«Основи електроніки»
1. Виконати завдання інформаційно-репродуктивного і практично-стереотипного характеру, користуючись таблицями.
Таблиця 10.1
Номер запитання, завдання | Запитання, завдання | Номер відповіді |
1. | Які речовини називають напівпровідниками? | |
2. | Якими властивостями володіють напівпровідники? | |
3. | Як утворюються напівпровідники? | |
4. | Що є носіями зарядів у напівпровідниках n-типу? | |
5. | Як утворюються напівпровідники n-типу? | |
6. | Що є носіями зарядів у напівпровідниках р-типу? | |
7. | Як утворюються напівпровідники р-типу? | |
8. | Як утворюються напівпровідники р-n-типу? | |
9. | Що розуміється під р-n-переходом? | |
10. | Що розуміється під замикаючим шаром? | |
11. | Що розуміється під прямим струмом і прямою напругою напівпровідника? | |
12. | Опишіть роботу напівпровідника р-n-типу при прямій напрузі. | |
13. | Що розуміється під зворотним струмом і зворотною напругою напівпровідника? | |
14. | Опишіть роботу напівпровідника р-n-типу при зворотній напрузі. |
|
|
У разі вірного виконання завдання å непар – å пар = 9
Таблиця 10.1 а
Номер відповіді | Відповідь |
1. | Електрони під дією прикладеної зворотної напруги з n-шару почнуть надходити в джерело, з якого будуть проникати в р-шар, заповнюючи дірки (тобто відбудеться розширення замикаючого шару). Цей процес припиниться, коли товщина замикаючого шару стане пропорційною прикладеній напрузі джерела. У напівпровіднику буде відбуватися незначний упорядкований і спрямований рух зарядів (зворотний електричний струм) доти, поки до нього прикладена зворотна напруга від джерела електрорушійної сили. |
2. | Місце з'єднання р-шару та n-шару, у якому електрони n-шару заповнюють дірки р-шару. |
3. | Місце з'єднання р-шару та n-шару, у якому утворюється шар речовини, який не має вільних зарядів (тобто має великий опір). |
4. | Різниця потенціалів і електричний струм, якщо від джерела електрорушійної сили до р-шару напівпровідника прикласти позитивний потенціал, а до n-шару – негативний потенціал. |
5. | Якщо з'єднати напівпровідник р-типу з напівпровідником n-типу. |
6. | Електрони під дією прикладеної прямої напруги з n-шару почнуть проникати в р-шар, заповнюючи дірки. Нестача електронів в n-шарі та дірок у р-шарі компенсується за рахунок джерела електрорушійної сили: електрони від джерела надходять в n-шар, а з р-шару електрони надходять у джерело, утворюючи в цьому шарі дірки. Цей упорядкований і спрямований рух вільних зарядів у напівпровіднику (прямий електричний струм) відбувається доти, поки до нього прикладена пряма напруга від джерела електрорушійної сили. |
7. | Різниця потенціалів і електричний струм, якщо від джерела електрорушійної сили до р-шару напівпровідника прикласти негативний потенціал, а до n-шару – позитивний потенціал. |
8. | Речовини, у яких валентна зона та зона провідності розділені забороненою зоною, ширина якої набагато менше, ніж у діелектриків; при цьому їх електропровідність знаходиться між провідниками та діелектриками. |
9. | Електрони. |
10. | – при прямій напрузі проводить електричний струм в одному напряму (є провідником), а при зворотній напрузі практично не проводить електричний струм (є діелектриком); – при збільшенні температури питомий опір знижується. |
11. | У результаті хімічного донорно-акцепторного зв'язку. |
12. | Якщо в хімічний елемент IV групи внести в якості домішки хімічний елемент III групи, то при кімнатній температурі атоми домішки захоплюють електрони в деяких атомів хімічного елемента IV групи для утворення хімічного зв'язку. У результаті ці атоми, які розташовані у вузлах кристалічної решітки, стають позитивними іонами, навколо яких знаходяться нейтральні атоми. Нейтральні атоми, що знаходяться біля іона, віддають свої електрони позитивному іону, роблячи його нейтральним; при цьому вони самі стають позитивними іонами. Отже, місце позитивного іона увесь час міняється, начебто переміщається позитивний заряд, що дорівнює за модулем заряду електрона. |
13. | Якщо в хімічний елемент IV групи внести домішку (хімічний елемент V групи), то при кімнатній температурі атоми домішки віддають 5-й електрон, що не бере участь у створенні хімічного зв'язку. У результаті атоми домішки, які розташовані у вузлах кристалічної решітки, стають позитивними іонами, а в отриманій речовині з'являються вільні електрони. |
14. | Дірки (відсутності електронів в атомах напівпровідника), які мають позитивний заряд, що дорівнює за модулем заряду електрона. |
Таблиця 10.2
|
|
Номер запитання, завдання | Запитання, завдання | Номер відповіді |
1. | Який електронний пристрій називається напівпровідниковим діодом? | |
2. | Як напівпровідниковий діод позначається на принциповій електричній схемі? | |
3. | Опишіть роботу напівпровідникового діода, використовуючи його вольт-амперну характеристику. | |
4. | Перелічіть технічні параметри напівпровідникового діода. | |
5. | Як вибрати напівпровідниковий діод? | |
6. | Який електронний пристрій називається стабілітроном? | |
7. | Як стабілітрон позначається на принциповій електричній схемі? | |
8. | Приведіть принципову електричну схему стабілізації напруги з розшифровкою літерних позначень. | |
9. | Опишіть роботу наведеної схеми стабілізації напруги. | |
10. | Приведіть принципову електричну схему однопівперіодного випрямлення змінного синусоїдного струму з понижувальним трансформатором з розшифровкою літерних позначень. | |
11. | Опишіть роботу наведеної схеми однопівперіодного випрямлення. | |
12. | Зобразіть графічно випрямлений струм. | |
13. | Приведіть принципову електричну схему двопівперіодного випрямлення змінного синусоїдного струму з понижувальним трансформатором з розшифровкою літерних позначень. | |
14. | Опишіть роботу наведеної схеми двопівперіодного випрямлення. | |
15. | Зобразіть графічно випрямлений струм. | |
16. | Приведіть принципову електричну схему двопівперіодного з нульовою точкою випрямлення змінного синусоїдного струму з понижувальним трансформатором з розшифровкою літерних позначень. |
У разі вірного виконання завдання å непар – å пар = –6
Таблиця 10.2 а
Номер відповіді | Відповідь |
1. | У першу половину періоду (в 1-й напівперіод) електричний струм проходить через діод, у другу половину періоду (в 2-й напівперіод) електричний струм фактично не проходить через діод, далі процес повторюється. Отже, протягом 1-го напівперіоду напруга на навантаженні є, а протягом 2-го напівперіоди вона відсутня. Струм, що протікає в колі навантаження, є пульсуючим, тобто змінюється його сила, але не змінюється його напрям. |
2. | |
3. | При збільшенні вхідної напруги зростає струм у колі R 1 – VD, а напруга на навантаженні U нав (яка дорівнює напрузі стабілізації) практично не міняється за рахунок падіння надлишкової напруги на резисторі R 1. |
4. | |
5. | |
6. | |
7. | У першу половину періоду (в 1-й напівперіод) електричний струм проходить через діоди VD 1 і VD 2, у другу половину періоду (в 2-й напівперіод) електричний струм проходить через діоди VD 3 і VD 4, далі процес повторюється. Отже, напруга на навантаженні є й протягом 1-го напівперіоду, і протягом 2-го напівперіоди. Струм, що протікає в колі навантаження, є пульсуючим, тобто змінюється його сила, але не змінюється його напрям. |
8. | |
9. | По прямому струму, прямій напрузі, потужності, зворотній напрузі, зворотному струму. |
10. | |
11. | Напівпровідниковий елемент із одним електронно-дірковим переходом (р-n-переходом) і двома виводами. |
12. | 1 – робота при прямій напрузі (протікає прямий струм: р-n-перехід відкритий, і сила струму обмежена тільки опором матеріалу напівпровідника); 2 – робота при зворотній напрузі (протікає зворотний струм: р-n- перехід закритий, і струм незначної сили проходить за рахунок незначної кількості не основних носіїв вільних зарядів у матеріалі напівпровідника (електронів у р-шарі та дірок в n-шарі); 3 – робота при напрузі пробою (зворотний струм різко збільшується: відбувається різке, («лавіноподібне») збільшення не основних носіїв вільних зарядів у матеріалі напівпровідника (електронів у р-шарі та дірок в n-шарі) при збільшенні зворотної напруги). |
13. | Напівпровідниковий елемент, номінальний режим роботи якого знаходиться на зворотній частині його вольт-амперної характеристики; призначений для стабілізації напруги, тобто підтримки напруги на одному рівні; включають паралельно навантаженню. |
14. | |
15. | – прямий струм: максимально допустимий (середній за період) струм, сила якого визначається нагріванням діода; – пряма напруга: пряма імпульсна максимальна напруга для допустимого імпульсу прямого струму; – потужність, що розсіюється діодом: максимальна потужність, яку здатний розсіювати діод; – зворотна напруга: зворотна імпульсна максимальна напруга, яка дорівнює 70 % від напруги пробою; – зворотний струм: сила струму, що протікає при зворотній напрузі. |
16. |
|
|
|
|
Таблиця 10.3
Номер запитання, завдання | Запитання, завдання | Номер відповіді |
1. | Який електронний пристрій називається тиристором? | |
2. | Як тиристор позначається на принциповій електричній схемі? | |
3. | Опишіть роботу тиристора, використовуючи його вольт-амперну характеристику. | |
4. | Для чого призначений тиристор? | |
5. | Який електронний пристрій називається біполярним транзистором? | |
6. | Як біполярний транзистор позначається на принциповій електричній схемі? | |
7. | Опишіть пристрій біполярного транзистора. | |
8. | Перелічіть режими роботи біполярного транзистора. | |
9. | Наведіть схему включення біполярного транзистора в режимі підсилення струму. | |
10. | Що розуміється під коефіцієнтом передачі базового струму? | |
11. | Наведіть схему включення біполярного транзистора в режимі підсилення напруги. |
У разі вірного виконання завдання å непар – å пар = 10
Таблиця 10.3 а
Номер відповіді | Відповідь |
1. | Шари, які знаходяться по краях транзистора, називають колектором і емітером, а середній шар називають базою. |
2. | Режим відсічки (режим закритого транзистора) – на обидва переходи подається зворотна напруга; режим насичення (режим відкритого транзистора) – на обидва переходи подається пряма напруга; активний режим – на емітерний перехід подається пряма напруга, на колекторний перехід подається зворотна напруга; інверсний режим – на емітерний перехід подається зворотна напруга, на колекторний перехід подається пряма напруга. |
3. | |
4. | |
5. | Відношення зміни сили струму, що протікає в колекторі (D I к), до зміни сили струму, що протікає в базі (D I б), при незмінній напрузі між емітером і колектором: . |
6. | |
7. | Напівпровідниковий керований елемент, що має два р-шари та два n-шари, із трьома електронно-дірковими переходами (р-n-переходами) і трьома виводами. |
8. | Як електричний ключ або для регулювання напруги. |
9. | Напівпровідниковий елемент, який призначений для підсилення електричного сигналу (струму, напруги), що має два р-шари та один n-шар, або один р-шар і два n-шари, з 2-ма електронно-дірковими переходами (р-n-переходами) і 3-ма виводами. |
10. | |
11. | Якщо керуючий електрод не підключений до мережі, то один з р-n- переходів закритий і тиристор працює на 1-й ділянці ВАХ. Значне збільшення напруги призводить до того, що тиристор починає працювати на 2-й ділянці ВАХ. У результаті напруга на тиристорі падає, а струм через нього збільшується, що призводить до роботи тиристора на 3-й ділянці ВАХ. Тому відсутність прямої напруги на керуючому електроді призводить до того, що тиристор переходить у відкритий стан при значній напрузі. Якщо керуючий електрод підключений до мережі та на нього подана пряма напруга, то тиристор відразу починає працювати на 3-й ділянці ВАХ. |
Експериментальне дослідження:
1. Скласти принципову електричну схему кола, яке складається з лабораторного автотрансформатора, рубильника, включеного у первинне коло автотрансформатора для комутації, діодного моста, підключеного до його вторинних затисків, амперметра, включеного послідовно з додатковим резистором і навантажувальним резистором. Напругу з додаткового резистора необхідно подати на вхід осцилографа.
2. Зібрати схему цієї експериментальної установки.
3. Включити установку на змінну напругу (50 Гц) і здійснити візуальне спостереження миттєвого струму.
Размещено на Allbest.ru