузі, бо 1000 В і 600 В більше за 314 В, але не підходять за умовою по струму, бо 0,1 А і 0,4 А менше за 0.75 А. Діод Д2155, навпаки, підходить за умовою по струму, бо 2 А>0,75 А, але не підходить за умовою напрузі, бо 200 В < 314 В.

5. Складаємо схему мостового випрямляча (рис.14, а). В цій схемі кожний з діодів має параметри діоду КД202Н:І доп = 1А; Uзвор=500В.

Завдання

Поиск по сайту: