Устройства оптоэлектроники (стр. 1 из 2)

Задача 1

1. Выберите диод, выполняющий заданную функцию. При выборе диода учтите дополнительное условие выбора.

2. Расшифруйте маркировку выбранного диода.

3. Перечертите его характеристику и определите по ней заданные параметры; укажите их физический смысл.

4. Начертите схему включения диода и кратко опишите принцип её работы.

Данные задачи: Диод для стабилизации напряжения. Дополнительное условие: максимальная величина Uc т

Определить: необходимый тип прибора, расшифровать маркировку, по характеристике определить Uc т ,Rст . Указать их физический смысл, начертить схему включения и описать принцип работы.

Решение:

п. 1. Тип стабилитрона, удовлетворяющий условию максимальной величины Uc т определяем по таблице 14.

Из предложенных в таблице стабилитронов условию задачи соответствует стабилитрон типа КС530А, Uст. тип = 30В.

п. 2. Расшифровка обозначения стабилитрона:

К – кремний (исходный полупроводник);

С – стабилитрон;

5 – мощность до 5 Вт;

30 – напряжение стабилизации;

А – разновидность диодов данной серии.

п. 3. Определить по ВАХ параметры стабилитрона.

Из приложения 1.3 выбираем график вольтамперной характеристики для стабилитрона КС530А

На вольтамперной характеристике стабилитрона показывается зависимость напряжения на стабилитроне от протекающего через него тока.

Из графика видно, что на участке изменения тока стабилитрона от 5 мА до 10 мА при напряжении около 30В вольтамперная характеристика почти прямолинейная, что соответствует задаче стабилитрона – удерживать стабильное напряжение при изменении тока, протекающего через стабилитрон. Следовательно, номинальный ток стабилитрона определится из графика 7 мА (средний ток для участка от 5 до 10 мА).

Определим значение Rдиф для стабилитрона работающего при номинальном токе Iстаб.ном =7мА и напряжении Uстаб = 30В.

По графику ВАХ берем изменение тока стабилитрона от Iстаб.1 =5мА до Iстаб 2 =10мА находим:

ΔIстаб. = Iстаб 2 ─ Iстаб.1 = 10мА ─ 5мА=5мА

Определим по графику соответствующие изменения напряжения при 5мА напряжение Uстаб1 =30В, а при 10 мА напряжение Uстаб2 = Uстаб2 =30,1В; находим:

Δ Uстаб = Uстаб2 ─ Uстаб1 = Uстаб2 =30,1 В ─ 30 В = 0.1 В

По формуле

найдем значение
[Ом]

п. 4. Схема включения стабилитрона.

Rогр

VD

Uвх RH

+


Ограничительный резистор Rогр ограничивает ток в схеме, который не должен превышать I ст max . Нагрузка Rн включена параллельно стабилитрону. Поэтому напряжение на ней соответствует напряжению стабилитрона.

При увеличении напряжения на входе схемы, ток через стабилитрон возрастает, что приводит к увеличению падения напряжения на ограничительном резисторе. Приращение напряжение на нем равно приращению напряжения на входе схемы, так что напряжение на нагрузке изменяется незначительно.

Задача 2

1. Начертите схему включения полевого транзистора с общим истоком (ОИ) в динамическом режиме. Тип полевого транзистора указан в таблице №5. Поясните полярность источников смещения.

2. Приведите стоковую и стоково-затворную характеристики, соответствующие заданному типу транзистора. На характеристиках укажите знак (полярность) напряжения на стоке Uси и на затворе Uзи .

3. Приведите статические параметры полевого транзистора, поясните физический смысл этих параметров; приведите и поясните формулы их расчёта. На стоковых характеристиках поясните принцип графического расчёта S и Ri .

Данные задачи: полевой транзистор со встроенным каналом n-типа. Режим обеднения.

Начертить: схему включения полевого транзистора с общим истоком с пояснением полярности источников смещения, стоковую и стоково-затворную характеристики; пояснить физический смысл статических параметров полевого транзистора и формулы их расчёта.

Решение:

п. 1 Схема включения полевого транзистора с общим истоком:


VTС

З

И +

Ез Rн Ес

+

ИС

На схеме: VT – полевой транзистор; Rн – нагрузка; ИС – источник сигнала; Ез – источник питания затвора; Ес – источник питания стока.

Транзистор со встроенным каналом n-типа: чтобы основные носители заряда (электроны) двигались к стоку, к нему следует подключить положительный полюс источника Ес . По условию задачи транзистор необходимо включить в режиме обеднения, для этого к затвору подключается ─ Ез .

При UЗИ =0, ток истока отличен от нуля, при уменьшении напряжения затвор-исток меньше нулевых значений, транзистор переходит в режим обеднения, причем, чем меньше напряжение, тем меньше ток истока транзистора. На графике показаны зависимости IC Т от напряжения UСИ при четырех фиксированных значениях UЗИ . По условию задачи рассматривается транзистор в режиме обеднения, следовательно, на затвор транзистора подан «─» источника питания затвора (смотри схему включения транзистора).

Стоко-затворная характеристика ПТ со встроенным каналом n-типа, режим обеднения:

По графику стоко-затворной характеристики видно, что при напряжении UЗИ = 0, ток стока транзистора отличен от нуля. При переходе напряжения в минусовые значения ток стока уменьшается.

Параметры полевого транзистора:

Крутизна показывает управляющее действие затвора, то есть степень влияния на стоковый ток, напряжения на затворе.

при UСИ =const, [мА/В]. На графике стоковой характеристики отражены графические показатели расчета крутизны. Смысл крутизны посмотрим на примере. Пусть, S=2 мА/В-это означает, что изменение напряжения затвора на 1 В приведёт к изменению тока стока на 2 мА, при величине UСИ.

Внутреннее сопротивление Ri – характеризует степень влияния на стоковый ток выходного напряжения.

при UЗИ = const, [кОм]

Статический коэффициент усиления – сравнивает оба напряжения UСИ и UЗИ по их воздействию на стоковый ток IСТ .

при IСТ = constразмерность – относительные единицы.

Аналитический расчет

: зная крутизну и внутреннее сопротивление транзистора можно определить статический коэффициент усиления ПТ.

Задача 3

1. Укажите преимущества и недостатки устройств оптоэлектроники.

2. Приведите полную техническую характеристику заданного элемента оптоэлектроники: определение, УГО, принцип действия, характеристики, параметры, схему включения, область применения, расшифровку маркировки.

3. Приведите УГО заданного оптрона и укажите область применения, расшифруйте маркировку.

Данные задачи: ФD-Г3–002 (диодный режим), тип оптрона АОТ – 110А.

Решение:

п1. Преимущества и недостатки устройств оптоэлектроники

Оптоэлектроника – объединяет теорию и практические разработки в области передачи, обработки и хранения информации в которых используются электрические и оптические средства и методы. В оптоэлектронных приборах световой луч выполняет те же функции, что и электрический сигнал в электрических цепях. Оптоэлектронные приборы обеспечивают генерирование оптического луча, его передачу и прием.


Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.