ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ (Σημειώσεις)

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ (Σημειώσεις)"

Transcript

1 ΗΜΗΤΡΗΣ Α. ΦΩΤΙΑ ΗΣ Ηλεκτρονικός Μηχανικός M.Sc. Καθηγητής Εφαρμογών Τ.Ε.Ι. υτικής Μακεδονίας - Παράρτημα Καστοριάς Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ (Σημειώσεις) Καστοριά 2013

2 2

3 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 1. ΙΟ ΟΙ Στην ηλεκτρονική, η δίοδος είναι ένα στοιχείο που περιορίζει τη κατευθυντήρια ροή των φορέων αγωγιμότητας (charge carriers). Ουσιαστικά, η δίοδος επιτρέπει το ηλεκρικό ρεύμα να περάσει από τη μια διεύθυνση, αλλά μπλοκάρει την κίνηση από την αντίθετη διεύθυνση. Έτσι, η δίοδος μπορεί να θεωρηθεί ως μια ηλεκτρονική εκδοχή της βαλβίδας. Τα κυκλώματα που απαιτούν ροή προς μία μόνο κατεύθυνση περιλαμβάνουν μία ή περισσότερες διόδους στη σχεδίαση του κυκλώματος. Οι πρώτες δίοδοι περιλάμβαναν κρυστάλλους cat s whisker και λυχνίες κενού. Σήμερα, οι περισσότερες δίοδοι είναι κατασκευασμένες από υλικά ημιαγωγών όπως πυρίτιο ή γερμάνιο. Τί είναι όμως οι ημιαγωγοί; Οι πιο καλοί αγωγοί (άργυρος, χαλκός και χρυσός) έχουν ένα ηλεκτρόνιο σθένους, ενώ οι πιο καλοί μονωτές έχουν οκτώ ηλεκτρόνια σθένους. Ένας ημιαγωγός είναι ένα στοιχείο με ηλεκτρικές ιδιότητες μεταξύ εκείνων ενός αγωγού και εκείνων ενός μονωτή. Όπως είναι αναμενόμενο, οι πιο καλοί ημιαγωγοί έχουν τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους. Το 1919 ο William Henry Eccles επινόησε τον όρο δίοδος που έχει ελληνικές ρίζες: το δι σημαίνει δύο και οδός σημαίνει μονοπάτι. 1.1 ΘΕΡΜΙΟΝΙΚΕΣ Ή ΑΕΡΙΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΙΟ ΟΙ Οι θερμιονικές δίοδοι (γνωστές και ως λυχνίες κενού), είναι διατάξεις ηλεκτροδίων που βρίσκονται μέσα σε αεροστεγή γυάλινο σωλήνα και είναι παρόμοιες σε εμφάνιση με τους κοινούς λαμπτήρες πυρακτώσεως. 3

4 Στις θερμιονικές διόδους, ηλεκτρικό ρεύμα περνά μέσα από το νήμα πυρακτώσεως. Αυτό θερμαίνει έμμεσα την κάθοδο, η οποία είναι ένα άλλο νήμα το όποιο είναι μίγμα από βάριο και οξείδια του στροντίου, τα οποία είναι οξείδια αλκαλικών γαιών. Αυτά τα συστατικά επιλέγονται επειδή έχουν μικρό έργο εξαγωγής. (Κάποιες λυχνίες χρησιμοποιούν απευθείας θέρμανση, στην οποία το ρεύμα περνάει μέσα από την ίδια την κάθοδο). Η θέρμανση προκαλεί θερμιονική εκπομπή ηλεκτρονίων μέσα στο κενό του σωλήνα. Στην ευθύ λειτουργία, ένα μεταλλικό ηλεκτρόδιο που ονομάζεται άνοδος, φορτίζεται θετικά έτσι ώστε να έλξει ηλεκτροστατικά τα εκπεμπόμενα ηλεκτρόνια. Παρόλ αυτά, τα ηλεκτρόνια δεν αφήνονται εύκολα από την επιφάνεια της μη θερμής ανόδου όταν η πολικότητα της τάσης αντιστραφεί και επομένως οποιαδήποτε αντίστροφη ροή έχει πολύ μικρή ένταση. Στο μεγαλύτερο μέρος του 20ου αιώνα οι θερμιονικές δίοδοι χρησιμοποιήθηκαν σε αναλογικές εφαρμογές σήματος καθώς και ως ανορθωτές σε παροχείς ενέργειας. Σήμερα, οι θερμιονικές δίοδοι χρησιμοποιούνται μόνο σε εφαρμογές όπως ανορθωτές σε κιθάρες και hi-fi ενισχυτές και σε ειδικά εξαρτήματα υψηλής τάσης. 1.2 ΙΟ ΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ Οι περισσότερες σύγχρονες δίοδοι βασίζονται στον ημιαγωγό p-n επαφών. Σε μια p-n δίοδο, συμβατικό ρεύμα μπορεί να ρέει από τη μεριά τύπου p (η άνοδος) στην άλλη μεριά τύπου n (η κάθοδος), αλλά δεν μπορεί να ρέει κατά την αντίθετη κατεύθυνση. Ένας άλλος τύπος διόδου ημιαγωγών, η δίοδος Schottky, σχηματίζεται από την επαφή μεταξύ ενός μετάλλου και ενός ημιαγωγού παρά από μια επαφή p-n. Η χαρακτηριστική καμπύλη ρεύματος-τάσης ή I-V μιας διόδου ημιαγωγού αποδίδεται στη συμπεριφορά της περιοχής κατάρρευσης η οποία υπάρχει στην επαφή p-n μεταξύ των διαφορετικών ημιαγωγών. Όταν αρχικά δημιουργήθηκε η επαφή p-n, ηλεκτρόνια της ζώνης αγωγιμότητας (conduction band) της 4

5 νοθευμένης-ν (N-doped) περιοχής διαχέονται στη νοθευμένη-p (P-doped) περιοχή όπου υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός από οπές (μέρη για τα ηλεκτρόνια στα οποία δεν βρίσκεται κανένα ηλεκτρόνιο) με τις οποίες τα ηλεκτρόνια ανασυνδυάζονται. Όταν ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο συνδυάζεται με μια οπή, η οπή εξαφανίζεται και το ηλεκτρόνιο παύει να είναι ελεύθερο. Επομένως δυο φορείς αγωγιμότητας εξαφανίστηκαν. Η περιοχή γύρω από την επαφή p-n ελλατώνεται από φορείς αγωγιμότητας και επομένως λειτουργεί ως μονωτής. Παρόλ αυτά, το πλάτος κατάρρευσης (depletion width) δεν μπορεί να μεγαλώσει απεριόριστα. Για κάθε ζεύγος ηλεκτρονίο-οπής που ανασυνδυάζονται, ένα θετικά φορτισμένο νοθευμένο (dopant) ιόν αφήνεται πίσω στη νοθευμένη-ν περιοχή και ένα αρνητικά φορτισμένο νοθευμένο ιόν αφήνεται στη νοθευμένη-p (P-doped) περιοχή. Καθώς προχωράνε οι ανασυνδυασμοί και περισσότερα ιόντα δημιουργούνται, δημιουργείται ένα αυξανόμενο ηλεκτρικό πεδίο στη ζώνη κατάρρευσης το οποίο επιδρά στην επιβράδυνση και τελικά στη διακοπή των ανασυνδυασμών. Σε αυτό το σημείο, υπάρχει μια ενσωματωμένη διαφορά δυναμικού στην ζώνη κατάρρευσης. Αν μια εξωτερική τάση εφαρμοστεί στη δίοδο με την ίδια πολικότητα με την ενσωματωμένη διαφορά δυναμικού, η ζώνη κατάρρευσης συνεχίζει να λειτουργεί ως μονωτής εμποδίζοντας τη διέλευση σημαντικής ποσότητας ηλεκτρικού ρεύματος. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ανάστροφη πόλωση. Αντίθετα, αν η πολικότητα της εξωτερικής τάσης είναι αντίθετη με την ενσωματωμένη διαφορά δυναμικού, θα συνεχίσουν οι ανασυνδυασμοί με αποτέλεσμα να έχουμε διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσω της επαφής p-n. Για τις διόδους από πυρίτιο, η εσωτερική τάση είναι περίπου ίση με V. Επομένως, αν ένα εξωτερικό ρεύμα περάσει από τη δίοδο, θα δημιουργηθεί στη δίοδο μια τάση περίπου V έτσι ώστε η νοθευμένη-p περιοχή να είναι θετική σε σχέση με τη νοθευμένη-ν περιοχή και η δίοδος χαρακτηρίζεται ως ανοικτή, αφού έχει ορθή πόλωση. Η χαρακτηριστική καμπύλη I-V της διόδου μπορεί να προσεγγιστεί από δυο περιοχές λειτουργίας. Αν η τάση ανάμεσα στα δύο άκρα (leads) είναι κάτω από μια συγκεκριμένη τιμή, η ζώνη κατάρρευσης έχει σημαντικό πλάτος και η 5

6 δίοδος μπορεί να θεωρηθεί ως ένα ανοικτό (μη αγώγιμο) κύκλωμα. Όσο η τάση αυξάνεται, σε κάποιο σημείο η δίοδος θα γίνει αγώγιμη και θα επιτρέψει τη διαρροή του ηλεκτρικού ρεύματος, και μπορεί να θεωρηθεί ως μια σύνδεση με μηδενική (ή τουλάχιστον πολύ μικρή) αντίσταση. Σε μια κανονική δίοδο από πυρίτιο, η πτώση τάσης σε μια αγώγιμη δίοδο είναι περίπου 0.6 με 0.7 Volts. Η τιμή αυτή είναι διαφορετική για άλλους τύπους δίοδων για τις διόδους Schottky μπορεί να είναι 0.2 V και για τις διόδους εκπομπής φωτός (LEDs) μπορεί να είναι 1.4 V ή μεγαλύτερη (στα γαλάζια LEDs μπορεί να φτάνει και τα 4.0 V). Σχετικά με το διάγραμμα της χαρακτηριστικής καμπύλης I-V, στην περιοχή ανάστροφης πόλωσης για μια κανονική ανορθωτική δίοδο P-Ν, το ρεύμα μέσω της συσκευής είναι πολύ μικρό (της τάξεως των μα) για όλες τις ανάστροφες τάσεις μέχρι ένα σημείο που ονομάζεται Κορυφή Ανάστροφης Τάσης ή PIV (Peak Inverse Voltage). Μετά από αυτό το σημείο, συμβαίνει μια διαδικασία που ονομάζεται αντίστροφη κατάρρευση η οποία προκαλεί βλάβες στη συσκευή με ταυτόχρονη μεγάλη αύξηση στο ηλεκτρικό ρεύμα. 6

7 Η χαρακτηριστική καμπύλη μιας διόδου εξαρτάται μόνο από τη δίοδο και είναι ανεξάρτητη από τα διάφορα εξωτερικά κυκλώματα με τα οποία μπορεί να συνδέεται. Για ειδικές περιπτώσεις διόδων όπως η avalanche (χιονοστιβάδα) ή οι δίοδοι zener, η αρχή της Κορυφής Ανάστροφης Τάσης δεν είναι εφαρμόσιμη αφού έχουν μια εσκεμμένη κατάρρευση μετά από ένα γνωστό αντίστροφο ρεύμα έτσι ώστε η αντίστροφη τάση να φτάσει σε μια γνωστή τιμή (η οποία ονομάζεται τάση zener ή τάση κατάρρευσης). Αυτές οι συσκευές όμως έχουν ένα ανώτατο όριο στο ρεύμα και στην ισχύ στην περιοχή zener ή avalanche. 1.3 ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΙΣΧΥΟΣ Μπορούμε να υπολογίσουμε την κατανάλωση ισχύος μιας διόδου με τον ίδιο τρόπο όπως και μιας αντίστασης. Αυτή ισούται με το γινόμενο της τάσης και του ρεύματος της διόδου. Όπως δείχνει ο τύπος: P D = V D I D Η τάξη ισχύος (power rating) είναι η μέγιστη ισχύς που μπορεί να καταναλώσει μια δίοδος με ασφάλεια, χωρίς να ελλατωθεί ο χρόνος ζωής της ή σε βάρος των χαρακτηριστικών της. Σε σύμβολα, ο ορισμός της είναι: P max = V max I max όπου V max είναι η τάση που αντιστοιχεί στο I max. 1.4 ΜΕΓΙΣΤΟ DC ΟΡΘΟ ΡΕΥΜΑ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΤΑΣΗ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗΣ Αν το ρεύμα σε μια δίοδο είναι πολύ μεγάλο, η υπερβολική θερμότητα θα καταστρέψει τη δίοδο. Γι αυτό το λόγο, ένα φυλλάδιο του κατασκευαστή 7

8 (datasheet) προδιαγράφει το μέγιστο ρεύμα που μια δίοδος μπορεί με ασφάλεια να ανταπεξέλθει χωρίς συντόμευση του χρόνου ζωής της ή υποβάθμιση των χαρακτηριστικών της. Το μέγιστο ορθό ρεύμα είναι ένα από τα μεγέθη που δίνονται σε ένα φυλλάδιο προδιαγραφών. Αυτό το ρεύμα μπορεί να καταχωρηθεί σαν I max, I F(max), I O, κ.τ.λ. ανάλογα με τον κατασκευαστή. Για παράδειγμα, μια 1Ν456 έχει μια μέγιστη τιμή ορθού ρεύματος 135 ma. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να χειριστεί με ασφάλεια συνεχές ορθό ρεύμα 135 ma. Η μέγιστη ανάστροφη τάση κατάρρευσης είναι η μέγιστη τάση την οποία μπορεί να δειχτεί μια δίοδος στα άκρα της, πέραν την οποίας έχουμε το φαινόμενο της χιονοστιβάδας. Η τάση αυτή αντιπροσωπεύει μια καταστροφική τιμή τάσης, την οποία ένας κατασκευαστής αποφεύγει σε συνθήκες λειτουργίας. Για το λόγο αυτό ένας σχεδιαστής περιλαμβάνει έναν συντελεστή ασφαλείας (safety factor). εν υπάρχει απόλυτος κανόνας για το μέγεθος του παράγοντα ασφαλείας, επειδή εξαρτάται από τόσους πολλούς σχεδιαστικούς παράγοντες. Μια συντηρητική σχεδίαση θα χρησιμοποιούσε έναν συντελεστή ασφαλείας 2, που σημαίνει ότι ποτέ δεν επιτρέπει μια ανάστροφη τάση να είναι μεγαλύτερη από το μισό της προδιαγεγραμμένης τάσης κατάρρευσης, ενώ μια λιγότερο συντηρητική έναν συντελεστή 1,25 ή και μικρότερο. 1.5 ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΒΛΑΒΩΝ Μπορείτε να ελέγξετε γρήγορα την κατάσταση μιας διόδου με ένα ωμόμετρο στην κλίμακα υψηλής αντίστασης. Μετρήστε την dc αντίσταση της διόδου προς οποιαδήποτε φορά. Κατόπιν αναστρέψτε τους ακροδέκτες και μετρήστε ξανά την dc αντίσταση. Το ορθό ρεύμα θα εξαρτάται από την περιοχή στην οποία χρησιμοποιείται το ωμόμετρο, που σημαίνει ότι παίρνει διαφορετικές ενδείξεις σε διαφορετικές περιοχές. Το ζητούμενο, ωστόσο, είναι ένας μεγάλος λόγος ανάστροφης προς ορθή αντίσταση. Στις κανονικές διόδους πυριτίου, που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικές εργασίες, ο λόγος αυτός πρέπει να είναι μεγαλύτερος από 1000:1. 8

9 Χρησιμοποιώντας ένα ωμόμετρο για έλεγχο διόδων έχουμε ένα παράδειγμα ελέγχου go/no-go. Στην πραγματικότητα δεν ενδιαφερόμαστε για την ακριβή dc αντίσταση της διόδου, αλλά για το αν η δίοδος έχει μια μικρή αντίσταση κατά την ορθή φορά και μια μεγάλη αντίσταση κατά την ανάστροφη φορά. Οι βλάβες των διόδων εντοπίζονται στα εξής: εξαιρετικά μικρή αντίσταση και προς τις δύο κατευθύνσεις (δίοδος βραχυκυκλωμένη), μεγάλη αντίσταση και προς τις δύο κατευθύνσεις (δίοδος ανοιχτή), σχετικά μικρή αντίσταση κατά την αντίστροφη φορά (δίοδος με διαρροή). 9

10 10

11 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2 2. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΙΟ ΩΝ 2.1 ΗΜΙΑΝΟΡΘΩΣΗ Το κύκλωμα του Σχήματος 2-1 είναι ένας ημιανορθωτής (Half-wave rectifier). Ένας ανορθωτής γενικά μετατρέπει κάποιο AC (εναλλασσόμενο) σήμα σε DC (συνεχές). Το σήμα που παίρνουμε στην έξοδο, είναι ακριβώς το πάνω μισό της τάσης εισόδου, και για μια ιδανική δίοδο, το σήμα αυτό δεν εξαρτάται καθόλου από το μέγεθος της αντίστασης φορτίου (R L ). Σχήμα 2-1 Το ανορθωμένο σήμα είναι τώρα ένας συνδυασμός μιας AC και μιας DC συνιστώσας του σήματος (DC and AC components of the signal). Γενικά, η DC συνιστώσα του σήματος είναι αυτό που μας ενδιαφέρει, και αυτό το οποίο είναι «ανεπιθύμητο» είναι η AC συνιστώσα, η οποία συνήθως αναφέρεται και σαν κυμάτωση (ripple). Είναι επιθυμητό η κυμάτωση να έχει γενικά υψηλή συχνότητα, ούτως ώστε να μπορεί να αφαιρείται με τη χρήση βαθυπερατών φίλτρων (lowpass filters). Η τιμή της DC συνιστώσας του σήματος εξόδου δίνεται από τον παρακάτω μαθηματικό τύπο: 11

12 V dc = V m Όπου V dc η DC συνιστώσα του σήματος και V m η μέγιστη τιμή (peak voltage) του σήματος εισόδου. Σε πολλές συσκευές ή εφαρμογές, δίνεται η ενεργός τιμή ή η RMS τιμή του σήματος κι όχι η μέγιστη τιμή (peak value). Ο μαθηματικός τύπος για τη μετατροπή από τη μία μορφή τάσης στην άλλη είναι ο παρακάτω: V rms = V peak Εάν λάβουμε υπόψη και το γεγονός ότι η δίοδος αρχίζει να άγει περίπου από τα 0.7 V και πάνω (για μια δίοδο πυριτίου), τότε η DC συνιστώσα του κυκλώματος της ημιανόρθωσης θα δίνεται από τον τύπο: V dc = (V m - V T ) όπου V T η τάση πάνω από την οποία αρχίζει να άγει η δίοδος. Από το Σχήμα 2-1 παρατηρούμε ότι στην έξοδο Vo παίρνουμε μόνο τη θετική ημιπερίοδο του ημιτονοειδούς σήματος εισόδου, μιας και κατά την αρνητική ημιπερίοδο του σήματος, η δίοδος δεν άγει (είναι ανάστροφα πολωμένη). 2.2 ΗΜΙΑΝΟΡΘΩΣΗ ΜΕ ΦΙΛΤΡΑΡΙΣΜΕΝΗ ΕΞΟ Ο Με το κύκλωμα του Σχήματος 2-2 μπορούμε να «φιλτράρουμε» την έξοδο, έχοντας μια ποιο ομοιόμορφη τάση εξόδου, με λιγότερη κυμάτωση (ripple). Η κυμάτωση που θα έχει το σήμα μας εξαρτάται από την τιμή του πυκνωτή C, το DC ρεύμα πάνω στο φορτίο, καθώς και από τη συχνότητα κυμάτωσης. 12

13 Σχήμα 2-2 Το φίλτρο εισόδου πυκνωτή (capacitor-input filter) δημιουργεί DC τάση εξόδου, η οποία ισούται με την τιμή κορυφής (peak) της ανορθωμένης τάσης. Αυτού του είδους το φίλτρο είναι εκείνο που χρησιμοποιείται περισσότερο στα τροφοδοτικά. Το κλειδί για την κατανόηση ενός φίλτρου πυκνωτή εισόδου είναι να κατανοήσουμε τι κάνει αυτό το απλό κύκλωμα κατά τη διάρκεια του πρώτου τετάρτου της περιόδου. Αρχικά ο πυκνωτής δεν είναι φορτισμένος. Κατά τη διάρκεια του πρώτου τετάρτου της περιόδου, η δίοδος είναι ορθά πολωμένη. Αφού στην ιδανική περίπτωση λειτουργεί σαν ένας κλειστός διακόπτης, ο πυκνωτής φορτίζεται και η τάση του ισούται με την τάση πηγής σε κάθε στιγμή του πρώτου τετάρτου της περιόδου. Η φόρτιση συνεχίζεται μέχρι η είσοδος να φτάσει στη μέγιστη τιμή της. Στο σημείο αυτό, η τάση του πυκνωτή ισούται με την τάση κορυφής (V peak ) της εισόδου. Αφού η τάση εισόδου φτάσει στην κορυφή της, αρχίζει να μειώνεται. Μόλις η τάση εισόδου γίνει μικρότερη από V peak, η δίοδος σταματάει να άγει. Στην περίπτωση αυτή λειτουργεί πλέον σαν ένας κλειστός διακόπτης. Όσο ο χρόνος R L C παραμένει σταθερός (είναι πολύ μεγαλύτερος από την περίοδο) ο πυκνωτής παραμένει σχεδόν πλήρως φορτισμένος και η τάση στην έξοδο είναι περίπου ίση με την τάση κορυφής (V peak ). Μεταξύ των κορυφών, η δίοδος δεν άγει και ο 13

14 πυκνωτής εκφορτίζεται μέσω της αντίστασης φορτίου R L. Με άλλα λόγια ο πυκνωτής τροφοδοτεί το ρεύμα φορτίου. Μόλις φτάσει η επόμενη κορυφή, η δίοδος άγει σύντομα και επαναφορτίζει τον πυκνωτή μέχρι την τάση κορυφής. 2.3 ΠΛΗΡΗΣ ΑΝΟΡΘΩΣΗ Στο Σχήμα 2-3 μπορούμε να δούμε το κύκλωμα ενός ανορθωτή πλήρους κύματος (full-wave rectifier). Σχήμα 2-3 Η δίοδος D 1 άγει κατά τη θετική ημιπερίοδο του σήματος εισόδου, και η D 2 κατά την αρνητική. Κατά συνέπεια, το ανορθωμένο ρεύμα φορτίου ρέει κατά τη διάρκεια και των δύο κύκλων. Κατά τη διάρκεια και των δύο ημιπεριόδων, η τάση φορτίου έχει την ίδια πολικότητα και το ρεύμα του φορτίου ρέει προς την ίδια κατεύθυνση. Να τονιστεί ιδιαίτερα η γείωση της μεσαίας λήψης του μετασχηματιστή, προκειμένου να έχουμε τη δημιουργία δύο δευτερευουσών τάσεων κατά τη θετική και την αρνητική ημιπερίοδο του σήματος εισόδου. Ένα ακόμα σημαντικό σημείο που θα πρέπει να τονιστεί είναι η μέγιστη ανάστροφη τάση (η PIV όπως είδαμε και στο προηγούμενο μάθημα) που μπορεί να έχουμε σε κάθε μία από τις δύο διόδους (D 1 και D 2 ), η οποία δίνεται από τη σχέση: 14

15 PIV = 2V p(out) V Η πλήρης ανόρθωση μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί με τη χρήση μιας ιδιαίτερης συνδεσμολογίας τεσσάρων διόδων που ονομάζεται γέφυρα. Στο Σχήμα 2-4 μπορούμε να δούμε τη συνδεσμολογία αυτή, όπου οι δύο δίοδοι D 1 και D 2 αντικαθίστανται πλέον από το δικτύωμα των D 1, D 2, D 3 και D 4. Σχήμα 2-4 Κατά τη θετική ημιπερίοδο του σήματος εισόδου άγουν οι δίοδοι D 1 και D 3, ενώ κατά την αρνητική οι D 2 και D 4. Η σημαντική διαφορά που υπάρχει μεταξύ της προηγούμενης συνδεσμολογίας με αυτήν, έγκειται στην μέγιστη ανάστροφη τάση (PIV), η οποία τίθεται σε κάθε μία από τις διόδους όταν αυτές είναι ανάστροφα πολωμένες. Τώρα η τάση αυτή δίνεται από τη σχέση: PIV = V p(out) V δηλαδή οι δίοδοι έχουν να αντέξουν πολύ μικρότερη τάση σε σχέση με την προηγούμενη συνδεσμολογία. 15

16 16

17 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3 3. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΙΟ ΩΝ 3.1 ΘΕΤΙΚΟΣ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΗΣ Ή ΨΑΛΙ ΙΣΤΗΣ Περιοριστής ή ψαλιδιστής (clipper) είναι ένα κύκλωμα που απομακρύνει είτε τα θετικά είτε τα αρνητικά τμήματα μιας κυματομορφής. Αυτού του είδους η επεξεργασία χρησιμεύει στη διαμόρφωση σήματος. Το κύκλωμα του Σχήματος 3-1 είναι ένας θετικός περιοριστής (ψαλιδιστής). Το κύκλωμα απομακρύνει τα θετικά τμήματα του σήματος εισόδου. Γι αυτό το σήμα εξόδου έχει μόνο αρνητικές ημιπεριόδους. Σχήμα 3-1 Το κύκλωμα δουλεύει ως εξής: Κατά τη διάρκεια της θετικής ημιπεριόδου, η δίοδος άγει, όπως ένα βραχυκύκλωμα στα άκρα της εξόδου. Στην ιδανική περίπτωση η τάση εξόδου είναι μηδέν. Κατά τη διάρκεια της αρνητικής ημιπεριόδου, η δίοδος είναι ανοιχτή. Στην περίπτωση αυτή εμφανίζεται στην 17

18 έξοδο αρνητική ημιπερίοδος. Η αντίσταση σειράς (R S ) είναι πολύ μικρότερη από την αντίσταση φορτίου (R L ), βάσει σχεδιασμού. Στην πραγματικότητα, το επίπεδο ψαλιδισμού δεν είναι ίσο με το μηδέν, αλλά περίπου 0,7 V (μιας και όταν άγει μια δίοδος πέφτει στα άκρα της μια τάση της τάξης των 0,7 V περίπου), όπως φαίνεται και στην κυματομορφή εξόδου του Σχήματος ΑΡΝΗΤΙΚΟΣ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΗΣ Εάν αντιστρέψουμε την πολικότητα της διόδου, όπως δείχνει το Σχήμα 3-2, έχουμε έναν αρνητικό περιοριστή. Σχήμα 3-2 Όπως είναι αναμενόμενο, αυτός απομακρύνει τα αρνητικά τμήματα του σήματος. Στην ιδανική περίπτωση, η κυματομορφή εξόδου έχει μόνο θετικές ημιπεριόδους. Ο ψαλιδισμός δεν είναι τέλειος. Λόγω της πτώσης τάσης (offset voltage) η στάθμη ψαλιδισμού βρίσκεται περίπου στα -0,7V. 18

19 3.3 ΠΟΛΩΜΕΝΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΕΣ Η στάθμη αναφοράς (ίδια με τη στάθμη ψαλίδισης) ενός θετικού περιοριστή είναι, στην ιδανική περίπτωση, ίση με μηδέν, ή με 0,7V με μια δεύτερη προσέγγιση. Πως μπορούμε όμως να αλλάξουμε αυτή την στάθμη αναφοράς; Στην ηλεκτρονική, πόλωση (bias) σημαίνει εφαρμογή μιας εξωτερικής τάσης για τη μεταβολή της στάθμης αναφοράς ενός κυκλώματος. Στο Σχήμα 3-3 μπορούμε να δούμε ένα παράδειγμα χρήσης της πόλωσης για τη μεταβολή της στάθμης αναφοράς ενός θετικού περιοριστή. Σχήμα 3-3 Αν συνδέσουμε μια dc πηγή τάσης σε σειρά με μια δίοδο, μπορούμε να μεταβάλουμε τη στάθμη του περιορισμού. Η νέα V θα πρέπει να είναι μικρότερη από την V p για κανονική λειτουργία. Μια ιδανική δίοδος αρχίζει να άγει μόλις η τάση εισόδου γίνει μεγαλύτερη από τη V. Με μια δεύτερη προσέγγιση, αρχίζει να άγει όταν η τάση εισόδου είναι μεγαλύτερη από V + 0,7V. 19

20 3.4 ΣΥΝΘΕΤΟΣ ΨΑΛΙ ΙΣΤΗΣ Μπορούμε να συνδυάσουμε έναν πολωμένο θετικό περιοριστή με έναν πολωμένο αρνητικό και να έχουμε το κύκλωμα που μας δείχνει το Σχήμα 3-4. Σχήμα 3-4 Η δίοδος D1 ψαλιδίζει τα θετικά τμήματα πάνω από τη στάθμη θετικής πόλωσης, και η δίοδος D2 ψαλιδίζει τα τμήματα κάτω από τη στάθμη αρνητικής πόλωσης. Όταν η τάση εισόδου είναι πολύ μεγάλη σε σχέση με τις στάθμες πόλωσης, το σήμα εξόδου αποτελεί μια τετραγωνική κυματομορφή, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 3-4. Αυτό είναι ένα ακόμη παράδειγμα μορφοποίησης σήματος που μπορεί να επιτευχθεί με τους ψαλιδιστές. 20

21 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 4 4. ΑΛΛΟΙ ΤΥΠΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΙΟ ΩΝ 4.1 ΙΟ ΟΣ ZENER H δίοδος zener είναι μία δίοδος η οποία επιτρέπει τη ροή του ρεύματος όταν είναι ορθά πολωμένη, όπως και μια κανονική δίοδος, όμως επιτρέπει τη ροή του ρεύματος και κατά την ανάστροφη πόλωση της, εάν η τάση στα άκρα της είναι μεγαλύτερη από την τάση κατάρρευσης, γνωστής και ως «τάση Zener» ή «γόνατο τάσης Zener». Οι δίοδοι αυτοί πήραν το όνομά τους από τον Clarence Zener, ο οποίος ανακάλυψε τις προαναφερθείσες ηλεκτρικές ιδιότητες των διόδων zener. Το σύμβολο καθώς και η χαρακτηριστική καμπύλη μιας διόδου zener φαίνονται στο Σχήμα 4-1. Σχήμα 4-1 Η χαρακτηριστική τάσης-ρεύματος μιας zener όπως η παραπάνω δείχνει την τάση κατάρρευσης να βρίσκεται στα 17 V περίπου. Αυτή είναι η τάση zener ή η τάση αναφοράς που μας προσφέρει η παραπάνω δίοδος. 21

22 Μια συμβατική δίοδος, εφόσον είναι ορθά πολωμένη, δε θα επιτρέψει τη ροή σημαντικής ποσότητας ρεύματος να συμβεί, εφόσον η ανάστροφη τάση πόλωσης είναι μικρότερη από την τάση κατάρρευσης. Εάν η ανάστροφη τάση που εφαρμόζεται στα άκρα της διόδου ξεπεράσει την τάση κατάρρευσης, τότε θα έχουμε σημαντική αύξηση του ρεύματος που θα διαρρέει τη δίοδο, εξαιτίας του φαινομένου της κατάρρευσης χιονοστιβάδας. Εφόσον το υψηλό αυτό ρεύμα δεν περιοριστεί από κάποιο εξωτερικό κύκλωμα, τότε η δίοδος θα καταστραφεί. Στην περίπτωση που έχουμε μεγάλη τάση στα άκρα της διόδου κατά την ορθή πόλωση, έχουμε μια πτώση τάσης στα άκρα της διόδου, εξαιτίας της κατασκευής της σαν υλικό p-n επαφής και εξαιτίας της εσωτερικής της αντίστασης. Η πτώση τάσης αυτή εξαρτάται από το υλικό του ημιαγωγού που είναι κατασκευασμένη η δίοδος (Ge, Si, κ.τ.λ.) και τη συγκέντρωση φορτισμένων σωματιδίων. Μια δίοδος zener έχει σε γενικές γραμμές τα ίδια χαρακτηριστικά, με τη διαφορά ότι η δίοδος αυτή είναι ειδικά σχεδιασμένη ώστε να έχει ιδιαίτερα χαμηλή την τάση κατάρρευσης, αποκαλούμενη και «τάση Zener». Μια ανάστροφα πολωμένη δίοδος zener, έχει ελεγχόμενη κατάρρευση κι επιτρέπει στο ρεύμα να διατηρεί την τάση στα άκρα της διόδου ίση με την τάση zener. Για παράδειγμα, μια δίοδος με τάση κατάρρευσης zener ίση με 3.2 V, θα παρουσιάζει μια πτώση τάσης στα άκρα της διόδου ίση με 3.2 V, εφόσον η τάση που εφαρμόζεται στα άκρα της είναι μεγαλύτερη από την τιμή αυτή. Παρόλα αυτά το ρεύμα δε μπορεί να είναι απεριόριστο. Γι αυτό μια δίοδος zener χρησιμοποιείται για να παράγει μια τάση αναφοράς, για κάποιο στάδιο ενός ενισχυτή για παράδειγμα ή σαν σταθεροποιητής τάσης για εφαρμογές χαμλής τάσης. Η τάση zener μπορεί να ελεγχθεί με αρκετά μεγάλη ακρίβεια κατά τη διαδικασία κατασκευής της διόδου, με αποτέλεσμα στις διόδους που διατίθενται στο εμπόριο να έχουμε συνήθως ανοχές της τάξης του 5% και του 10%. 22

23 Οι δίοδοι zener χρησιμοποιούνται ευρέως για να σταθεροποιούν την τάση στα άκρα κάποιου κυκλώματος. Συνδέοντάς τες παράλληλα με μια μεταβλητή πηγή τάσης, ούτως ώστε να είναι ανάστροφα πολωμένες, οι δίοδοι zener άγουν όταν η τάση στα άκρα τους φτάσει την τάση zener. Από το σημείο εκείνο και μετά, η δίοδος κρατάει σταθερή την τάση στα άκρα της στην τιμή της τάσης zener. Μιας και οι δίοδοι zener χρησιμοποιούνται σχεδόν πάντα πολωμένες ανάστροφα, θα τις συναντάμε στα διάφορα κυκλώματα να έχουν αντίστροφη συνδεσμολογία από τις κοινές διόδους. 4.2 LED (Light-Emmiting Diodes) Τα LEDs είναι δίοδοι οι οποίες εκπέμπουν φως όταν άγουν (όταν πολωθούν ορθά). Το σύμβολό τους φαίνεται στο Σχήμα 4-2. Σχήμα 4-2 Το χρώμα που εκπέμπει το κάθε LED εξαρτάται από τη σύσταση του υλικού που είναι κατασκευασμένο. Έτσι έχουμε LED τα οποία εκπέμπουν ορατό φως, αλλά που εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία (IR ή Infrared) και άλλα υπεριώδη (UV ή Ultraviolet). To τυπικό κύκλωμα που χρησιμοποιούμε για να ενεργοποιήσουμε ένα LED φαίνεται στο Σχήμα 4-3. Συνήθως λοιπόν χρησιμοποιούμε μια πηγή συνεχούς (D.C.) τάσης, ένα LED και μια αντίσταση, για τον περιορισμό του 23

24 ρεύματος. Η τιμή που θα πρέπει να έχει η αντίσταση που χρησιμοποιούμε δίνεται αν κάνουμε χρήση του νόμου του Ohm. Αντίσταση σε Ohm = (Τάση τροφοδοσίας Πτώση τάσης πάνω στο LED) /Τυπική τιμή του ρεύματος που θα πρέπει να διαρρέει το LED Συνήθως η τυπική πτώση τάσης πάνω στα LED κυμαίνεται από 1.7 εώς 3.3 V κι εξαρτάται από το χρώμα του LED. Η τυπική τιμή του ρεύματος που θα πρέπει να διαρρέει το LED δίνεται από τον εκάστοτε κατασκευαστή. Σχήμα 4-3 Θα πρέπει να τονιστεί ιδιαίτερα ότι δεν πρέπει ποτέ να συνδέουμε ένα LED απευθείας σε μια πηγή τάσης, γιατί είναι σχεδόν σίγουρο ότι θα καταστραφεί αμέσως, λόγω του υψηλού ρεύματος που θα δεχτεί. Συνήθως για πηγή τάσης 12V, μια αντίσταση σε σειρά της τάξης του 1kOhm είναι ικανοποιητική για τη μεγάλη πλειοψηφία των LEDs. Ποτέ δε θα πρέπει να συνδέουμε δύο ή περισσότερα LEDs παράλληλα, με τη χρήση μιας κοινής αντίστασης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4-4. Αυτό ισχύει γιατί εάν η τάση που άγει κάποιο από τα δύο LED είναι μικρότερη από του άλλου, τότε όλο το ρεύμα θα διαρρεύσει διά μέσου του LED αυτού, με αποτέλεσμα να το καταστρέψει, μιας και το δεύτερο LED δε θα έχει προλάβει να άγει (θα είναι 24

25 σβηστό). Εάν θέλουμε να έχουμε LEDs παράλληλα συνδεδεμένα, τότε θα πρέπει το καθένα να έχει τη δική του αντίσταση σε σειρά. Σχήμα 4-4 Οι διάφοροι κατασκευαστές LEDs δίνουν συνήθως πίνακες με τα διάφορα τεχνικά χαρακτηριστικά τους. Ένας τέτοιος πίνακας φαίνεται και παρακάτω. I F V F V F V R Luminous Viewing Type Colour max. typ. max. max. intensity angle Wavelength Standard Red 30mA 1.7V 2.1V 5V Standard Bright red 30mA 2.0V 2.5V 5V Standard Yellow 30mA 2.1V 2.5V 5V Standard Green 25mA 2.2V 2.5V 5V High intensity Blue 30mA 4.5V 5.5V 5V Super bright Red 30mA 1.85V 2.5V 5V Low current Red 30mA 1.7V 2.0V 5V 10mA nm 10mA nm 10mA nm 10mA nm 20mA nm 20mA nm 2mA nm Ο πίνακας αυτός δείχνει τυπικά τεχνικά χαρακτηριστικά για μερικά στρόγγυλα LEDs διαμέτρου 5mm σε πλαστική συσκευασία. Μόνο τρεις στήλες είναι οι σημαντικές, αυτές με τα έντονα (bold) γράμματα. 25

26 I F max. Μέγιστο ορθό ρεύμα, το ρεύμα δηλαδή όταν το LED είναι ορθά πολωμένο. V F typ. Τυπική ορθή τάση. Αυτή είναι περίπου 2V, εκτός από τα μπλε και τα λευκά LEDs, για τα οποία η τιμή της τάσης αυτής είναι περίπου 4V. V F max. Μέγιστη ορθή τάση. V R max. Μέγιστη ανάστροφη τάση. Luminous Φωτεινότητα των LED για το δεδομένο ρεύμα, mcd = intensity millicandela. Viewing angle Τα standard LEDs έχουν μια οπτική γωνία της τάξης των 60, ενώ τα υπόλοιπα εκπέμπουν μια στενότερη δέσμη φωτός, της τάξης των 30. Wavelength Το μέγιστο μήκος κύματος του εκπεμπόμενου φωτός, το οποίο και καθορίζει το χρώμα του LED. nm = nanometre. 26

27 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 5 5. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ 5.1 ΒΑΣΙΚΗ ΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Στα ηλεκτρονικά, το τρανζίστορ είναι ένα εξάρτημα ημιαγωγού, το οποίο το χρησιμοποιούμε είτε ως ενισχυτή είτε ως διακόπτη ηλεκτρονικών σημάτων. Τα διπολικά τρανζίστορ επαφής (BJT ή Bipolar Junction Transistor) που θα δούμε ποιο αναλυτικά, είναι συντομογραφία του «δύο πολικότητες» και για να λειτουργήσουν χρησιμοποιούν και ελεύθερα ηλεκτρόνια και οπές (έλλειψη ηλεκτρονίων). Ουσιαστικά ένα τρανζίστορ αποτελείται από τρεις περιοχές. Οι περιοχές αυτές ονομάζονται: Εκπομπός (Emitter ή Ε), Βάση (Base ή Β) και Συλλέκτης (Collector ή C) και η κάθε μία έχει διαφορετικό εμπλουτισμό σε ηλεκτρόνια ή οπές. Οι επαφές Βάσης Εκπομπού και Βάσης Συλλέκτη ουσιαστικά αποτελούν δύο διόδους ενωμένες «πλάτη με πλάτη» (back-to-back), όπως φαίνεται πολύ ξεκάθαρα στο Σχήμα 5-1. Σχήμα 5-1 Στο Σχήμα 5-1, βλέπουμε τη βασική δομή ενός NPN τρανζίστορ. Το τρανζίστορ αυτό ονομάζεται έτσι γιατί στην περιοχή του Εκπομπού και του 27

28 Συλλέκτη έχουμε περίσσεια ηλεκτρονίων (περιοχές Ν), ενώ στην περιοχή της Βάσης έχουμε έλλειμα ηλεκτρονιών ή περίσσεια οπών (περιοχή Ρ). Βλέποντας κάποιος το Σχήμα 5-2 μπορεί εύκολα να καταλάβει τη διαφορά μεταξύ ενός NPN κι ενός PNP τρανζίστορ και όσον αφορά το σύμβολο που χρησιμοποιείται για κάθε ένα από αυτά, αλλά και όσον αφορά τη δομή τους. Το βελάκι που υπάρχει και στα δύο, δείχνει την κατεύθυνση του ρεύματος. Σε ένα ΝΡΝ τρανζίστορ χρησιμοποιούνται ηλεκτρόνια ως φορείς του ρεύματος, ενώ σε ένα ΡΝΡ χρησιμοποιούνται οπές. Τα ΝΡΝ τρανζίστορ χηρσιμοποιούνται ποιο συχνά από τα ΡΝΡ λόγω του ότι κατασκευάζονται ποιο εύκολα και είναι αυτά τα οποία θα αναλυθούν στη συνέχεια. Σχήμα 5-2 Πως όμως λειτουργεί ένα τρανζίστορ; Θα χρησιμοποιηθεί μια προσομοίωση του τρανζίστορ με μια δεξαμενή νερού, για λόγους ευκολίας. Η δεξαμενή αυτή, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 5-3 έχει τρία ανοίγματα (B, C και E) όπως και το τρανζίστορ έχει τρεις επαφές ή τρεις ακροδέκτες. Έχουμε μια δεξαμενή με το όνομα C (η τάση τροφοδοσίας) αλλά δε μπορούμε να έχουμε ροή νερού προς τη μεριά της E λόγω κάποιου μικρού μαύρου εμβόλου, που εμποδίζει την έξοδο του. Εάν αυξήσουμε κατά πολύ την ποσότητα του νερού που παρέχουμε στο C, τότε το τρανζίστορ μας θα καταστραφεί, όπως θα συνέβαινε και σε ένα πραγματικό τρανζίστορ. Για το λόγο αυτό κρατάμε την τάση τροφοδοσίας σε ένα ασφαλές ή λογικό επίπεδο. 28

29 Σχήμα 5-3 Εάν ρίξουμε νερό στο Β, αυτό ρέει στο Β και ανυψώνει το μικρό μαύρο έμβολο, επιτρέποντας αρκετά μεγάλη ποσότητα νερού να ρέει από το C προς το Ε. Αυτή η αρκετά μεγάλη ποσότητα νερού, μαζί με τη μικρή ποσότητα που ρέει από το Β, ενώνονται και φεύγουν διά μέσου του Ε. Εάν ρίξουμε κι άλλο νερό στο Β, το έμβολο θα ανυψωθεί κι άλλο και θα έχουμε ακόμα μεγαλύτερη ροή από το C προς το Ε. Αυτά που συμπεραίνουμε μέχρι στιγμής είναι τα εξής: 1. Μια μικρή ποσότητα ρεύματος διά μέσου του Β, επιτρέπει να έχουμε μεγάλη ροή ρεύματος από το C προς το Ε, δηλαδή έχουμε το φαινόμενο της ενίσχυσης. Εάν αλλάζουμε συνεχώς τη ροή ρεύματος στο Β, τότε έχουμε κι επακόλουθες μεταβολές του μεγάλου ρεύματος από το C προς το Ε. Για παράδειγμα, εάν μετρήσουμε τη ροή του νερού που ρέει προς το Β και είναι 1 lt/minute και αυτή η ροή επιτρέπει να έχουμε ροή νερού από το C προς το Ε της τάξης των 100 lt/minute, τότε λέμε ότι το τρανζίστορ αυτό έχει «κέρδος» ή «ενίσχυση» της τάξης του 100. Στα 29

30 πραγματικά τρανζίστορ μετράμε το ρεύμα σε ma, οπότε εάν είχαμε ρεύμα 1 ma στη Βάση Β του τρανζίστορ, θα μας επέτρεπε να έχουμε ρεύμα της τάξης των 100 ma, να ρέει από τον Συλλέκτη C προς τον Εκπομπό Ε. 2. Η ποσότητα του ρεύματος που μπορεί να ρέει από το C προς το Ε περιορίζεται από τη διάμετρο του σωλήνα. Υπάρχει λοιπόν ένα όριο, πέραν του οποίου, όσο ρεύμα κι αν έχουμε στη Βάση Β, δε μπορούμε να έχουμε ρεύμα πάνω από το μέγιστο, μεταξύ του Συλλέκτη C και του Εκπομπού Ε. Τότε λέμε ότι το τρανζίστορ είναι σε πλήρη «ΟΝ» κατάσταση. Εάν η ροή στο Β μειωθεί τόσο πολύ, σε βαθμό που να μη μπορεί να μετακινηθεί το έμβολο προς τα πάνω, τότε λέμε ότι το τρανζίστορ είναι σε κατάσταση «OFF». Μόνο κάποια μικρή διαρροή μπορεί να υπάρχει από το Β. Για να τεθεί πλήρως σε κατάσταση OFF, το τρανζίστορ, θα πρέπει να αποκόψουμε πλήρως κάθε ροή που πηγαίνει προς το Β. 5.2 ΡΕΥΜΑΤΑ ΤΩΝ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Ας περάσουμε στα πραγματικά τρανζίστορ, κι ας δούμε μερικά ποιο τεχνικά χαρακτηριστικά. Στο Σχήμα 5-4 φαίνεται ο σχηματικός συμβολισμός του τρανζίστορ, με τη συμβατική ροή ρευμάτων που το διαρρέουν. Σχήμα

31 Έχουμε λοιπόν, το ρεύμα Εκπομπού, Συλλέκτη και Βάσης (Ι Ε, I C και I B αντίστοιχα). Το ρεύμα Συλλέκτη είναι περίπου ίσο με το ρεύμα Εκπομπού. Το ρεύμα Βάσης είναι πολύ μικρό σε σύγκριση με τα άλλα δύο ρεύματα. Είναι συχνά μικρότερο από 1% του ρεύματος Συλλέκτη. Όταν εφαρμόζεται σε ένα τρανζίστορ, ο νόμος του Kirchhoff μας δίνει: Ι Ε = I C + I B Αφού το ρεύμα Βάσης είναι πολύ μικρό, το ρεύμα Συλλέκτη ισούται σχεδόν με το ρεύμα Εκπομπού: I C Ι Ε και το ρεύμα Βάσης είναι πολύ μικρότερο από το ρεύμα Συλλέκτη: I B << I C 5.3 ΑΛΦΑ Το dc άλφα (συμβολίζεται α dc ) ορίζεται σαν το dc ρεύμα Συλλέκτη, διά του dc ρεύματος Εκπομπού: α dc = I I C E Αφού το ρεύμα Συλλέκτη ισούται σχεδόν με το ρεύμα Εκπομπού, το dc άλφα είναι λίγο μικρότερο από τη μονάδα (συνήθως μεγαλύτερο του 0,95). 5.4 ΒΗΤΑ Το dc βήτα (συμβολίζεται β dc ) ορίζεται σαν ο λόγος του dc ρεύματος Συλλέκτη προς το dc ρεύμα Βάσης: β dc = I I C B 31

32 Το dc βήτα είναι γνωστό και σαν «κέρδος» ή «απολαβή» ρεύματος (current gain), επειδή ένα μικρό ρεύμα Βάσης δημιουργεί ένα πολύ μεγαλύτερο ρεύμα Συλλέκτη. Για τα τρανζίστορ χαμηλής ισχύος (κάτω από 1 W) το κέρδος ρεύματος είναι συνήθως από 100 εώς 300. Τα τρανζίστορ μεγάλης-ισχύος έχουν κέρδη ρεύματος από 20 εώς ΣΥΝ ΕΣΗ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ Υπάρχουν τρεις τρόποι για να συνδέσουμε ένα τρανζίστορ: με CE (Common Emitter ή κοινό Εκπομπό), με CC (Common Collector ή κοινό Συλλέκτη) και με CB (Common Base ή κοινή Βάση). Η περισσότερο χρησιμοποιούμενη συνδεσμολογία είναι αυτή του κοινού Εκπομπού και για το λόγο αυτό θα επεκταθούμε περισσότερο σε αυτήν. Στο Σχήμα 5-5 φαίνεται ότι η γείωση κάθε πηγής τάσης είναι συνδεδεμένη στον Εκπομπό. Γι αυτό, το κύκλωμα ονομάζεται σύνδεση κοινού Εκπομπού (CE). Το κύκλωμα έχει δύο βρόχους. Ο αριστερός είναι ο βρόχος Βάσης και ο δεξιός ο βρόχος Συλλέκτη. Σχήμα

33 Στο βρόχο Βάσης, η πηγή V BB πολώνει ορθά τη δίοδο Εκπομπού με την R B σαν αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Μεταβάλλοντας την V BB ή την R B, μπορούμε να μεταβάλλουμε το ρεύμα Βάσης. Μεταβάλλοντας το ρεύμα Βάσης, μεταβάλλεται και το ρεύμα Συλλέκτη. Με άλλα λόγια, το ρεύμα Βάσης ελέγχει το ρεύμα Συλλέκτη. Στο κύκλωμα (βρόχο) Συλλέκτη, μια τάση τροφοδοσίας V CC πολώνει ανάστροφα τη δίοδο Συλλέκτη μέσω της αντίστασης R C. H τάση τροφοδοσίας V CC πρέπει να πολώνει ανάστροφα τη δίοδο Συλλέκτη, διαφορετικά το τρανζίστορ δε λειτουργεί σωστά. Η ροή του ρεύματος Βάσης στον αριστερό βρόχο δημιουργεί τάση στα άκρα της αντίστασης R B με την πολικότητα που παρουσιάζεται στο Σχήμα 5-5. Παρομοίως, η ροή του ρεύματος Συλλέκτη στο δεξί βρόχο δημιουργεί τάση στα άκρα της αντίστασης Συλλέκτη R C με την πολικότητα που φαίνεται και πάλι στο Σχήμα Η ΚΑΜΠΥΛΗ ΒΑΣΗΣ Η γραφική παράσταση του Ι Β σε σχέση με το V BE μοιάζει με τη γραφική παράσταση μιας κοινής διόδου ανόρθωσης, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 5-6. Σχήμα

34 Αν εφαρμόσουμε το νόμο του Ohm στην αντίσταση Βάσης του Σχήματος 5-5, θα πάρουμε τον τύπο: I B V BB V R B BE Αυτό που θα πρέπει να θυμόμαστε πολύ καλά είναι ότι σαν δίοδος που είναι η επαφή Βάσης και Εκπομπού, έχει πάντα V BE = 0.7V. 5.7 ΟΙ ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΣΥΛΛΕΚΤΗ Στο Σχήμα 5-5, είναι εμφανές ότι αφού η V BB πολώνει ορθά τη δίοδο Εκπομπού, το μόνο που χρειάζεται να υπολογίζουμε είναι το ρεύμα μέσω της αντίστασης Βάσης R B. Ας δούμε όμως τί γίνεται στο βρόχο του Συλλέκτη. Μπορούμε να μεταβάλλουμε τις V BB και V CC στο Σχήμα 5-5, ώστε να έχουμε διαφορετικές τάσεις και ρεύματα. Μετρώντας τα I C και V CE, μπορούμε να πάρουμε τα στοιχεία για μια γραφική παράσταση του I C ως προς την V CE. Για παράδειγμα, έστω ότι μεταβάλλουμε κατάλληλα τη V BB για να έχουμε I B = 10μΑ. Τότε, μπορούμε να μεταβάλλουμε την V CC και να μετρήσουμε τις τιμές I C και V CE. Η σχεδίαση των δεδομένων δίνει μια γραφική παράσταση όπως αυτή του Σχήματος 5-7. Σχήμα

35 Οι τάσεις και τα ρεύματα που αναφέρονται είναι για κάποιο συγκεκριμένο τρανζίστορ και αλλάζουν από τρανζίστορ σε τρανζίστορ. Η μορφή της καμπύλης όμως θα είναι παρόμοια. Όταν V CE = 0, η δίοδος Συλλέκτη δεν είναι ανάστροφα πολωμένη. Γι αυτό η γραφική παράσταση δείχνει ρεύμα στο Συλλέκτη ίσο με το μηδέν. Όταν η V CE αυξηθεί από μηδέν, το ρεύμα Συλλέκτη αυξάνεται απότομα. Όταν η V CE φτάσει μερικά δέκατα του Volt, το ρεύμα Συλλέκτη γίνεται σχεδόν σταθερό και ισούται με 1mA. Αν η V CE είναι μεγαλύτερη από 40V, η δίοδος Συλλέκτη καταρρέει και το τρανζίστορ δε λειτουργεί σωστά. Αν το τρανζίστορ καταρρεύσει, θα καταστραφεί. 5.8 ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Η καμπύλη του Σχήματος 5-7 έχει περιοχές όπου η λειτουργία του τρανζίστορ είναι διαφορετική. Πρώτον, υπάρχει η περιοχή στο μέσον, όπου η V CE είναι μεταξύ 1 και 40V. Αυτή είναι η σπουδαιότερη περιοχή, γιατί αντιπροσωπεύει την κανονική λειτουργία του τρανζίστορ. Σ αυτή την περιοχή μεταβολές στην τάση του Συλλέκτη δεν επηρεάζουν το ρεύμα Συλλέκτη. Με άλλα λόγια, το ρεύμα Συλλέκτη είναι σταθερό σ αυτή την περιοχή. Η περιοχή αυτή ονομάζεται ενεργός περιοχή. Μια άλλη περιοχή λειτουργίας είναι η περιοχή κατάρρευσης. Το τρανζίστορ δεν πρέπει ποτέ να λειτουργεί στην περιοχή αυτή γιατί είναι πολύ πιθανό να καταστραφεί. Τρίτο, υπάρχει το τμήμα ανύψωσης της καμπύλης, όπου η V CE είναι μεταξύ 0V και μερικών δεκάτων του Volt. Αυτό το τμήμα με κλίση της καμπύλης ονομάζεται περιοχή κόρου. Στην περιοχή αυτή, το ρεύμα Βάσης I B είναι μεγαλύτερο του κανονικού και το κέρδος ρεύματος β dc είναι μικρότερο του κανονικού. 35

36 5.9 ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΚΑΜΠΥΛΕΣ Αν μετρούμε τα I C και V CE για I B = 20μΑ, μπορούμε να σχεδιάσουμε την καμπύλη του Σχήματος 5-8. Σχήμα 5-8 Η καμπύλη είναι όμοια με την καμπύλη του Σχήματος 5-7, εκτός του ότι το ρεύμα Συλλέκτη είναι 2 ma στην ενεργό περιοχή. Και πάλι, το ρεύμα Συλλέκτη είναι σταθερό στην ενεργό περιοχή. Όταν σχεδιάζουμε διάφορες καμπύλες για διαφορετικά ρεύματα βάσης, παίρνουμε μια ομάδα (set) καμπυλών Συλλέκτη, όπως εκείνες του Σχήματος 5-8. Στην ενεργό περιοχή του Σχήματος 5-8, κάθε ρεύμα Συλλέκτη είναι 100 φορές μεγαλύτερο από το αντίστοιχο ρεύμα Βάσης. Για παράδειγμα, στην τέταρτη καμπύλη από πάνω, έχουμε ρεύμα Συλλέκτη 3 ma και ρεύμα Βάσης 30 μα. Αυτό δίνει κέρδος ρεύματος ίσο με: β dc = I I C B = 3mA = A Αν ελεγχθεί οποιαδήποτε καμπύλη θα έχουμε ακριβώς το ίδιο αποτέλεσμα: κέρδος ρεύματος β dc = 100. Η ενεργός περιοχή είναι η σημαντικότερη από όλες τις περιοχές λειτουργίας ενός τρανζίστορ, γιατί σ αυτήν έχουμε ενίσχυση των σημάτων. Σε οποιοδήποτε τρανζίστορ, το κέρδος ρεύματος μπορεί να είναι διαφορετικό του 100, αλλά το σχήμα των καμπυλών θα είναι το ίδιο. 36

37 5.10 ΠΕΡΙΟΧΗ ΑΠΟΚΟΠΗΣ Το Σχήμα 5-8 έχει μια μη αναμενόμενη καμπύλη, την κατώτερη στο Σχήμα. Αυτή παριστάνει την τέταρτη πιθανή περιοχή λειτουργίας. Σημειώστε ότι το ρεύμα Βάσης είναι μηδέν, αλλά υπάρχει κάποιο μικρό ρεύμα Συλλέκτη, Στο Σχήμα 5-8 η καμπύλη αυτή έχει σχεδιαστεί μεγαλύτερη από την πραγματική και ονομάζεται περιοχή αποκοπής του τρανζίστορ και το μικρό ρεύμα Συλλέκτη ονομάζεται ρεύμα αποκοπής Συλλέκτη. 37

38 38

39 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 6 6. ΤΑ ΒΑΣΙΚΑ ΤΩΝ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ 6.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΟΛΩΣΗ ΤΩΝ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ύο είναι οι βασικοί τρόποι προσδιορισμού του σημείου λειτουργίας ενός τρανζίστορ: η πόλωση βάσης και η πόλωση εκπομπού. Η πόλωση βάσης παρέχει σταθερή τιμή του ρεύματος βάσης, ενώ η πόλωση εκπομπού παρέχει σταθερή τιμή του ρεύματος εκπομπού. Η πόλωση βάσης χρησιμεύει ιδιαίτερα στα κυκλώματα μεταγωγής, ενώ η πόλωση εκπομπού στα κυκλώματα ενίσχυσης. 6.2 ΓΡΑΜΜΗ ΦΟΡΤΙΟΥ Στο Σχήμα 6-1 βλέπουμε τη συνδεσμολογία κοινού εκπομπού (CE) που είδαμε και αναλύσαμε στην προηγούμενη άσκηση. Με δεδομένες τις τιμές των R B και β dc, μπορούμε να υπολογίσουμε το ρεύμα συλλέκτη I C και την τάση συλλέκτη εκπομπού V CE, χρησιμοποιώντας τις μεθόδους που είδαμε στην προηγούμενη άσκηση. Σχήμα

40 6.2.1 ΠΟΛΩΣΗ ΒΑΣΗΣ Το κύκλωμα του Σχήματος 6-1 αποτελεί παράδειγμα πόλωσης βάσης, που σημαίνει τον καθορισμό σταθερής τιμής του ρεύματος βάσης. Για παράδειγμα, αν R B = 1 ΜΩ, το ρεύμα βάσης είναι 14.3 μα. Εάν είναι β dc = 100 στο Σχήμα 6-1, τότε το ρεύμα συλλέκτη είναι περίπου 1.43 ma και η τάση συλλέκτη εκπομπού είναι: V CE = V CC - I C R C = 15 V (1.43 ma)(3 kω) = 10.7 V Επομένως το σημείο ηρεμίας Q στο Σχήμα 6-1 είναι: I C = 1.43 ma και V CE = 10.7 V ΓΡΑΦΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ Μπορούμε επίσης να βρούμε το σημείο ηρεμίας Q του τρανζίστορ χρησιμοποιώντας τη γραφική επίλυση που βασίζεται στη γραμμή φορτίου του τρανζίστορ, μια γραφική παράσταση του I C ως προς το V CE. Στο σχήμα 6-1 η τάση συλλέκτη εκπομπού δίνεται από την εξίσωση: V CE = V CC - I C R C (6-1) Αν λύσουμε ως προς I C θα έχουμε: I C = V CC - V R C CE (6-2) Αν παρουσιάσουμε γραφικά την εξίσωση αυτή (I C ως προς το V CE ) θα πάρουμε μια ευθεία γραμμή. Η ευθεία αυτή ονομάζεται γραμμή φορτίου επειδή παριστάνει την επίδραση του φορτίου στα I C και V CE. Αν αντικαταστήσουμε τις τιμές του Σχήματος 6-1 στην εξίσωση (6-2) θα έχουμε: 40

41 I C = 15V - V 3 kω CE Η εξίσωση αυτή είναι γραμμική, δηλαδή, η γραφική της παράσταση είναι μια ευθεία γραμμή. Αν παραστήσουμε γραφικά την προηγούμενη εξίσωση στο πάνω μέρος των καμπυλών του συλλέκτη, θα πάρουμε το Σχήμα 6-2. Σχήμα 6-2 Είναι πολύ απλό να βρούμε τα άκρα της γραμμής φορτίου. Όταν V CE = 0 στην εξίσωση της γραμμής φορτίου (η προηγούμενη εξίσωση): I C = 15V = 5 ma 3 kω Οι τιμές I C = 5 ma και V CE = 0, παρουσιάζονται γραφικά σαν το πάνω άκρο της γραμμής φορτίου στο Σχήμα 6-2. Όταν I C = 0, η εξίσωση γραμμής φορτίου μας δίνει: 15V - V 0 = CE ή V CE = 15 V 3 kω Οι συντεταγμένες, I C = 0 και V CE = 15 V, παρουσιάζονται γραφικά σαν το κάτω άκρο της γραμμής φορτίου στο Σχήμα

42 Γιατί όμως η γραμμή φορτίου μας είναι χρήσιμη; Γιατί συμπεριλαμβάνει κάθε πιθανό σημείο λειτουργίας του κυκλώματος, όποια τιμή κι αν δώσουμε στην αντίσταση βάσης και όσο κι αν μεταβληθεί το ρεύμα συλλέκτη ή η τάση μεταξύ συλλέκτη κι εκπομπού ΤΟ ΣΗΜΕΙΟ ΚΟΡΟΥ Όταν η αντίσταση βάσης είναι πολύ μικρή, έχουμε πολύ ρεύμα συλλέκτη και η τάση συλλέκτη εκπομπού πέφτει σχεδόν στο μηδέν. Στην περίπτωση αυτή, το τρανζίστορ φτάνει σε κόρο. Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα συλλέκτη έχει αυξηθεί στη μέγιστη τιμή του. Το σημείο κόρου είναι εκείνο το σημείο στο Σχήμα 6-2, όπου η γραμμή φορτίου τέμνει την περιοχή κόρου των καμπυλών του συλλέκτη. Επειδή η τάση συλλέκτη εκπομπού V CE σε κατάσταση κόρου είναι πολύ μικρή, το σημείο κόρου σχεδόν αγγίζει το πάνω άκρο της γραμμής φορτίου. Από δω και πέρα, θα θεωρούμε το σημείο κόρου το πάνω άκρο της γραμμής φορτίου, υπολογίζοντας ότι υπάρχει ένα μικρό σφάλμα. Συνήθως θεωρούμε ότι όταν ένα τρανζίστορ λειτουργεί στην περιοχή κόρου, η τάση μεταξύ Συλλέκτη κι Εκπομπού V CE είναι περίπου ίση με 0,2V. Το σημείο κόρου δείχνει το μεγαλύτερο δυνατό ρεύμα συλλέκτη του κυκλώματος. Υπάρχει ένας εύκολος τρόπος να βρούμε το ρεύμα στο σημείο κόρου. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε βραχυκύκλωμα μεταξύ συλλέκτη κι εκπομπού, ώστε να πάρουμε το Σχήμα

43 Σχήμα 6-3 Τότε, η V CE πέφτει στο μηδέν. Και τα 15 V από την τροφοδοσία του συλλέκτη θα βρίσκονται στα άκρα των 3 kω. Επομένως το ρεύμα είναι: I C = 15V = 5 ma 3 kω Μπορούμε να εφαρμόσουμε αυτή τη μέθοδο του «θεωρητικού βραχυκυκλώματος» σε οποιοδήποτε κύκλωμα πολωμένης βάσης. Παρακάτω φαίνεται ο τύπος του ρεύματος κόρου στα κυκλώματα πολωμένης βάσης: I C(sat) = V R CC C (6-3) Αυτό λέει ότι η μέγιστη τιμή του ρεύματος συλλέκτη ισούται με την τροφοδοσία συλλέκτη διά της αντίστασης συλλέκτη. Πρόκειται απλώς για το νόμο του Ohm εφαρμοσμένο στην αντίσταση συλλέκτη. 43

44 6.2.4 ΤΟ ΣΗΜΕΙΟ ΑΠΟΚΟΠΗΣ Σημείο αποκοπής είναι το σημείο στο οποίο η γραμμή φορτίου τέμνει την περιοχή αποκοπής των καμπυλών του συλλέκτη στο Σχήμα 6-2. Επειδή το ρεύμα συλλέκτη στο σημείο αποκοπής είναι πολυ μικρό, το σημείο αποκοπής σχεδόν αγγίζει το χαμηλότερο σημείο της γραμμής φορτίου. Στο εξής, θα θεωρούμε το σημείο αποκοπής σαν το χαμηλότερο άκρο της γραμμής φορτίου. Το σημείο αποκοπής δείχνει την μέγιστη δυνατή τάση συλλέκτη εκπομπού για το κύκλωμα. Στο κύκλωμα του Σχήματος 6-1, η μέγιστη πιθανή V CE είναι περίπου 15 V, η τάση τροφοδοσίας του συλλέκτη. Με μια απλή διαδικασία μπορούμε να βρούμε την τάση αποκοπής. Ας θεωρήσουμε το τρανζίστορ του Σχήματος 6-1 ανοικτό μεταξύ συλλέκτη κι εκπομπού (Σχήμα 6-4). Σχήμα 6-4 Αφού δεν υπάρχει ρεύμα στην αντίσταση συλλέκτη κάτω από αυτές τις συνθήκες, και τα 15 V της τροφοδοσίας του συλλέκτη θα εμφανιστούν μεταξύ των άκρων συλλέκτη εκπομπού. Επομένως η τάση μεταξύ του συλλέκτη και του εκπομπού θα ισούται με 15 V: V CE(cutoff) = V CC (6-4) 44

45 6.3 ΤΟ ΣΗΜΕΙΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Ας υποθέσουμε ότι πολώναμε τη βάση του τρανζίστορ του Σχήματος 6-5 με μια αντίσταση βάσης των 500 kω (Σχήμα 6-5) και ας κάνουμε την παραδοχή (για λόγους απλότητας) ότι το τρανζίστορ μας είναι ιδανικό (V BE = 0 κι όχι 0.7 V). Με τις διαδικασίες που είδαμε νωρίτερα υπολογίζουμε το ρεύμα κόρου και την τάση αποκοπής: I B = 15 V 500 kω = 30 μα Έστω ότι το κέρδος ρεύματος έχει τιμή 100. Τότε το ρεύμα συλλέκτη είναι: I C = 100(30 μα) = 3 ma Σχήμα 6-5 Το ρεύμα αυτό ρέοντας μέσω των 3 kω παράγει μια τάση 9 V στα άκρα της αντίστασης συλλέκτη. Όταν το αφαιρέσουμε από την τάση τροφοδοσίας του συλλέκτη, θα πάρουμε την τάση μεταξύ συλλέκτη κι εκπομπού του τρανζίστορ. V CE = 15 V (3 ma)(3 kω) = 6 V 45

46 Αν παρουσιάσουμε γραφικά τα 3 ma και τα 6 V (το ρεύμα συλλέκτη και την τάση συλλέκτη εκπομπού), παίρνουμε το σημείο λειτουργίας που φαίνεται πάνω στην ευθεία φορτίου του Σχήματος 6-6. Σχήμα 6-6 Το σημείο λειτουργίας συμβολίζεται με Q επειδή συνήθως καλείται σημείο ηρεμίας (Quiescent point). 6.4 ΤΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΣΑΝ ΙΑΚΟΠΤΗΣ Η πόλωση βάσης χρησιμεύει σε ψηφιακά κυκλώματα επειδή αυτά τα κυκλώματα είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν στον κόρο ή στην αποκοπή. Λόγω αυτού, έχουν είτε χαμηλή είτε υψηλή τάση εξόδου. Με άλλα λόγια, δε χρησιμοποιείται κανένα άλλο σημείο Q μεταξύ κόρου κι αποκοπής. Γι αυτό το λόγο, οι διακυμάνσεις στο σημείο Q δεν ενοχλούν, γιατί το τρανζίστορ παραμένει στον κόρο ή στην αποκοπή όταν μεταβάλλεται το κέρδος ρεύματος. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε το κύκλωμα του Σχήματος

47 Σχήμα 6-7 Όταν είναι κλειστός ο διακόπτης, τότε: 10 V I B = = 1 ma 10 kω I C = 10(1 mα) = 10 ma V CE = 10 V (10 ma)(1 kω) = 0 V Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι η τάση εξόδου είναι 0 V και το τρανζίστορ λειτουργεί στον κόρο. Όταν ο διακόπτης είναι ακοικτός, το ρεύμα βάσης μηδενίζεται κι επομένως μηδενίζεται και το ρεύμα του συλλέκτη. Χωρίς ρεύμα μέσω της αντίστασης 1 kω, όλη η τάση τροφοδοσίας συλλέκτη εμφανίζεται στα άκρα συλλέκτη εκπομπού. Άρα η τάση εξόδου υψώνεται στα +10 V. Το κύκλωμα λοιπόν μπορεί να έχει μόνο δύο τάσεις εξόδου: 0 ή +10 V. Έτσι αναγνωρίζεται ένα ψηφιακό κύκλωμα. Έχει μόνο δύο στάθμες εξόδου: χαμηλή (low) ή υψηλή (high). Οι ακριβείς τιμές αυτών των δύο τάσεων δεν έχουν σημασία. Αυτό που ενδιαφέρει είναι ότι μπορούμε να ξεχωρίζουμε τις τάσεις σαν χαμηλή ή υψηλή. 47

48 Τα ψηφιακά κυκλώματα συχνά ονομάζονται κυκλώματα μεταγωγής (switching circuits), επειδή το σημείο λειτουργίας τους Q μετάγεται μεταξύ δύο σημείων στη γραμμή φορτίου. Στις περισσότερες σχεδιάσεις τα δύο αυτά σημεία είναι ο κόρος και η αποκοπή. 48

49 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 7 7. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ FET (FIELD EFFECT TRANSISTOR) 7.1 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Τα διπολικά τρανζίστορ (BJT) είτε είναι pnp είτε npn, είναι διατάξεις των οποίων το ρεύμα εξόδου ελέγχεται από το ρεύμα βάσης. Το FET είναι μονοπολική διάταξη. Λειτουργεί σαν διάταξη που ελέγχεται από τάση. Στα μεν FET n-καναλιού, το ρεύμα είναι ρεύμα ηλεκτρονίων, ενώ τα FET p-καναλιού έχουν ρεύμα οπών. Και οι δύο διατάξεις, FET ή BJT, χρησιμοποιούνται κύρια σαν ενισχυτές, με διαφορετικές όμως συνθήκες πόλωσης. Μερικά γενικά χαρακτηριστικά του FET είναι (σε σύγκριση με τα BJT): Το FET έχει εξαιρετικά υψηλή αντίσταση εισόδου άνω των 10 MΩ. Το FET είναι ανεξάρτητο στις ακτινοβολίες, ενώ το BJT είναι πολύ ευαίσθητο, ιδιαίτερα στην ακτινοβολία «β». Το FET παρουσιάζει πολύ λιγότερο θόρυβο από το BJT, γι αυτό χρησιμοποιείται σε ενισχυτές μικρού σήματος (ιδίως των Hi-Fi ενισχυτών). Το FET παρουσιάζει στη λειτουργία του μεγαλύτερη θερμική σταθερότητα από το BJT. Μειονέκτημα του FET είναι η χαμηλή ισχύς που συνήθως μπορεί να προσφέρει. Το FET είναι πολύ πιο ευαίσθητο στους πειραματισμούς, γιατί καταστρέφεται εύκολα. 49

50 Είναι διάταξη με τρείς ακροδέκτες και μια ένωση p-n και είναι κατασκευασμένο κύρια- είτε σαν FET επαφής (JFET) είτε σαν FET Μετάλλουοξειδίου Ημιαγωγού (MOSFET). 7.2 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ JFET Το JFET φαίνεται στο Σχήμα 7-1. Στο Σχήμα 7-1α έχουμε τη σχηματική αναπαράσταση της δομής του και στο Σχήμα 7-1β το κυκλωματικό του σύμβολο. (α) (β) Σχήμα 7-1 ομή του JFET. (α) Σχηματική παράσταση, (β) Κυκλωματικό σύμβολο για JFET n-καναλιού Αποτελείται από ένα κανάλι n-τύπου με δύο ωμικές επαφές στα άκρα του, την Πηγή (Source) και την Κατανάλωση (Drain). Κατά μήκος του καναλιού υπάρχουν δύο εκχύσεις υλικών τύπου p που αποτελούν την Πύλη (Gate). Τα παραπάνω ισχύουν για FET n-καναλιού. Για FET p-καναλιού, η Πύλη αποτελείται από υλικό τύπου n. Αρχικά υποθέτουμε ότι η Πηγή και η Πύλη είναι γειωμένες. Αν εφαρμόσουμε μια θετική τάση στην Κατανάλωση (Drain), παρατηρούμε την 50

51 εμφάνιση ρεύματος μέσα στο κανάλι με φορά από την Πηγή προς την Κατανάλωση. Πρέπει να σημειώσουμε ότι το ρεύμα που πιθανόν να υπάρχει από την Πηγή προς την Πύλη ή από την Κατανάλωση προς την Πύλη, είναι αμελητέο γιατί η δίοδος που σχηματίζεται από το υλικό του καναλιού και το υλικό της Πύλης είναι ανάστροφα πολωμένη. Το μέγεθος του ρεύματος που δημιουργείται μέσα στο κανάλι από την Πηγή προς την Κατανάλωση, είναι άμεσα εξαρτημένο από την τάση V DS που εφαρμόζουμε στα άκρα του καναλιού καθώς και από την αντίσταση του υλικού του n-καναλιού και του μήκους-πλάτους-πάχους του καναλιού. Αυξάνοντας την τάση V DS, η δίοδος καναλιού-πύλης πολώνεται ανάστροφα με μεγαλύτερη τάση. Παρακάτω θα δούμε τι συμβαίνει μέσα στο κανάλι στην περίπτωση αυτή. Σχήμα 7-2 Ανάστροφα πολωμένη δίοδος Στο Σχήμα 7-2 βλέπουμε τί συμβαίνει σε μια δίοδο p-n όταν πολώνεται ανάστροφα. Αρχικά, οι οπές του υλικού πηγαίνουν προς το αρνητικό άκρο και τα ηλεκτρόνια προς το θετικότερο, της D.C. πηγής τάσης. Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι να δημιουργηθεί στο κέντρο μια περιοχή, έστω μήκους l, άδεια 51

52 από φορτία (οπές και ηλεκτρόνια). Η περιοχή που περιέχεται μέσα στο όρια του l έχει αδειάσει από φορτία και θα την ονομάζουμε στο εξής περιοχή κενή φορτίων (depletion region). Όσο η ανάστροφη τάση αυξάνεται, τα ελεύθερα φορτία πηγαίνουν όλο και ποιο μακρυά από την επαφή των n-p μεγαλώνοντας την κενή περιοχή των φορτίων, και το l αυξάνεται. Το μεγάλωμα της περιοχής που είναι κενή από φορτία για να γυρίσουμε στη λειτουργία του FET προκαλεί στένεμα του n-καναλιού κι επομένως αύξηση της αντίστασής του. (α) (β) 52

53 (γ) Σχήμα 7-3 Το JFET πριν, κατά και μετά την αποκοπή. Οι γκριζες επιφάνειες δείχνουν τις περιοχές που είναι άδειες από φορτία. (α) V DS <V p0, (β) V DS = V p0, (γ) V DS >V p0 Βλέπουμε λοιπόν ότι ο ρυθμός αύξησης του ρεύματος είναι μεγαλύτερος όσο μικρότερη είναι η V DS (κλίση της εφαπτομένης στα σημεία της καμπύλης του Σχήματος 7-4. Σχήμα 7-4 Χαρακτηριστική ιδανικού FET 53

54 Η κλίση σε κάθε σημείο δείχνει την αντίσταση του FET για τη συγκεκριμένη V GS. Όταν η V DS γίνει ίση με V p0, οι κενές περιοχές φορτίων που σχηματίζονται στα άκρα της πύλης ενώνονται μεταξύ τους (Σχήμα 7-3 β). Η τάση V p0 λέγεται τάση αποκοπής (pinch-off) και χαρακτηρίζεται από το γράμμα p σαν δείκτης του V και τον αριθμό «0» (μηδέν) γιατί θεωρήσαμε ότι V GS = 0V. Λέγεται δε, τάση αποκοπής γιατί αποκόβει στο n-κανάλι την Πηγή από την Κατανάλωση. Στο Σχήμα 7-3γ, η τάση V DS είναι μεγαλύτερη από την V p0 και η περιοχή που είναι κενή φορτίων μεγαλώνει. Όμως εμείς έχουμε βρει ότι η τάση στο σημείο α παραμένει ουσιαστικά στο σημείο αποκοπής V p0. To ρεύμα I D είναι σταθερό τώρα, αν και η V DS αυξάνεται πάνω από την V p0. Η χαρακτηριστική αυτή του FET δείχνεται στο Σχήμα 7-4. Από τη χαρακτηριστική βλέπουμε ότι όταν η τάση V DS είναι μέσα στο διάστημα από μηδέν μέχρι V p0, το ρεύμα αυξάνεται γρήγορα μέχρι την τιμή I p0. Για μεγαλύτερες τιμές της V DS, το ρεύμα αυξάνεται πολύ αργά (ή παραμένει σταθερό στην τιμή του I p0, στην ιδανική περίπτωση). Όταν η V DS φτάσει την τιμή της τάσης διάσπασης (Β. V DSS ) δημιουργείται φαινόμενο χιονοστιβάδας στο κανάλι και το ρεύμα αυξάνεται απότομα. Τώρα, θα υποθέσουμε ότι V DS = σταθερή και θα μεταβάλλουμε την τάση μεταξύ Πύλης και Πηγής V GS. Καθώς η τάση V GS γίνεται αρνητική, η επαφή p-n πολώνεται ανάστροφα, οπότε αυξάνεται και η περιοχή που είναι άδεια από φορτία. Αποτέλεσμα είναι ότι ελαττώνεται το εύρος του καναλιού και μεγαλώνει η αντίστασή του. Το ρεύμα I D μειώνεται. Αν η Πύλη πάρει θετική τάση, η αδειασμένη από φορτία περιοχή μικραίνει μέχρι να «ανοίξει» εντελώς το n-κανάλι. Τότε η επαφή p-n πολώνεται ορθά και φυσικά θα έχουμε ροή ρεύματος από την Πύλη προς την Πηγή. 54

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΔΙΟΔΟΣ (Μάθημα 4 ο 5 ο 6 ο 7 ο ) 1/12 4 o εργαστήριο Ιδανική δίοδος n Συμβολισμός της διόδου n 2/12 4 o εργαστήριο Στατική χαρακτηριστική διόδου Άνοδος (+) Κάθοδος () Αν στην ιδανική

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας ΔΙΟΔΟΣ Οι περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές όπως οι τηλεοράσεις, τα στερεοφωνικά συγκροτήματα και οι υπολογιστές χρειάζονται τάση dc για να λειτουργήσουν σωστά.

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 5 Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η μελέτη των

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 2 Δίοδοι-Επαφή pn 1. Ποιες είναι οι 3 κατηγορίες υλικών στην ηλεκτρονική; a) Στερεά, υγρά αέρια. b) Αγωγοί, μονωτές, ημιαγωγοί. c) Γη, αέρας, φωτιά. d) Ημιαγωγοί, μονωτές,

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΔΙΟΔΟΙ Επαφή ΡΝ Σε ένα κομμάτι κρύσταλλο πυριτίου προσθέτουμε θετικά ιόντα 5σθενούς στοιχείου για τη δημιουργία τμήματος τύπου Ν από τη μια μεριά, ενώ από την

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor Κεφάλαιο Ένα: 1.1 Εισαγωγή Το 1951 ο William Schockley εφεύρε το πρώτο transistor επαφής, µια ηµιαγωγική διάταξη η οποία µπορεί να ενισχύσει ηλεκτρονικά σήµατα, όπως ραδιοφωνικά και τηλεοπτικά σήµατα.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ Σκοπός : 1. Γνωριμία με το τρανζίστορ. Μελέτη πόλωσης του τρανζίστορ και ευθεία φορτίου. 2. Μελέτη τρανζίστορ σε λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Διπολικά τρανζίστορ Το διπολικό τρανζίστορ (bipolar ή BJT) είναι ένας κρύσταλλος τριών στρωμάτων με διαφορετικό επίπεδο εμπλουτισμού: τον εκπομπό Ε, τη βάση

Διαβάστε περισσότερα

3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική

3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική 1 3. Κυκλώματα διόδων 3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική Στην πράξη η δίοδος προσεγγίζεται με τμηματική γραμμικοποίηση, όπως στο σχήμα 3-1, όπου η δυναμική αντίσταση της διόδου

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου) ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου) 1 FET Δομή και λειτουργία Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ενός

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Διάλεξη 3: Δίοδος pn (συνέχεια) - Δίοδος Zener Δρ Δημήτριος Λαμπάκης 1 Ημιανόρθωση Έχει μια δίοδο pn σε σειρά με μια αντίσταση φορτίου Η τάση στα άκρα της αντίστασης φορτίου είναι

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου

ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου Απαραίτητα όργανα και υλικά ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου 7. Απαραίτητα όργανα και υλικά. Τροφοδοτικό DC.. Πολύμετρα (αμπερόμετρο, βολτόμετρο).. Πλακέτα για την

Διαβάστε περισσότερα

5. Τροφοδοτικά - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1. Ανορθωµένη τάση Εξοµαλυµένη τάση Σταθεροποιηµένη τάση. Σχηµατικό διάγραµµα τροφοδοτικού

5. Τροφοδοτικά - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1. Ανορθωµένη τάση Εξοµαλυµένη τάση Σταθεροποιηµένη τάση. Σχηµατικό διάγραµµα τροφοδοτικού 5. Τροφοδοτικά - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 5. ΤΡΟΦΟ ΟΤΙΚΑ 220 V, 50 Hz. 0 V Μετασχηµατιστής Ανορθωµένη τάση Εξοµαλυµένη τάση Σταθεροποιηµένη τάση 0 V 0 V Ανορθωτής Σχηµατικό διάγραµµα τροφοδοτικού Φίλτρο

Διαβάστε περισσότερα

Πόλωση των Τρανζίστορ

Πόλωση των Τρανζίστορ Πόλωση των Τρανζίστορ Πόλωση λέμε την κατάλληλη συνεχή τάση που πρέπει να εφαρμόσουμε στο κύκλωμα που περιλαμβάνει κάποιο ηλεκτρονικό στοιχείο (π.χ τρανζίστορ), έτσι ώστε να εξασφαλίσουμε την ομαλή λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών) Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ενός είδους

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Ισχύος. ίοδος

Ηλεκτρονικά Ισχύος. ίοδος Ηλεκτρονικά Ισχύος Πρόκειται για στοιχεία κατασκευασμένα από υλικά με συγκεκριμένες μη γραμμικές ηλεκτρικές ιδιότητες (ημιαγωγά στοιχεία) Τα κυριότερα από τα στοιχεία αυτά είναι: Η δίοδος Το thyristor

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ ΜΕΛΕΤΗ DC ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ Στο σχήμα φαίνεται ένα κύκλωμα κοινού εκπομπού από το βρόχο εισόδου Β-Ε ο νόμος του Kirchhoff δίνει: Τελικά έχουμε: I I BB B B E E BE B BB E IE

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου.

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου. 12. ΤΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)-Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ ιαφάνεια 1 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου. Αρχή

Διαβάστε περισσότερα

3. ίοδος-κυκλώµατα ιόδων - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1. Kρυσταλλοδίοδος ή δίοδος επαφής. ίοδος: συνδυασµός ηµιαγωγών τύπου Ρ και Ν ΤΕΙ ΧΑΛΚΙ ΑΣ

3. ίοδος-κυκλώµατα ιόδων - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1. Kρυσταλλοδίοδος ή δίοδος επαφής. ίοδος: συνδυασµός ηµιαγωγών τύπου Ρ και Ν ΤΕΙ ΧΑΛΚΙ ΑΣ 3. ίοδος-κυκλώµατα ιόδων - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 3. ΙΟ ΟΣ ΚΑΙ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΙΟ ΩΝ Kρυσταλλοδίοδος ή δίοδος επαφής ίοδος: συνδυασµός ηµιαγωγών τύπου Ρ και Ν 3. ίοδος-κυκλώµατα ιόδων - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια

Διαβάστε περισσότερα

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131 Περιεχόμενα v ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΔΙΟΔΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ...1 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 1.2 ΥΛΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ: Ge, Si ΚΑΙ GaAs...2 1.3 ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΚΑΙ ΕΝΔΟΓΕΝΗ ΥΛΙΚΑ...3 1.4 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΣΤΑΘΜΕΣ...6 1.5 ΕΞΩΓΕΝΗ

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 3 Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 3 Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα: 3 Δίοδος Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό,

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική. «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας UTH ΤHMMY

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική. «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας UTH ΤHMMY ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤHMMY Σκοπός διάλεξης Γιατί χρησιμοποιούμε στάδια εξόδου Ακόλουθος εκπομπού Παρουσίαση των βασικών προδιαγραφών του Ψαλιδισμός

Διαβάστε περισσότερα

Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από

Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από την μία κατεύθυνση, ανάλογα με την πόλωσή της. Κατασκευάζεται

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 7. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET)

Άσκηση 7. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET) ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 7 Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET) Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η κατανόηση της λειτουργία των

Διαβάστε περισσότερα

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΜΑΚΑΡΙΟΣ Γ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ: 2013 2014 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 Κατεύθυνση: Θεωρητική Μάθημα: Τεχνολ.& Εργ. Ηλεκτρονικών Τάξη: Β Αρ. Μαθητών: 8 Κλάδος: Ηλεκτρολογία

Διαβάστε περισσότερα

και συνδέει τον αριθμό των σπειρών του πρωτεύοντος και του

και συνδέει τον αριθμό των σπειρών του πρωτεύοντος και του Μετασχηματιστής με μεσαία λήψη Ένας μετασχηματιστής αποτελείται από δύο πηνία που έχουν τυλιχτεί επάνω στον ίδιο πυρήνα. Στο ένα πηνίο εφαρμόζεται μία εναλλασσόμενη τάση. Η τάση αυτή, δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 8. Θυρίστορ. Στόχος. Εισαγωγή. 1) Θυρίστορ. 2) Δίοδος Shockley ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ)

Άσκηση 8. Θυρίστορ. Στόχος. Εισαγωγή. 1) Θυρίστορ. 2) Δίοδος Shockley ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) ΤΕΙ ΔΥΤΙΗΣ ΕΛΛΔΣ ΤΜΗΜ ΗΛΕΤΡΟΛΟΓΩ ΜΗΧΙΩ Τ.Ε. ΗΛΕΤΡΟΙ Ι (ΕΡ) Άσκηση 8 Θυρίστορ Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η κατανόηση της λειτουργία του θυρίστορ SCR. Μελετώνται οι ιδιότητες του SCR

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 3 Η φωτο-εκπέµπουσα δίοδος (Light Emitting Diode)

Άσκηση 3 Η φωτο-εκπέµπουσα δίοδος (Light Emitting Diode) Άσκηση 3 Η φωτο-εκπέµπουσα δίοδος (Light Emitting Diode) Εισαγωγή Στην προηγούµενη εργαστηριακή άσκηση µελετήσαµε την δίοδο ανόρθωσης ένα στοιχείο που σχεδιάστηκε για να λειτουργεί ως µονόδροµος αγωγός.

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 4. ΕΙ ΙΚΕΣ ΙΟ ΟΙ. ίοδος zener. Χαρακτηριστική καµπύλη διόδου zener. Χαρακτηριστική καµπύλη διόδου Zener

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 4. ΕΙ ΙΚΕΣ ΙΟ ΟΙ. ίοδος zener. Χαρακτηριστική καµπύλη διόδου zener. Χαρακτηριστική καµπύλη διόδου Zener 4. Ειδικές ίοδοι - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 4. ΕΙ ΙΚΕΣ ΙΟ ΟΙ ίοδος zener Χαρακτηριστική καµπύλη διόδου zener Τάση Zener ( 100-400 V για µια απλή δίοδο) -V Άνοδος Ι -Ι Κάθοδος V Τάση zener V Z I Ζ 0,7V

Διαβάστε περισσότερα

Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π. Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π. Εισαγωγή Control Systems Laboratory Γιατί Ηλεκτρονικά? Τι είναι τα Mechatronics ( hrp://mechatronic- design.com/)? Περιεχόμενο

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 5 ΧΡΟΝΙΑ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑΤΑ ΟΜΑΔΑ Α Α. ια τις ημιτελείς προτάσεις Α. έως Α.4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και, δίπλα σε κάθε αριθμό,

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Διάλεξη 2: Δίοδος pn Δρ Δημήτριος Λαμπάκης 1 Δίοδος pn Είναι μια μη γραμμική συσκευή Η γραφική παράσταση του ρεύματος σε σχέση με την τάση δεν είναι ευθεία γραμμή Η εξωτερική τάση

Διαβάστε περισσότερα

Περιοχή φορτίων χώρου

Περιοχή φορτίων χώρου 1. ΔΙΟΔΟΙ 1.1. Γενικά Η δίοδος αποτελείται από έναν ημιαγωγό τύπου «p» (φορείς πλειονότητας: οπές) και έναν ημιαγωγό τύπου «n» (φορείς πλειονότητας: ηλεκτρόνια). Γύρω από την επαφή p-n, δημιουργείται μια

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ 2 Δίοδοι-Επαφή pn Α. Στατική χαρακτηριστική της διόδου. Αν και η δίοδος είναι μία απλή διάταξη, αποτελεί τη βάση για έναν ολόκληρο κλάδο της Ηλεκτρονικής. Τα τρανζίστορς,

Διαβάστε περισσότερα

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ Γιάννης Λιαπέρδος TI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Ιστορικά Στοιχεία Περιεχόμενα 1 Ιστορικά

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ ΕΠΑΦΗΣ (JFET) Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΚΑΙ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 6 ΙΟΥΝΙΟΥ 4 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΥ

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Διάλεξη 1: Ημιαγωγοί Δίοδος pn Δρ. Δ. ΛΑΜΠΑΚΗΣ 1 Ταλαντωτές. Πολυδονητές. Γεννήτριες συναρτήσεων. PLL. Πολλαπλασιαστές. Κυκλώματα μετατροπής και επεξεργασίας σημάτων. Εφαρμογές με

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 3 Η ΔΙΟΔΟΣ ΩΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΣ

Άσκηση 3 Η ΔΙΟΔΟΣ ΩΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΣ Άσκηση 3 Η ΔΙΟΔΟΣ ΩΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΣ Αυτό έργο χορηγείται με άδεια Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike Greece 3.0. Ονοματεπώνυμο: Μητρόπουλος Σπύρος Α.Ε.Μ.: 3215 Εξάμηνο: Β' Σκοπός της εργαστηριακής

Διαβάστε περισσότερα

Περιοχή φορτίων χώρου

Περιοχή φορτίων χώρου 1. ΔΙΟΔΟΙ 1.1. Γενικά Η δίοδος αποτελείται από έναν ημιαγωγό τύπου «p» (φορείς πλειονότητας: οπές) και έναν ημιαγωγό τύπου «n» (φορείς πλειονότητας: ηλεκτρόνια). Γύρω από την επαφή p-n, δημιουργείται μια

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ Για να κατανοήσουµε τη λειτουργία και το ρόλο των διόδων µέσα σε ένα κύκλωµα, θα πρέπει πρώτα να µελετήσουµε τους ηµιαγωγούς, υλικά που περιέχουν

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ & ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Διδάσκων : Δημήτρης Τσιπιανίτης Γεώργιος Μανδέλλος

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 2 η : ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ

ΑΣΚΗΣΗ 2 η : ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΤΕΙ ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ - ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΣΠΑΡΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΑΣΚΗΣΗ 2 η : ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΗΤΡΩΟΥ:.. ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΗΤΡΩΟΥ:.. Α. ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΥΝΕΧΟΥΣ

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 1. Όργανα εργαστηρίου, πηγές συνεχούς τάσης και μετρήσεις

Άσκηση 1. Όργανα εργαστηρίου, πηγές συνεχούς τάσης και μετρήσεις ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 1 Όργανα εργαστηρίου, πηγές συνεχούς τάσης και μετρήσεις Στόχος Η άσκηση είναι εισαγωγική και προσφέρει γνωριμία και εξοικείωση

Διαβάστε περισσότερα

ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ AC-DC. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΒΑΣΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ - ΑΠΛΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ AC-DC. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΒΑΣΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ - ΑΠΛΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ AC-DC ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΒΑΣΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ - ΑΠΛΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Βασικά στοιχεία κυκλωμάτων Ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα αποτελείται από: Πηγή ενέργειας (τάσης ή ρεύματος) Αγωγούς Μονωτές

Διαβάστε περισσότερα

PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών

PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών Μία PWM κυματομορφή στην πραγματικότητα αποτελεί μία περιοδική κυματομορφή η οποία έχει δύο τμήματα. Το τμήμα ΟΝ στο οποίο η κυματομορφή έχει την μέγιστη

Διαβάστε περισσότερα

Δίοδοι Zener. Οι Zener χρησιμοποιούνται σε ρυθμιστές τάσεως (voltage. I s regulators) δηλαδή συσκευές όπου η τάση του φορτίου

Δίοδοι Zener. Οι Zener χρησιμοποιούνται σε ρυθμιστές τάσεως (voltage. I s regulators) δηλαδή συσκευές όπου η τάση του φορτίου ontrol Systems Laboratory Δίοδοι Zener συνεχ. Οι Zener χρησιμοποιούνται σε ρυθμιστές τάσεως (voltage I s regulators) δηλαδή συσκευές όπου η τάση του φορτίου I V Z υ διατηρείται σταθερή για μία ευρεία περιοχή

Διαβάστε περισσότερα

Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1

Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1 Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3...2 ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΕΝΙΣΧΥΤΩΝ...2 3.1 Απόκριση συχνότητας ενισχυτών...2 3.1.1 Παραμόρφωση στους ενισχυτές...5 3.1.2 Πιστότητα των ενισχυτών...6 3.1.3

Διαβάστε περισσότερα

Θέματα Ηλεκτρολογίας στις Πανελλαδικές. Ηλεκτρονικά

Θέματα Ηλεκτρολογίας στις Πανελλαδικές. Ηλεκτρονικά Θέματα Ηλεκτρολογίας στις Πανελλαδικές Ηλεκτρονικά ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 1 ΙΟΥΝΙΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

Διαβάστε περισσότερα

Επαφή / ίοδος p- n. Σχήµα 1: Επαφή / ίοδος p-n

Επαφή / ίοδος p- n. Σχήµα 1: Επαφή / ίοδος p-n Επαφή / ίοδος p- n 1. ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΙΟ ΟΥ p-n ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΟΡΙΣΜΟΙ Επαφή p-n ή ένωση p-n δηµιουργείται στην επιφάνεια επαφής ενός ηµιαγωγού-p µε έναν ηµιαγωγό-n. ίοδος p-n ή κρυσταλλοδίοδος είναι το ηλεκτρονικό

Διαβάστε περισσότερα

Τελεστικοί Ενισχυτές

Τελεστικοί Ενισχυτές Τελεστικοί Ενισχυτές Ενισχυτές-Γενικά: Οι ενισχυτές είναι δίθυρα δίκτυα στα οποία η τάση ή το ρεύμα εξόδου είναι ευθέως ανάλογη της τάσεως ή του ρεύματος εισόδου. Υπάρχουν τέσσερα διαφορετικά είδη ενισχυτών:

Διαβάστε περισσότερα

Περιοχή φορτίων χώρου

Περιοχή φορτίων χώρου 1. ΔΙΟΔΟΙ (ΚΑΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ) 1.1. Γενικά Η δίοδος αποτελείται από έναν ημιαγωγό τύπου «p» (φορείς πλειονότητας: οπές) και έναν ημιαγωγό τύπου «n» (φορείς πλειονότητας: ηλεκτρόνια). Γύρω από την επαφή

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. Ενότητα 1: Δίοδοι ανόρθωσης. Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. Ενότητα 1: Δίοδοι ανόρθωσης. Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι Ενότητα 1: Δίοδοι ανόρθωσης Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI «Τρανζίστορ και Απλά Κυκλώματα» (επανάληψη βασικών γνώσεων) Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ 1 Δομή Παρουσίασης MOSFET

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ-ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ- ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ, ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ-ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ- ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ, ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΛΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΣΜΥΡΝΗΣ Σελ. 1 Επιμέλεια ΕΥΑΓΓΕΛΛΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΣΜΥΡΝΗΣ Σελ. 2 Επιμέλεια ΕΥΑΓΓΕΛΛΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΣΜΥΡΝΗΣ Σελ. 3 Επιμέλεια ΕΥΑΓΓΕΛΛΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΣΜΥΡΝΗΣ Σελ. 4 Επιμέλεια ΕΥΑΓΓΕΛΛΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΣΜΥΡΝΗΣ Σελ.

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Σκοπός Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι μία διάταξη ημιαγωγών η οποία μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια που προσπίπτει σε αυτήν σε ηλεκτρική.. Όταν αυτή φωτιστεί με φωτόνια κατάλληλης συχνότητας

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα 3: Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα 3: Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Περιεχόμενα ενότητας (1/2) Η ιδανική δίοδος και η χρήση της. Η πραγματική χαρακτηριστική - της διόδου πυριτίου. Τα γραμμικά μοντέλα

Διαβάστε περισσότερα

β) db έντασης = 20log οεισ δ) db έντασης = 10log οεισ

β) db έντασης = 20log οεισ δ) db έντασης = 10log οεισ ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ/ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΡΙΝΑ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 9//014 Απαντήσεις A ΟΜΑΔΑ Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό κάθε μιας από τις παρακάτω ερωτήσεις Α.1-Α.4 και δίπλα το γράμμα

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 6 ΔΙΟΔΟΣ ZENER ΚΑΙ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΕΣ ΤΑΣΗΣ

Άσκηση 6 ΔΙΟΔΟΣ ZENER ΚΑΙ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΕΣ ΤΑΣΗΣ Άσκηση 6 ΔΙΟΔΟΣ ZENER ΚΑΙ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΕΣ ΤΑΣΗΣ Αυτό έργο χορηγείται με άδεια Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike Greece 3.0. Ονοματεπώνυμο: Μητρόπουλος Σπύρος Α.Ε.Μ.: 3215 Εξάμηνο: Β'

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 4. Δίοδος Zener

Άσκηση 4. Δίοδος Zener ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 4 Δίοδος Zener Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η μελέτη της διόδου Zener. Γίνεται μελέτη της χαρακτηριστικής

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ 23/5/2017. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ 23/5/2017. Σημειώσεις μαθήματος: E mail: Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ E mail: pasv@teiath.gr 2 1 ΘΥΡΙΣΤΟΡ

Διαβάστε περισσότερα

Διαφορικοί Ενισχυτές

Διαφορικοί Ενισχυτές Διαφορικοί Ενισχυτές Γενικά: Ο Διαφορικός ενισχυτής (ΔΕ) είναι το βασικό δομικό στοιχείο ενός τελεστικού ενισχυτή. Η λειτουργία ενός ΔΕ είναι η ενίσχυση της διαφοράς μεταξύ δύο σημάτων εισόδου. Τα αρχικά

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ (μέσω προσομοίωσης) Γιάννης

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ Σχήµα 1. Κύκλωµα DC πόλωσης ηλεκτρονικού στοιχείου Στο ηλεκτρονικό στοιχείο του σχήµατος

Διαβάστε περισσότερα

Δ1. Δ2. Δ3. Δ4. Λύση Δ1. Δ2. Δ3. Δ4.

Δ1. Δ2. Δ3. Δ4. Λύση Δ1. Δ2. Δ3. Δ4. 1) Δύο αντιστάτες με αντιστάσεις R 1 = 2 Ω, R 2 = 4 Ω, είναι μεταξύ τους συνδεδεμένοι σε σειρά, ενώ ένας τρίτος αντιστάτης R 3 = 3 Ω είναι συνδεδεμένος παράλληλα με το σύστημα των δύο αντιστατών R 1, R

Διαβάστε περισσότερα

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Επαφή p n Ανάστροφη πόλωση Πολώνουμε

Διαβάστε περισσότερα

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΧΑΤΖΟΠΟΥΛΟΣ ΑΡΓΥΡΗΣ ΚΟΖΑΝΗ 2005 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ Για τον καλύτερο προσδιορισµό των µεγεθών που χρησιµοποιούµε στις εξισώσεις, χρησιµοποιούµε τους παρακάτω συµβολισµούς

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ 45 ίοδοι - Επαφή p-n Τα ηλεκτρονικά εξαρτήµατα κατασκευάζονται µε βάση έναν κρύσταλλο πυριτίου. Το πυρίτιο σε πολύ χαµηλή θερµοκρασία έχει τα τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΟΜΗ Το διπολικό τρανζίστορ (bipolar junction transistor-bjt) είναι ένας κρύσταλλος µε τρεις περιοχές εµπλουτισµένες µε προσµίξεις, δηλ. αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ https://eclass.teiath.gr/courses/tio101/

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 1 ΛΥΣΗ. Το Q Στη χαρακτηριστική αντιστοιχεί σε ρεύµα βάσης 35 (Fig.2). Η πτώση τάσης πάνω στην : Στο Q έχω

Άσκηση 1 ΛΥΣΗ. Το Q Στη χαρακτηριστική αντιστοιχεί σε ρεύµα βάσης 35 (Fig.2). Η πτώση τάσης πάνω στην : Στο Q έχω ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ Άσκηση 1 To κύκλωµα του Fig.1 χρησιµοποιεί τρανζίστορ Ge (αγνοείστε τη Vbe) και οι χαρακτηριστικές του δίδονται στο Fig.2. Να υπολογίσετε τις αντιστάσεις εκποµπού και συλλέκτη, έτσι ώστε

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 3. Δίοδοι. Στόχος. Εισαγωγή 1. Ημιαγωγοί ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ)

Άσκηση 3. Δίοδοι. Στόχος. Εισαγωγή 1. Ημιαγωγοί ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) ΤΕΙ ΔΥΤΙΗΣ ΕΛΛΔΣ ΤΜΗΜ ΗΛΕΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΝΙΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΤΡΟΝΙ Ι (ΕΡ) Άσκηση 3 Δίοδοι Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η γνωριμία των φοιτητών με την δίοδο. Γίνεται μελέτη της χαρακτηριστικής της

Διαβάστε περισσότερα

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT)

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT) Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής Μάθημα: Βασικά Ηλεκτρονικά Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT) Εργασία του Βασίλη Σ. Βασιλόπουλου Χειμερινό Εξάμηνο 2017-18 Πηγή:

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 04 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης ΟΜΑ Α ΠΡΩΤΗ ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 04 Παρασκευή, 6 Ιουνίου 04 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ Α. Για τις ημιτελείς προτάσεις Α. και Α.

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 4 ίοδος Zener

Άσκηση 4 ίοδος Zener Άσκηση 4 ίοδος Zener Εισαγωγή Σκοπός Πειράµατος Στην εργαστηριακή άσκηση 2 µελετήθηκε η δίοδος ανόρθωσης η οποία είδαµε ότι λειτουργεί µονάχα εάν πολωθεί ορθά. Το ίδιο ισχύει και στην περίπτωση της φωτοεκπέµπουσας

Διαβάστε περισσότερα

Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ.1) με τα εξής χαρακτηριστικά: R 2.3 k,

Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ.1) με τα εξής χαρακτηριστικά: R 2.3 k, Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ) με τα εξής χαρακτηριστικά: 3 k, 50, k, S k και V 5 α) Nα υπολογιστούν οι τιμές των αντιστάσεων β) Να επιλεγούν οι χωρητικότητες C, CC έτσι ώστε ο ενισχυτής

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Πανεπιστήμιο Κρήτης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος Άνοιξη 2008 Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Ηλεκτρικό ρεύμα Το ρεύμα είναι αποτέλεσμα της κίνησης

Διαβάστε περισσότερα

Διατάξεις ημιαγωγών. Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Τρανζίστορ. Ολοκληρωμένο κύκλωμα

Διατάξεις ημιαγωγών. Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Τρανζίστορ. Ολοκληρωμένο κύκλωμα Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Διατάξεις ημιαγωγών p n Άνοδος Κάθοδος Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Άνοδος Κάθοδος dpapageo@cc.uoi.gr http://pc64.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Προαιρετική εργασία

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Προαιρετική εργασία Τ.Ε.Ι. ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΙΑΤΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Προαιρετική εργασία «Κατασκευή δυαδικού απαριθμητή με δεκαδική απεικόνιση δεκάδων και μονάδων» Συνυπεύθυνος

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3. Λογικές Πύλες

Κεφάλαιο 3. Λογικές Πύλες Κεφάλαιο 3 Λογικές Πύλες 3.1 Βασικές λογικές πύλες Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα που εκτελούν τις βασικές πράξεις της Άλγεβρας Boole καλούνται λογικές πύλες.κάθε τέτοια πύλη δέχεται στην είσοδό της σήματα με

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΤΑΞΗΣ Α ME TO MULTISIM

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΤΑΞΗΣ Α ME TO MULTISIM ΜΑΘΗΜΑ : ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΤΑΞΗΣ Α ME TO MULTISIM Σκοπός: Η Εξέταση λειτουργίας του ενισχυτή κοινού εκπομπού και εντοπισμός βλαβών στο κύκλωμα με τη χρήση του προγράμματος προσομοίωσης

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. (Silicon Controlled Rectifier). πυριτίου (TRlAC). (Silicon Controll ed Switch). - 0 ελεγχόµενος ανορθωτής πυριτίου SCR

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. (Silicon Controlled Rectifier). πυριτίου (TRlAC). (Silicon Controll ed Switch). - 0 ελεγχόµενος ανορθωτής πυριτίου SCR 6. Θυρίστορ - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφανεια 1 6. ΤΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ - 0 ελεγχόµενος ανορθωτής πυριτίου SCR (Silicon Controlled Rectifier). - Η αµφίδροµη δίοδος THYRlSTOR (DIAC). - 0 αµφίδροµος ελεγχόµενος ανορθωτής

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Εισαγωγή Ιστορικά στοιχεία Οι πρώτοι τελεστικοί ενισχυτές χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την εκτέλεση μαθηματικών πράξεων, δηλαδή πρόσθεση, αφαίρεση, ολοκλήρωση και διαφόριση.

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ MM505 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ Εργαστήριο ο - Θεωρητικό Μέρος Βασικές ηλεκτρικές μετρήσεις σε συνεχές και εναλλασσόμενο

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Σχ.6.1. Απλή συνδεσµολογία καθρέπτη ρεύµατος.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Σχ.6.1. Απλή συνδεσµολογία καθρέπτη ρεύµατος. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 6.1 ΚΑΘΡΕΠΤΕΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Σε ένα καθρέπτη ρεύµατος, το ρεύµα του κλάδου της εξόδου είναι πάντα ίσο µε το ρεύµα του κλάδου της εισόδου, αποτελεί δηλαδή το είδωλο του. Μία τέτοια διάταξη δείχνει

Διαβάστε περισσότερα

Relay Module. Relay. Στο πλαίσιο αυτής της προσπάθειας λοιπόν, ένα relay module είναι σχεδόν σίγουρο πως θα μας χρειαστεί.

Relay Module. Relay. Στο πλαίσιο αυτής της προσπάθειας λοιπόν, ένα relay module είναι σχεδόν σίγουρο πως θα μας χρειαστεί. Relay Module PanosRCng Στην πορεία προς ένα μέλλον αυτοματισμών, όπου θα μπορούμε να ελέγχουμε τα πάντα μέσω του φιλόξενου περιβάλλοντος του προσωπικού μας υπολογιστή, ή θα μπορούμε να αναθέτουμε σε ένα

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά -1- Η τιμή της dc παραμέτρου β ενός npn transistor έχει τιμή ίση με 100. Το transistor λειτουργεί στην ενεργή περιοχή με ρεύμα συλλέκτη 1mA. Το ρεύμα βάσης έχει

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ A. Πίνακες αληθείας λογικών πυλών. Στη θετική λογική το λογικό 0 παριστάνεται µε ένα χαµηλό δυναµικό, V L, ενώ το λογικό 1

Διαβάστε περισσότερα

R 1. Σχ. (1) Σχ. (2)

R 1. Σχ. (1) Σχ. (2) Ηλ/κά ΙΙ, Σεπτ. 05 ΘΕΜΑ 1 ο (2,5 µον.) R 1 (Ω) R B Ρελέ R2 R3 Σχ. (1) Σχ. (2) Φωτεινότητα (Lux) Ένας επαγγελµατίας φωτογράφος χρειάζεται ένα ηλεκτρονικό κύκλωµα για να ενεργοποιεί µια λάµπα στο εργαστήριό

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος

ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος Ο τελεστικός ενισχυτής μπορεί να συνδεθεί σε διάφορες συνδεσμολογίες δημιουργώντας πολύ χρήσιμα κυκλώματα. τόσο στα αναλογικά κυκλώματα

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και. 2. τρανζίστορ πυριτίου (Si ).

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και. 2. τρανζίστορ πυριτίου (Si ). 7. Εισαγωγή στο διπολικό τρανζίστορ-ι.σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 7. TΟ ΙΠΟΛΙΚΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Ανάλογα µε το υλικό διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και 2. τρανζίστορ πυριτίου

Διαβάστε περισσότερα

Επαφές μετάλλου ημιαγωγού

Επαφές μετάλλου ημιαγωγού Δίοδος Schottky Επαφές μετάλλου ημιαγωγού Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τι είναι Ημιαγωγός Κατασκευάζεται με εξάχνωση μετάλλου το οποίο μεταφέρεται στην επιφάνεια

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. παθητικά: προκαλούν την απώλεια ισχύος ενός. ενεργά: όταν τροφοδοτηθούν µε σήµα, αυξάνουν

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. παθητικά: προκαλούν την απώλεια ισχύος ενός. ενεργά: όταν τροφοδοτηθούν µε σήµα, αυξάνουν 1. Εισαγωγικά στοιχεία ηλεκτρονικών - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 1. ΘΕΜΕΛΙΩ ΕΙΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Ηλεκτρικό στοιχείο: Κάθε στοιχείο που προσφέρει, αποθηκεύει και καταναλώνει

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ι. Σημειώσεις Εργαστηριακών Ασκήσεων

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ι. Σημειώσεις Εργαστηριακών Ασκήσεων ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Τομέας Ηλεκτρικών Βιομηχανικών Διατάξεων και Συστημάτων Αποφάσεων ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ι Σημειώσεις Εργαστηριακών

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες):

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες): ΘΕΜΑ 1 ο ( μονάδες): Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: V 10V, V BE 0.7 V, Β 200 kω, 1 kω, 1 kω, β 100. (α) Να προσδιορίσετε το σημείο λειτουργίας Q (V E, I ) του τρανζίστορ. (1 μονάδα) (β)

Διαβάστε περισσότερα

ΓΓ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 2ο: Ηλεκτρικό ρεύμα

ΓΓ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 2ο: Ηλεκτρικό ρεύμα ΓΓ/Μ1 05-06 ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ Τεύχος 2ο: Ηλεκτρικό ρεύμα ΕΚΔΟΤΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΟΡΟΣΗΜΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ ΓΙΑ ΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α Φυσική για την Γ' Τάξη του Γυμνασίου 1. Το ηλεκτρικό

Διαβάστε περισσότερα

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΔΙΟΔΟΥ ΣΤΟΧΟΙ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΔΙΟΔΟΥ ΣΤΟΧΟΙ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Εφαρμογές Διόδου 61 ΦΑΡΜΟΓΕΣ ΔΙΟΔΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ.1..3.4.5.6.7.8.9.1.11.1.13.14 Εισαγωγή Ανάλυση Ευθείας Φόρτου Συνδεσμολογίες Διόδων σε Σειρά Συνδεσμολογίες Διόδων Παράλληλα και σε Σειρά/Παράλληλα Πύλες AND/O

Διαβάστε περισσότερα

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα δημιουργούνται ανεπιθύμητα ηλεκτρικά σήματα, που οφείλεται σε διάφορους παράγοντες, καθώς επίσης και

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. Ενότητα 3: Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. Ενότητα 3: Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι Ενότητα 3: Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

Διαβάστε περισσότερα

ηλεκτρικό ρεύμα ampere

ηλεκτρικό ρεύμα ampere Ηλεκτρικό ρεύμα Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ο ρυθμός με τον οποίο διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο από μια περιοχή του χώρου. Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύστημα SI είναι το ampere (A). 1 A =

Διαβάστε περισσότερα