- Transistor Transistor -

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΟΣ Βασικές αρχές ηλεκτροτεχνίας Αντίσταση πυκνωτή - πηνίου Συντονισµένο κύκλωµα Ηλεκτρονική δοµή της ύλης Ηλεκτρονικές ιδιότητες της ύλης Ηλεκτρονικές λυχνίες Γενική περιγραφή ηλεκτρονικού κυκλώµατος ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΟΣ Βασική θεωρία ηµιαγωγών ίοδοι Transistor Βασικά κυκλώµατα του Transistor Ολοκληρωµένα κυκλώµατα Ψηφιακά - λογικά κυκλώµατα 1 2 Βασικές αρχές ηλεκτροτεχνίας Είδη φορτίων Ηλεκτρικό ρεύµα Ι. Ηλεκτρικού φορτίο. υνάµεις

2 Βασικές αρχές ηλεκτροτεχνίας Εναλλασσόµενη κυµατοµορφή v(t) = V peak cos ( ωt ) = V rms cos ( 2πft ) Τι είναι ηλεκτρικό κύκλωµα? (direct current - dc) (alternating current - ac). t t a) b) Αντίσταση Καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια (συνήθως σε µορφή θερµότητας) Χρησιµοποιείται για τον έλεγχο της ποσότητας ηλεκτρικού ρεύµατος που διαπερνά ένα κύκλωµα (ή µέρος ενός κυκλώµατος) Σύµβολο: R Μονάδα µέτρησης: Ω (ωµ, ohm)

3 Αντιστάσεις Περιστροφικό ποτενσιόµετρο Η γωνιακή µετατόπιση του άξονα προκαλεί και τη µεταβολή της αντίστασης Συνδεσµολογία αντιστάσεων Ερωτήσεις R ολ = R 1 + R R ν 1 / R ολ = 1 / R / R / R ν

4 Σύνδεση φορτίου Πραγµατική φορά ρεύµατος

5 Όργανα µέτρησης Ερωτήσεις Ερωτήσεις Ερωτήσεις

6 Ερωτήσεις Βασικές αρχές ηλεκτροτεχνίας Ηλεκτρική τάση. Νόµος του Ohm Ηλεκτρική αντίσταση. Όργανα µέτρησης. Ηλεκτρική ισχύς. Κόµβος, βρόγχος Κανόνες Kirchoff Κανόνες Kirchoff

7 Πυκνωτής µεταβλητού εµβαδού Σύνδεση πυκνωτών Αλλαγή του εµβαδού των οπλισµών µε αποτέλεσµα την αλλαγή της χωρητικότητας C =ε (S/d) = ε (wl/d) C = ε (S-wx)/d Αντίσταση πυκνωτή - πηνίου Παθητικά στοιχεία, ο πυκνωτής και το πηνίο που εµφανίζουν χωρητικότητα C και αυτεπαγωγή L. Μη γραµµικά στοιχεία. Σε περίπτωση σύνδεσης πηνίων σε σειρά ισχύει η σχέση: L ολ = L 1 + L L ν Σε περίπτωση σύνδεσης πηνίων παράλληλα ισχύει ησχέση: 1 / L ολ = 1 / L / L / L ν Για χωρητικότητες Για αυτεπαγωγές Xc = 1/Cω X L = Lω 39 Συντονισµένο κύκλωµα Όλοι οι δέκτες πρέπει να µπορούν να διαχωρίζουν τον επιθυµητό σταθµό από όλους τους άλλους σταθµούς που εκπέµπουν την ίδια χρονική στιγµή. Η µονάδα που επιτυγχάνει το διαχωρισµό λέγεται συντονισµένο κύκλωµα. Η συχνότητα µε την οποία ένα αντικείµενο πάλλεται όταν κτυπηθεί, εξαρτάται: από την ύλη που είναι κατασκευασµένο, το µέγεθος, τη µορφή καιτοπάχοςτου. 40 Συντονισµένο κύκλωµα Η συχνότητα αυτή ονοµάζεται φυσική συχνότητα του αντικειµένου. Το συντονισµένο κύκλωµα που απαρτίζεται συνήθως από ένα πηνίο, πυκνωτή και αντίσταση ώστεηφυσικήσυχνότητατουδέκτηναείναιίδιαµε τη συχνότητα εκποµπής του επιθυµητού σταθµού

8 ΗΛΕΚΤΡΟΠΛΗΞΙΑ Ηλεκτρικό έγκαυµα στο χέρι Βραχίονας µε έγκαυµα Ηλεκτρικά εγκαύµατα από τρίτου βαθµού από γραµµή άµεση επαφή. Το γόνατο στα αριστερά ήρθε σε υψηλής τάσης. επαφή µε ηλεκτρισµό και στα δεξιά γειώθηκε. Έγκαυµα από ηλεκτρικό τόξο διαµέσου του παπουτσιού του θύµατος και γύρω από την πλαστική σόλα ΑΙΤΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ 8

9 Στοιχεία ηλεκτρονικής Είδη υλικών Στην περίπτωση των αγωγών το απαγορευµένο χάσµα είναι αρκετά µικρό (1e). Στους µονωτές πολύ µεγαλύτερο (8e). Στους ηµιαγωγούς το απαγορευµένο χάσµα βρίσκεται κάπου στο ενδιάµεσο (4e). Το ύψος του απαγορευµένου χάσµατος εξαρτάται από το υλικό και τη θερµοκρασία Ηλεκτρονικές ιδιότητες της ύλης Λυχνίες Οι µέθοδοι που χρησιµοποιούµε για να ελευθερώσουµε ηλεκτρόνια από ένα µέταλλο είναι: η θερµιονική εκποµπή, η φωτοηλεκτρική εκποµπή, η δευτερογενής εκποµπή ή πρόσκρουση και η εκποµπή λόγω ισχυρού πεδίου

10 Αποτελούνται: Την κάθοδο, Την άνοδο, Λυχνίες Ένα ή περισσότερα πλέγµατα που σκοπό έ-χουν να ρυθµίζουν την ροή των ηλεκτρονίων. Ανάλογα µε τον αριθµό των ηλεκτροδίων σε δίοδες, τρίοδες, τέτροδες, πέντοδες, εξαοδικές, επταοδικές, ενδεικτικές συντονισµού, και σε λυχνίες κατευθυνόµενης δέσµης. 55 Γενική περιγραφή ηλεκτρονικού κυκλώµατος Ένα ηλεκτρονικό κύκλωµα απαρτίζεται συνήθως από µια πηγή τροφοδοσίας η οποία µπορεί να τροφοδοτεί το κύκλωµα είτε µε συνεχή είτε µε εναλλασσόµενη τάση. οµικά µέρη ενός ηλεκτρονικού κυκλώµατος µπορεί να είναι τα παρακάτω: 56 οµικά µέρη ενός ηλεκτρονικού κυκλώµατος µπορεί να είναι τα παρακάτω: Αντιστάσεις, Πηνία, διατάξεις ιάφορα είδη διόδων, Πυκνωτές Ταλαντωτές ηµιτονικών σηµάτων Ολοκληρωµένα κυκλώµατα, Φωτοηλεκτρικές ιάφορα είδη τρανζίστορ Λογικά κυκλώµατα, Απαριθµητές και χρονιστές Ψηφιακά κυκλώµατα, Οπτοηλεκτρονικά Φυσικοί ηµιαγωγοί Αγωγοί 1e Μονωτές 8e Προσµίξεις Βασική θεωρία ηµιαγωγών Ηµιαγωγοί 4e Οπές Ηµιαγωγοίτύπου n p

11 Ηµιαγωγοί προσµίξεων τύπου Ν και P Φράγµα δυναµικού ίοδος Ορθή πόλωση Ανάστροφη πόλωση ίοδος ίοδος

12 67 68 Ηµιανόρθωση Ερωτήσεις Αρχικά µε τα τρανζίστορ 71 12

13 Μια πιο κοντινή µατιά, τότε Επεξεργαστές Σήµερα Τρανζίστορ Βασικά κυκλώµατα του Transistor Ολοκληρωµένο συλλέκτης εκποµπός συλλέκτης βάση εκποµπός εκποµπός βάση βάση α) εκποµπός β) βάση συλλέκτης συλλέκτης

14 Ερωτήσεις 79 Ψηφιακά - λογικά κυκλώµατα Στο πεδίο των ψηφιακών - λογικών κυκλωµάτων ενδιαφερόµαστε για δυο στάθµες τάσεις, οι οποίες είναι ηυψηλήκαιηχαµηλήστάθµη. Οι δυο στάθµες αντιστοιχούν στο δυαδικό αριθµό 1 και 0 αντίστοιχα. Τα ψηφιακά κυκλώµατα διακρίνονται σε λογικά και ακολουθιακά. Λογικά είναι αυτά που η έξοδος τους σε µια χρονική στιγµή εξαρτάται από την τιµή που θα έχει η είσοδος τους στην ίδια χρονική στιγµή. Ακολουθιακά είναι αυτά που η έξοδος τους σε µια χρονική στιγµή εξαρτάται και από τιµές που είχε η είσοδος τους και σε προηγούµενες στιγµές. 80 Ψηφιακά -λογικά κυκλώµατα Πύλη AND Άλγεβρα Boole. Οι τρεις βασικές πύλες που συναντάµε συνήθως είναι η πύλη NOT,ηπύλη ANDκαιη πύλη NAND Πύλη OR Πύλη NOT

15 Πύλη XOR Το Q1 είναι λάθος (0) αν το I1 και το I2έχουν την ίδια τιµή XOR: exclusive OR Πύλη XNOR Το F είναι σωστό (1) αν το A και το Β έχουν την ίδια τιµή XNOR: exclusive NOR A B XNOR F = (A + B)' F Α Β F