Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Напівпровідникові ррезистори, основні визначення. Терморезистори
Напівпровідникові резистори – це НП прилади з двома виводами з однорідного напівпровідника без p-n-переходів. Принцип дії напівпровідникових резисторів заснований на властивостях напівпровідників змінювати свій опір під дією температури, електромагнітного випромінювання, прикладеної напруги і інших факторів. До НП резисторів відносяться: - лінійні резистори; - терморезистори; - фоторезистори; - варистори. Рисунок 8 – Умовні позначення лінійнго резистора (а), варистора (б), терморезистра (в), фото резистора (г)
Лінійний резистор – має постійний опір. Його ВАХ (рис.9)- лінійна. Матеріал – арсенід галію, як елемент ІМС. Рисунок 9 – Напівпровідниковий резистор і його ВАХ
Терморезистори – це нелінійні термочутливі резистори, електричний опір яких значно змінюється при зміні температури. Така залежність визначається температурним коефіцієнтом опору αт, який показує відносну зміну опору резисторів у разі зміни температури на 1°С. Якщо зі збільшенням температури опір збільшується, температурний коефіцієнт опору має позитивний знак (+) - позистори, а якщо ні – негативний (-) – термістори (рис.8,в). На рис. 10 зображений простий електричний ланцюг, що складається з терморезистора Rк і лінійного резистора R, величина якого не залежить від температури. Якщо до цього ланцюга прикласти напругу Е, в ній встановиться деякий струм І, величина якого визначається з рішення системи рівнянь: Е = Uт + UR = IRк + IR, (1) I = Е / (R + Rк). (2)
Рисунок 10 – Ланцюг з терморезистором
Рисунок 11 – Вольт-амперна характеристика терморезистора Uт =f(I),
де Uт - падіння напруги на терморезисторі в сталому режимі. Залежність Uт =f(I) є вольтамперною характеристикою терморезистора (рис.11) з трьома основними ділянками: ОА, АВ і ВС: -АВ – робоча ділянка позистора; -ВС – робоча ділянка термістора. Основні параметрами терморезисторів: - номінальний (холодний) опір — опір робочого тіла терморезистора при температурі навколишнього середовища 20 °С, Ом;
- температурний коефіцієнт опору αТ, αТ = -В/T2, де В = T1 T2 / (T1 - T2)lnRT1 / RT2 - коефіцієнт температурної чутливості, залежний від фізичних властивостей матеріалу, К; Т1 - початкова температура робочого тіла; Т2 - кінцева температура робочого тіла, для якої визначається значення αТ; RT1 i RT2 — опори робочого тіла терморезистора при температурах відповідно Т1 i Т2. - найбільша потужність розсіювання. - постійна часу τ, с - характеризує теплову інерцію терморезистора. τ являє собою відношення теплоємності С до коефіцієнту розсіювання b τ = C/b; - теплоємність C — кількість тепла, яку необхідно надати терморезистору, щоб підвищити температуру робочого тіла на 1 °С, Дж/°С. - коефіцієнт розсіювання b - потужність, розсіювана терморезистором при різниці температур робочого тіла і навколишнього середовища в 1°С, Вт/град. Використання: терморезистори (термістори, позистори використовуються як датчики температури у системах регулювання температури, теплового захисту, протипожежної сигналізації, для термостабілізації режимів роботи електронних пристроїв. Потужні позистори дозволяють забезпечувати захист електрообладнання від струмів перевантаження (замість теплових реле).
ВАРИСТОРИ, ФОТОРЕЗИСТОРИ Варистори – нелінійні НП резистори, робота яких заснована на ефекті зменшення опору напівпровідникового матеріалу при збільшенні прикладеної напруги. Струмопровідний елемент таких резисторів формують з карбіду кремнію і керамічного зв'язуючого матеріалу (глини). Зовнішній вигляд варисторів стержньового і дискового типів показаний на рис. 12, а. Деякі НП варистори призначені для застосування в мікросхемах. Конструктивне оформлення мікромодульного варистора показано на рис. 12, б. Рисунок 12 – Конструктивне оформленняя варисторів
Схема включення варистора і його характеристика приведені на рис.13. Зі збільшенням прикладеної напруги опір варистора зменшується, а струм, що протікає в ланцюзі, зростає. Основною особливістю варистора є нелінійність його вольтамперної характеристики, яка пояснюється явищами, що відбуваються на контактах і на поверхні кристалів карбіду кремнію.
Рисунок 13 – Варистор і його характеристика
Варистори – це симетричні опори, в яких одним і тим же абсолютним значенням напруги відповідають рівні абсолютні значення струмів, тому н варистор може бути використаний в ланцюгах і постійного, і змінного струму. Основні параметри варисторів: - статичний опір Rcт - значення опору варистора при постійних величинах струму і напруги Rcт = U/I; - динамічний опір Rд - опір варистора змінному струму Rд = ∆U/∆I. Динамічний опір в даній точці вольтамперной характеристики може бути визначений по тангенсу кута нахилу дотичною до ВАХ. - коефіцієнт нелінійності β - відношення статичного опору до динамічного опору β = Rcт / Rд = ∆I U/∆ U I = const. Величина β позитивна, має значення порядка 2...6 залежно від типу і номінальної напруги варистора; - показник нелінійності α - величина, зворотна коефіцієнту нелінійності α = 1/ β; - класифікаційна напруга - напруга на варисторі при даному значенні струму. Класифікаційна напруга стиржньових варисторів звичайно визначають при струмі 10 мА. У дискових варисторів класифікаційну напругу визначають при струмах 2..3 мА. Класифікаційна напруга не є робочою експлуатаційною напругою варистора, яку вибирають виходячи з допустимої потужності розсіювання варистора і значення допустимої амплітуди напруги. Допустима амплітуда імпульсної напруги звичайно вказується в технічних умовах на варистор; - класифікаційний струм — струм, при якому визначають класифікаційну напругу варистора; - температурний коефіцієнт струму - характеризує зміну (підвищення) електропровідності варистора зі зростанням температури ТКІ= (I2 –I1)/ I2(t2 – t1)·100 %, де I1 — струм при температурі t1 , рівної 20 ± 2 °С; I2 — струм при температурі t2, рівної звичайно 100 ± 2 °С. - допустима потужність розсіювання — потужність, при якій варистор зберігає свої параметри в заданих технічними умовами межах протягом терміну служби. Варистори використовуються в різноманітних електронних схемах: для захисту приладів і елементів схем від перенапружень; стабілізації напруги та струму; регулювання і перетворення електричних сигналів. Фоторезистори - прилади, принцип дії яких заснований на фоторезистивному ефекті - зміні опору напівпровідникового матеріалу під дією електромагнітного випромінювання. Фоторезистори виготовляються на основі сульфіду кадмію, селеніда кадмію, сірчистого свинцю, а також полікристалічних шарів сірчистого і селенистого кадмію. Конструкції фоторезисторів різноманітні. Світлочутливі елементи звичайно розміщюються в пластмасовий або металевий корпус, а в окремих випадках, коли потрібні малі габарити, випускаються без корпусу. Фоторезистор включається в ланцюг послідовно з джерелом напруги і опором навантаження (рис. 14). Рисунок 14 – Схема включення фото резистора
Якщо фоторезистор знаходиться в темноті, то через нього тече темновій струм Іт = Е /(Rт +Rн), де Е - е р. с. джерела живлення; Rт — величина електричного опору фоторезистора в темноті, яка називається темновим опором; Rн - опір навантаження.
При освітленні фоторезистора енергія фотонів витрачається на перехід електронів в зону провідності, Кількість вільних електронно-дірчастих пар зростає, опір фоторезистора падає і через нього тече світловий струм Іс = Е /(Rс +Rн), Різниця між світловим і темновим струмом дає значення струму Іф, який називається первинним фотострумом провідності. Коли променевий потік малий, первинний фотострум провідності практично безінерційний і змінюється прямо пропорційно величині променевого потоку, падаючого на фоторезистор. У міру зростання величини променевого потока збільшується число електронів провідності. Рухаючись усередині речовини, електрони стикаються з атомами, іонізують їх і створюють додатковий поток електричних зарядів, що одержав назву вторинного фотоструму провідності. Збільшення числа іонізованих атомів гальмує рух електронів провідності. В результаті цієї зміни фотоструму запізнюються в часі щодо змін світлового потоку, що визначає деяку інерційність фоторезистора. Основними характеристиками фоторезисторів є: - вольтамперна, яка характеризує залежність фотоструму (при постійному світловому потоці Ф) або темнового струму від прикладеної напруги. Для фоторезисторів ця залежність практично лінійна (рис. 15, а); - світлова (люксамперна), що характеризує залежність фотоструму від падаючого світлового потоку постійного спектрального складу. Напівпровідникові фоторезистори мають нелінійну люксамперну характеристику (рис 15, б). Найбільша чутливість виходить при малої освітленості; - спектральна, характеризує чутливість фоторезистора при дії на нього потоку випромінювання постійної потужності певної довжини хвилі. Спектральна характеристика визначається матеріалом, використовуваним для виготовлення світлочутливого елементу (рис. 15, в); - частотна, характеризує чутливість фоторезистора при дії на нього світлового потоку, що змінюється з певною частотою. Наявність інерційності у фоторезисторів призводить до того, що величина їх фотоструму залежить від частоти модуляції падаючого на них світлового потоку - із збільшенням частоти світлового потоку фотострум зменшується (рис. 15, г). Інерційність обмежує можливості застосування фоторезисторів при роботі із змінними світловими потоками високої частоти. Рисунок 15 – Характеристики фото резисторів: а – вольтамперна; б – світлова; в – спектральна; г - частотна
Основні параметри фоторезисторів: - робоча напруга Uр — постійна напруга, прикладена до фоторезистора, при якої забезпечуються номінальні параметри при тривалій його роботі в заданих експлуатаційних умовах; - максимально допустима напруга фоторезистора Umax— максимальне значення постійної напруги, прикладеної до фоторезистора, при якому відхилення його параметрів від номінальних значень не перевищує вказаних меж при тривалій його роботі в заданих експлуатаційних умовах; - темновий опір Rт — опір фоторезистора у відсутністі падаючого на нього випромінювання в діапазоні його спектральної чутливості; - світловий опір Rc — опір фоторезистора, зміряне через певний інтервал часу після початку дії випромінювання, що створює на ньому освітленість заданого значення. - допустима потужність розсіяння — потужність, при якій не наступає незворотних змін параметрів фотерезістора в процесі його експлуатації. Загальний струм фоторезистора — струм, що складається з темнового струму і фотоструму. Фотострум — струм, що протікає через фоторезистор при вказаній напрузі на ньому, обумовлений тільки дією потоку випромінювання із заданим спектральним розподілом. - постійна часу τф — час, протягом якого фототок змінюється на 63 %, тобто в е разів (е = 2,718). Постійна часу характеризує інерційність приладу. Останніми роками фоторезистори широко застосовуються в багатьох галузях науки і техніки. Це пояснюється їх високою чутливістю, простотою конструкції, малими габаритами і значною допустимою потужністю розсіювання. Значний інтерес представляє використовування фоторезисторів в оптоелектроніці.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ: 1 Від чого залежить опір позистора? 2 В яких НП резисторах спостерігається релейний ефект? 4 Які НП резистори керуються напругою? 5 Назвіть основні характеристики фоорезистора. 6 В якому режимі підсилювальний каскад має найменші нелінійні спотворення?
ВИКЛАДАЧ – Ковальова Т.І.
ЛЕКЦІЯ № 4, №5 (4 год.)
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 113; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.22.248.208 (0.036 с.) |