Ηλεκτρικό φορτίο - Ένταση ηλεκτρικού πεδίου - Δυναµικό
|
|
- Ταράσιος Ζωγράφος
- 5 χρόνια πριν
- Προβολές:
Transcript
1 Εισαγωγή Ηµιαγωγός είναι κάθε υλικό που έχει ειδική αντίσταση µε τιµές ανάµεσα σε αυτές των µονωτών (µεγάλη) και των αγωγών (µικρή) και που εµφανίζει ραγδαία µείωση της ειδικής του αντίστασης µε την αύξηση της θερµοκρασία του. Σήµερα µε δεδοµένη την ανάπτυξη της ηλεκτρονικής τεχνολογίας, η πλειονότητα των σύγχρονων ηλεκτρονικών διατάξεων και συστηµάτων αποτελείται από κυκλώµατα ηµιαγωγικών στοιχείων σε διακριτή ή ολοκληρωµένη µορφή. Θα παρουσιαστεί η φυσική υπόσταση και οι ιδιότητες αγωγιµότητας των διαφόρων τύπων ηµιαγωγών, καθώς και της τυπικής µορφής της διόδου επαφής pn, δίνοντας µια πρώτη εικόνα για τις δυνατότητες χρήσης τους στα ηλεκτρονικά κυκλώµατα.
2 Ηλεκτρικό φορτίο - Ένταση ηλεκτρικού πεδίου - Δυναµικό Το φυσικό µέγεθος που προκαλεί ηλεκτρικές ιδιότητες ονοµάζεται ηλεκτρικό φορτίο (Q ή q). Αγωγιµότητα ονοµάζεται η ικανότητα των σωµάτων να επιτρέπουν την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων µέσα στη µάζα τους. Βάση της αγωγιµότητάς των, τα σώµατα διακρίνονται σε Αγωγούς που είναι τα σώµατα εκείνα που επιτρέπουν στα ηλεκτρικά φορτία να µετακινούνται µέσα στη µάζα τους. Μονωτές ή διηλεκτρικά που είναι τα σώµατα εκείνα που δεν επιτρέπουν στα ηλεκτρικά φορτία να µετακινούνται µέσα στη µάζα τους. Ηµιαγωγοί που είναι τα σώµατα εκείνα των οποίων η αγωγιµότητα εξαρτάται από τις συνθήκες στις οποίες βρίσκονται (θερµοκρασία, φωτισµός, κ.α.) Οι ηµιαγωγοί, δηλαδή παρουσιάζουν ιδιότητες ενδιάµεσες µεταξύ αγωγών και µονωτών. Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-2
3 Ο νόµος του Coulomb δίνει το µέτρο της απωστικής ή ελκτικής δύναµης η οποία ασκείται µεταξύ δύο ηλεκτρικών φορτίων. q1 F q2 F r q1 F =k q2 F F q1 q2 r2 F= 1 4π ε 0 ε q1 q2 r2 Ηλεκτρικό πεδίο είναι ο χώρος σε κάθε σηµείο του οποίου αν βρεθεί ηλεκτρικό φορτίο ασκείται σε αυτό ηλεκτρική δύναµη. Ονοµάζουµε ένταση ηλεκτρικό πεδίο σε ένα σηµείο του το ανυσµατικό µέγεθος το οποίο έχει διεύθυνση και φορά το άνυσµα της δύναµης που ασκείται σε θετικό φορτίο, που βρίσκεται στο σηµεία αυτό και µέτρο το σταθερό πηλίκο της δύναµης δια του φορτίου +q Q r F E E F +q F = E q Q E=k 2 r Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-3
4 Ονοµάζουµε δυναµικό σε σηµείο Α ηλεκτρικού πεδίου το σταθερό πηλίκο του έργου που παράγεται για τη µεταφορά ενός ηλεκτρικού φορτίου q από το σηµείο Α µέχρι το άπειρο (όπου το δυναµικό λαµβάνεται ίσο µε µηδέν) προς το ηλεκτρικό φορτίο. WA VA q W A = V A q VA = k Q r Ονοµάζουµε διαφορά δυναµικό µεταξύ δύο σηµείων Α και Β ηλεκτρικού πεδίου το σταθερό πηλίκο του έργου που παράγεται για τη µεταφορά ενός ηλεκτρικού φορτίου q από το σηµείο Α στο σηµείο Β προς το ηλεκτρικό φορτίο. B WAB ΔV = VA VB = = E ( x) dx q A WAB = V A VB q Ως δυναµική ενέργεια ορίζεται η ενέργεια που κατέχει ένα σώµα, ή σύστηµα, λόγω της θέσεως (σε σχέση µε κάποια άλλη), ή της κατάστασής του. Είναι δηλαδή η δυνατότητα ενός σώµατος, ή συστήµατος να παράγει έργο επειδή βρίσκεται µέσα σε κάποιο πεδίο δυνάµεων. U = q V Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-4
5 Παράδειγµα q υin υ x υou F Vd E dv 1 1 Wολικ. = mυin2 = U x + mυ x2 = σταθ. 2 2 d V d x Vd Eδυν. q Vd d x Φράγµα δυναµικού είναι µια περιοχή δυναµικής ενέργειας U που περιβάλλεται από περιοχές χαµηλότερης ή µηδενικής δυναµικής ενέργειας. Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-5
6 Στάθµες και ζώνες ενέργειας σε κρυστάλλους Ενέργεια (ev) Ελεύθερα ηλεκτρόνια Ενδοατοµική απόσταση M (n = 3) L (n = 2) Δέσµια ηλεκτρόνια Πηγάδι δυναµικού Si K (n = 1) Τα ηλεκτρόνια των ατόµων των στοιχείων κινούνται γύρω από τον πυρήνα του ατόµου σε προκαθορισµένες τροχιές. Κάθε τροχιά χαρακτηρίζεται από µία διακριτή (επιτρεπτή) στάθµη ενέργειας σχηµατίζοντας τους λεγόµενους φλοιούς ή στοιβάδες. Πυρήνας Κάθε ηλεκτρόνιο χαρακτηρίζεται µονοσήµαντα από τους τέσσερις κβαντικούς αριθµούς. Σύµφωνα µε την αρχή του Pauli, δύο ηλεκτρόνια δεν µπορούν να έχουν την ίδια τετράδα κβαντικών αριθµών. Τα ηλεκτρόνια των εσωτερικών φλοιών, δηλαδή αυτά τα οποία βρίσκονται κοντά στον πυρήνα δύσκολα µπορούν να αλλάξουν κατάσταση. Τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού φλοιού είναι αυτά τα οποία συµµετέχουν στους δεσµούς που αναπτύσσονται µεταξύ των ατόµων των ιδίων ή διαφορετικών στοιχείων. Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-6
7 Ο σχηµατισµός των δεσµών έχει ως αποτέλεσµα το διαχωρισµό κάθε ενεργειακής στάθµης σε δύο νέες.. Ενέργεια (ev) Πυρήνες ατόµων Ενδοατοµική απόσταση Όταν ο αριθµός των ατόµων είναι µεγάλος, όπως στην περίπτωση των κρυστάλλων, οι νέες αυτές στάθµες θα είναι τόσο πολλές που, αν και διακριτές δίνουν την αίσθηση ενεργειακής ζώνης. Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-7
8 Ενέργεια (ev) Ζώνη αγωγιµότητας EG Απαγορευµένη ζώνη Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Ενδοατοµική απόσταση Πυρήνες ατόµων Ενεργειακές ζώνες ατόµων σε έναν κρύσταλλο. Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη στην οποία βρίσκονται τα ηλεκτρόνια σθένους που συµµετέχουν στους οµοιοπολικούς δεσµούς. Ζώνη αγωγιµότητας στην οποία µπορούν να βρεθούν εκείνα τα ηλεκτρόνια τα οποία, αφού προσλάβουν κατάλληλη ποσότητα ενέργειας, διασπούν τους οµοιοπολικούς δεσµούς τους. Απαγορευµένη ζώνη ενεργειακές στάθµες. ή περιοχή είναι η περιοχή στην οποία δεν υπάρχουν επιτρεπτές Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-8
9 Αγωγοί Μονωτές Ηµιαγωγοί Στους µονωτές η απαγορευµένη ζώνη είναι τόσο διευρυµένη που, για τη θραύση των οµοιοπολικών δεσµών και τη µεταπήδηση ηλεκτρονίων από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιµότητας, απαιτείται ιδιαίτερα µεγάλη ποσότητα ενέργειας, γεγονός που καθιστά τη δυνατότητα εµφάνισης ηλεκτρικού ρεύµατος αδύνατη. Στους αγωγούς ή µέταλλα η ζώνη αγωγιµότητας επικαλύπτεται εν µέρει από την ζώνη σθένους, οπότε πολλά από τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται και κινούνται τυχαία µέσα στη ζώνη αγωγιµότητας, έτσι µε την επίδραση έστω και ενός ασθενούς ηλεκτρικού πεδίου, αυτά θα κινηθούν προς την κατεύθυνσή του δηµιουργώντας ηλεκτρικό ρεύµα. Στους ηµιαγωγούς η απαγορευµένη ζώνη είναι αρκετά στενή, οπότε και µία µικρή προσφορά ενέργειας µπορεί να δηµιουργήσει ελεύθερα ηλεκτρόνια. E E E Ζώνη αγωγιµότητας EG Απαγορευµένη ζώνη Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Μονωτές Ζώνη αγωγιµότητας EG Ζώνη αγωγιµότητας Απαγορευµένη ζώνη Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Ηµιαγωγοί Μέταλλα Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-9
10 Αγωγοί Μονωτές Ηµιαγωγοί Στους µονωτές η απαγορευµένη ζώνη είναι τόσο διευρυµένη που, για τη θραύση των οµοιοπολικών δεσµών και τη µεταπήδηση ηλεκτρονίων από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιµότητας, απαιτείται ιδιαίτερα µεγάλη ποσότητα ενέργειας, γεγονός που καθιστά τη δυνατότητα εµφάνισης ηλεκτρικού ρεύµατος αδύνατη. Στους αγωγούς ή µέταλλα η ζώνη αγωγιµότητας επικαλύπτεται εν µέρει από την ζώνη σθένους, οπότε πολλά από τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται και κινούνται τυχαία µέσα στη ζώνη αγωγιµότητας, έτσι µε την επίδραση έστω και ενός ασθενούς ηλεκτρικού πεδίου, αυτά θα κινηθούν προς την κατεύθυνσή του δηµιουργώντας ηλεκτρικό ρεύµα. Στους ηµιαγωγούς η απαγορευµένη ζώνη είναι αρκετά στενή, οπότε και µία µικρή προσφορά ενέργειας µπορεί να δηµιουργήσει ελεύθερα ηλεκτρόνια. E E Μονωτές E Ηµιαγωγοί Μέταλλα Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-10
11 Καθαροί ή ενδογενείς ηµιαγωγοί Οι ηµιαγωγοί που είναι τελείως απαλλαγµένοι από ξένα άτοµα στο κρυσταλλικό τους πλέγµα ονοµάζονται καθαροί ή ενδογενείς ηµιαγωγοί. Με την πρόσληψη ενέργειας, τα ηλεκτρόνια της ζώνης σθένους διεγείρονται και σπάζοντας τους οµοιοπολικούς δεσµούς τους µεταπηδούν στη ζώνη αγωγιµότητας όπου κινούνται τυχαία ως ελεύθερα ηλεκτρόνια στο µεταλλικό πλέγµα. Τα ηλεκτρόνια αυτά αποτελούν τους ηλεκτρικούς φορείς στη ζώνη αγωγιµότητας του ηµιαγωγού και για το λόγο αυτό λέγονται ηλεκτρόνια αγωγιµότητας. Κάθε φορά που από ένα άτοµο γεννιέται ένα ηλεκτρόνιο αγωγιµότητας η θέση του στη ζώνη σθένους µένει κενή, οπότε το άτοµο είναι θετικά φορτισµένο. Η κενή αυτή θέση ονοµάζεται οπή και συµπεριφέρεται ως ένα αυτοτελές θετικό φορτίο Οι οπές αποτελούν τους ηλεκτρικούς φορείς στη ζώνη σθένους του ηµιαγωγού. Οι αγωγιµότητα των καθαρών ηµιαγωγών οφείλεται σε δύο είδη φορέων, ηλεκτρόνια αγωγιµότητας και οπές που δηµιουργούνται µε συνεχείς εσωτερικές ενεργειακές ανακατατάξεις των ηλεκτρονίων σθένους και χαρακτηρίζεται ως ενδογενείς αγωγιµότητα. Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-11
12 Ηµιαγωγοί µε προσµίξεις ή εξωγενείς ηµιαγωγοί Τα πιο γνωστά ηµιαγωγά υλικά, το γερµάνιο (Ge) και το πυρίτιο (Si), βρίσκονται στη φύση µε µορφή διάφορων χηµικών ενώσεων και για τη λήψη τους σε καθαρή µορφή χρησιµοποιούνται κατάλληλες τεχνικές. Αν στον κρύσταλλο ενός θεωρητικώς καθαρού ηµιαγωγού προστεθούν προσµίξεις κατάλληλων ατόµων κατασκευάζονται ηµιαγωγοί οι οποίοι παρουσιάζουν περίσσεια φορέων του ενός ή του άλλου είδους. Οι µη καθαροί ηµιαγωγοί ονοµάζονται εξωγενείς ηµιαγωγοί ή ηµιαγωγοί µε προσµίξεις και διακρίνονται σε ηµιαγωγούς τύπου n και τύπου p ανάλογα µε το είδος των φορέων που πλεονάζουν Οι ηλεκτρικές ιδιότητες των εξωγενών ηµιαγωγών είναι διαφορετικές από αυτές του αντίστοιχου καθαρού. Επίσης επειδή το ποσοστό των προσµίξεων είναι πολύ µικρό δεν µεταβάλλονται οι χηµικές και µηχανικές τους ιδιότητες. Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-12
13 Ηµιαγωγοί τύπου-n. Οµοιοπολικός δεσµός Ελεύθερο ηλεκτρόνιο Ιόντα δότη +5 Τοµή στο πλέγµα ενός καθαρού κρυστάλλου Si ή Ge E Προσθήκη πεντασθενούς ατόµου P ή As σε κρύσταλλο τετρασθενούς στοιχείου. E Ζώνη αγωγιµότητας EG Απαγορευµένη ζώνη Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Ζώνη αγωγιµότητας EG ΔE Στάθµη 5 ηλεκτρονίου δότη Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-13
14 Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια που προέρχονται από τα άτοµα των προσµίξεων δεν συνοδεύονται από δηµιουργία αντίστοιχης οπής. Ο εξωγενής αγωγός θα χαρακτηρίζεται από περίσσεια ηλεκτρονίων αγωγιµότητας, ή όπως αλλιώς λέγονται φορέων τύπου n. Τα άτοµα του πεντασθενούς στοιχείου πρόσµιξης θα λέγονται προσµίξεις τύπου n ή απλώς δότες (ηλεκτρονίων) και ο ηµιαγωγός χαρακτηρίζεται ως ηµιαγωγός τύπου n, Στους ηµιαγωγούς τύπου n, τα ηλεκτρόνια αγωγιµότητας χαρακτηρίζονται ως φορείς πλειονότητας οι δε οπές ως φορείς µειονότητας. Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-14
15 Ηµιαγωγοί τύπου-p. Οπή +3 Τοµή στο πλέγµα ενός καθαρού κρυστάλλου Si ή Ge E Προσθήκη τρισθενούς ατόµου B ή Al σε κρύσταλλο τετρασθενούς στοιχείου. E Ζώνη αγωγιµότητας EG Απαγορευµένη ζώνη Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Ζώνη αγωγιµότητας EG Στάθµη 4 ηλεκτρονίου στον αποδέκτη ΔE Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-15
16 Ηµιαγωγοί τύπου-p. Ιόντα δέκτη +3 Τοµή στο πλέγµα ενός καθαρού κρυστάλλου Si ή Ge E Προσθήκη τρισθενούς ατόµου B ή Al σε κρύσταλλο τετρασθενούς στοιχείου. E Ζώνη αγωγιµότητας EG Απαγορευµένη ζώνη Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Ζώνη αγωγιµότητας EG Στάθµη 4 ηλεκτρονίου στον αποδέκτη ΔE Ζώνη σθένους ή πλήρης ζώνη Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-16
17 Τα τρία ηλεκτρόνια των ξένων ατόµων µετέχουν σε τρείς οµοιοπολικούς δεσµούς µε τα τετρασθενή άτοµα του κρυστάλλου και ο τέταρτος δεσµός παραµένει ασυµπλήρωτος. Η έλλειψη τέταρτου ηλεκτρόνιου στο άτοµο της πρόσµιξης αποτελεί το αίτιο γένεσης οπών στον κρύσταλλο. Η επιλογή των τρισθενών προσµίξεων πρέπει να γίνεται µε τέτοιο τρόπο ώστε να δηµιουργείται επιτρεπτή ενεργειακή στάθµη µέσα στην απαγορευµένη ζώνη και κοντά στη ζώνη σθένους του καθαρού υλικού. Οι κενές θέσεις που εµφανίζονται στα άτοµα του καθαρού υλικού λόγω της µετακίνησης των ηλεκτρονίων του για την κάλυψη των ασυµπλήρωτων δεσµών αποτελούν οπές, η εµφάνιση των οποίων δεν συνοδεύεται από αντίστοιχη εµφάνιση ηλεκτρονίων αγωγιµότητας. Τα άτοµα των προσµίξεων εµφανίζονται ως αρνητικά και ακίνητα (δέσµια) φορτία που δεν συµµετέχουν στη δηµιουργία ηλεκτρικού ρεύµατος. Οι ελεύθεροι φορείς του συγκεκριµένου ηµιαγωγού είναι οι οπές. Στον ηµιαγωγό τύπου p υπάρχει περίσσεια οπών, δηλαδή, φορέων τύπου p, ως αποτέλεσµα προσµίξεων µε άτοµα που λέγονται προσµίξεις τύπου p ή απλώς αποδέκτες (ηλεκτρονίων). Στους ηµιαγωγούς τύπου p, οι οπές θα χαρακτηρίζονται ως φορείς πλειονότητας και τα ηλεκτρόνια ως φορείς µειονότητας. Εισαγωγή στους ηµιαγωγούς 3-17
18 Δηµιουργία επαφής pn +3 Ιόντα δέκτη Ιόντα δότη +5 Ηλεκτρόνια Οπές Τύπου p Τύπου n Με σε ένα υλικό τύπου p δηλώνονται οι οπές που είναι φορείς πλειονότητας. Το φορτίο αυτών των οπών είναι εξουδετερωµένο από ένα ίσο πλήθος αρνητικών δεσµευµένων φορτίων που σχετίζεται µε τα άτοµα των αποδεκτών. Σε ένα υλικό τύπου n η πλειονότητα των ηλεκτρονίων δηλώνεται. Υπάρχουν επίσης τα αντίστοιχα θετικά δεσµευµένα φορτία που εξουδετερώνουν το φορτίο των ηλεκτρονίων πλειονότητας. Μια επαφή pn µπορεί να προκύψει είτε µε την επαφή δύο εξωγενών ηµιαγωγών αντιθέτου τύπου, δηλαδή, τύπου p και τύπου n, είτε µε τη δηµιουργία δυο περιοχών µε προσµίξεις αντιθέτου τύπου στον κρύσταλλο ενός ηµιαγωγού. 3-18
19 Διάχυση ή έγχυση φορέων Περιοχή έλλειψης φορέων Ιόντα δότη Ιόντα δέκτη Οπές Ηλεκτρόνια Τύπου n Τύπου p Id Παρατηρείται διάχυση οπών µέσα από την επαφή από την πλευρά τύπου p προς την πλευρά τύπου n. Οµοίως, ηλεκτρόνια διαχέονται µέσα από την επαφή από την πλευρά τύπου n προς την πλευρά τύπου p. Το άθροισµα των δύο αυτών συνιστωσών δίνει το ρεύµα διάχυσης Id. Η διάχυση των φορέων πλειονότητας της µιας περιοχής στην άλλη, δηλαδή οπών της περιοχής p προς την περιοχή n και ηλεκτρονίων της περιοχής n προς την περιοχή p, ονοµάζεται και έγχυση των φορέων, περιορίζεται δε από τις ελκτικές δυνάµεις µεταξύ των ετερώνυµων φορτίων που εµφανίζονται στις δύο πλευρές της επαφής. 3-19
20 Διάχυση ή έγχυση φορέων Περιοχή έλλειψης φορέων Ιόντα δότη Ιόντα δέκτη Οπές Ηλεκτρόνια Τύπου n Τύπου p Περιοχή απογύµνωσης Στην περιοχή γύρω από την επαφή δεν υπάρχουν ελεύθεροι φορείς πλειονότητας (παρά µόνο φορείς µειονότητας που προέρχονται από θερµική γένεση) η περιοχή αυτή ονοµάζεται περιοχή έλλειψης φορέων ή περιοχή απογύµνωσης ή ακόµα, περιοχή φορτίων χώρου λόγω των ίσων και αντιθέτων ακίνητων ιόντων και στα δύο τµήµατα. 3-20
21 Διάχυση ή έγχυση φορέων Περιοχή έλλειψης φορέων Τύπου p Πυκνότητα φορτίου ρ Wp Τύπου n Η τιµή V0 εξαρτάται τόσον από τις συγκεντρώσεις των φορέων πλειονότητας των δύο περιοχών της επαφής όσο και τη θερµοκρασία. Wn x Ένταση πεδίου Το υφιστάµενο ηλεκτρικό πεδίο αντιτίθεται στη διάχυση οπών προς την περιοχή τύπου n και ηλεκτρονίων προς την περιοχή τύπου p. E x Φράγµα δυναµικού για ηλεκτρόνια Δυναµικό Φράγµα δυναµικού για οπές V V0 x 3-21
22 Διάχυση ή έγχυση φορέων Περιοχή έλλειψης φορέων Τύπου p Id Τύπου n IS Όσο µεγαλύτερο είναι αυτό το φράγµα δυναµικού, τόσο µικρότερο είναι το ρεύµα διάχυσης Id. Μερικές από τις θερµικά παραγόµενες οπές στο υλικό τύπου n διαχέονται µέσα στο υλικό τύπου n ως το άκρο της περιοχής απογύµνωσης και λόγω της επίδρασης του ηλεκτρικού πεδίου επιταχύνονται προς την πλευρά p. Παρόµοια, κάποια από τα θερµικά παραγόµενα ηλεκτρόνια µέσα στην περιοχή τύπου p διαχέονται ως το άκρο της περιοχής απογύµνωσης και λόγω της επίδρασης του ηλεκτρικού πεδίου επιταχύνονται προς την πλευρά n. Το άθροισµα των δύο αυτών συνιστωσών ρεύµατος αποτελεί το ρεύµα ολίσθησης Is, του οποίου η φορά είναι από την πλευρά n στην πλευρά p. 3-22
23 Λειτουργία της επαφής pn µε τάση - Ανάστροφη πόλωση της επαφής pn Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στην περιοχή έλλειψης φορέων αυξάνεται µε αποτέλεσµα να αυξάνονται και τα φορτία χώρου. IS Id V Αύξηση του φράγµατος δυναµικού κατά VD. Η αύξηση του δυναµικού της επαφής προκαλεί σχεδόν µηδενισµό του ρεύµατος διάχυσης Id. Το αντίστροφο ρεύµα κόρου Is παραµένει σχεδόν αµετάβλητο καθώς η έντασή του εξαρτάται µόνο από τη θερµοκρασία και όχι από την τάση που εφαρµόζεται. 3-23
24 Λειτουργία της επαφής pn µε τάση - Ανάστροφη πόλωση της επαφής pn Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στην περιοχή έλλειψης φορέων αυξάνεται µε αποτέλεσµα να αυξάνονται και τα φορτία χώρου. IS Αύξηση του φράγµατος δυναµικού κατά VD. Id IS Η αύξηση του δυναµικού της επαφής προκαλεί σχεδόν µηδενισµό του ρεύµατος διάχυσης Id. Το αντίστροφο ρεύµα κόρου Is παραµένει σχεδόν αµετάβλητο καθώς η έντασή του εξαρτάται µόνο από τη θερµοκρασία και όχι από την τάση που εφαρµόζεται. Id V I κατάρρευση Vz IS V Όταν η τάση ανάστροφης πόλωσης αυξηθεί πέρα από µία ορισµένη τιµή, παρατηρείται µία απότοµη αύξηση του ρεύµατος αυτού µε αποτέλεσµα η επαφή να λέγεται ότι βρίσκεται σε κατάσταση κατάρρευσης. 3-24
25 Λειτουργία της επαφής pn µε τάση - Ορθή πόλωση της επαφής pn Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στην περιοχή έλλειψης φορέων µειώνεται µε αποτέλεσµα να ελαττώνονται και τα φορτία χώρου. IS Μείωση του φράγµατος δυναµικού κατά VD. Id IS Με τη µείωση του φράγµατος δυναµικού, οι φορείς πλειονότητας κάθε περιοχής του ηµιαγωγού περνούν εύκολα την περιοχή έλλειψης φορέων και εισέρχονται στην αντίθετου τύπου περιοχή, µε αποτέλεσµα να εµφανίζεται ένα µεγάλο ρεύµα διάχυσης Id. Το ανάστροφο ρεύµα κόρου Is παραµένει αµετάβλητο καθώς εξαρτάται µόνον από τη θερµοκρασία. Id V I Το συνολικό ρεύµα αποτελείται από τις δύο αντίρροπες συνιστώσες, IS και Id, δηλαδή, V0 V i = Id IS 3-25
26 Χαρακτηριστική τάσης ρεύµατος της επαφής pn - Στατική χαρακτηριστική διόδου Δίοδος = Επαφή pn + Ακροδέκτες Άνοδος Κάθοδος i Ορθή πόλωση Τάση κατάρρευσης i = Id IS I d >> I S VZK Περιοχή κατάρρευσης Διάσπαση V0 Ανάστροφη πόλωση υ Τάση αποκοπής i IS Id 0 Η χαρακτηριστική έντασης ρεύµατος τάσης (i υ) διόδου. 3-26
27 Η ιδανική δίοδος Άνοδος Κάθοδος Το κυκλωµατικό σύµβολο διόδου i Ανάστροφη πόλωση Ορθή πόλωση υ Η χαρακτηριστική έντασης τάσης ιδανικής διόδου Όταν στην δίοδο εφαρµοστεί µία αρνητική τάση, η δίοδος δεν διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύµα, η δίοδος συµπεριφέρεται ως ανοικτό κύκλωµα. Λέµε ότι η δίοδος είναι ανάστροφα πολωµένη ή σε αποκοπή. Ισοδύναµο κύκλωµα ανάστροφα πολωµένης ιδανικής διόδου Όταν στην δίοδο εφαρµοστεί µία θετική τάση, κατά µήκος της διόδου εµφανίζεται µηδενική τάση, η δίοδος συµπεριφέρεται ως βραχυκύκλωµα. Λέµε ότι η δίοδος είναι ορθά πολωµένη ή ότι άγει. Ισοδύναµο κύκλωµα ορθά πολωµένης ιδανικής διόδου 3-27
28 Η ιδανική δίοδος σε ανόρθωση υi ( ) υo ( ) υd A 0 A υi A A υi ( ) A υo υi id = υi 0 υo ( ) A υ o = υi 0 A υo ( ) υ D = υi A 0 υd = 0 υi ( ) 0 id id = 0 A υo = 0 0 A 3-28
29 Χαρακτηριστική τάσης ρεύµατος διόδου ένωσης πυριτίου i Συµπιεσµένη κλίµακα VZK Ανάστροφη πόλωση Διευρυµένη κλίµακα Διάσπαση i Ορθή πόλωση Τάση κατάρρευσης Περιοχή κατάρρευσης υ 0,5V 0,7 V υ VD0 τάση αποκοπής Η χαρακτηριστική i υ της διόδου πυριτίου µε τους άξονες σε διαφορετικές κλίµακες V i = I S e nv 1 T Νόµος της επαφής p-n IS καλείται ρεύµα κόρου και έχει σταθερή τιµή για δεδοµένη δίοδο και θερµοκρασία. Το IS διπλασιάζεται κάθε φορά που η θερµοκρασία ανεβαίνει κατά 50 C. VT είναι η θερµική τάση 25 mv και Τ = 2930 Κ n = 2 για Si 3-29
30 Ανάλυση κυκλωµάτων διόδων DC ανάλυση i VDD ID VDD VD Ευθεία φόρτου Q σηµείο λειτουργίας VD VDD VD VDD 1 ID = = VD VDD = I D + VD ID = IS e VD nvt 1 I D >> I S ID = IS e 1 Καµπύλη διόδου ID Ένα απλό κύκλωµα µε δίοδο κλίση VD nvt VDD υ Ευθεία φόρτου Καµπύλη διόδου Η γραµµή φορτίου τέµνει την καµπύλη της διόδου στο σηµείο Q, που είναι το σηµείο λειτουργίας του κυκλώµατος. 3-30
31 Ανάλυση κυκλωµάτων διόδων DC ανάλυση i VDD ID VD VDD i Q3 Q2 Q1 1 Q σηµείο λειτουργίας i = σταθερό κλίση Καµπύλη διόδου ID Ένα απλό κύκλωµα µε δίοδο VDD1 VDD2 VDD3 Ευθεία φόρτου VDD 3 VDD 2 VDD 1 VD υ VDD VDD = σταθερό 3 < 2 < 1 Q2 Q3 Q1 VDD1 VDD2 VDD3 υ Μεταβολή τάσης πόλωσης VDD υ Μεταβολή αντίστασης 3-31
32 Απλουστευµένα µοντέλα διόδων Η ανάλυση ενός κυκλώµατος το οποίο περιέχει δίοδο απλοποιείται αν βρεθούν γραµµικές σχέσεις που περιγράφουν τη συµπεριφορά της διόδου. id id Κλίση = ID 1 rd rd << Ιδανική δίοδος VD VD 0 rd VD0 VD υd Προσέγγιση του τµήµατος της χαρακτηριστικής της διόδου, που αντιστοιχεί στην ορθή πόλωση, µε δύο ευθύγραµµα τµήµατα και το ισοδύναµο κύκλωµα. Η ιδανική δίοδος περιλαµβάνεται στο ισοδύναµο κύκλωµα προκειµένου να περιορίσει τη ροή ρεύµατος id κατά την ορθή φορά µόνο. Το τµηµατικά γραµµικό µοντέλο περιγράφεται από την εξίσωση id = 0, VD VD0 / rd, VD VD0 VD VD0 3-32
33 Το µοντέλο ασθενούς σήµατος και οι εφαρµογές του VD υ d ( ) Αν υd () = 0, η διαφορά δυναµικού στα άκρα της διόδου είναι VD και το ρεύµα που τη διαρρέει είναι id ( ) υ D ( ) ID = IS e VD nvt Αν υd () 0, η στιγµιαία διαφορά δυναµικού στα άκρα της διόδου υd() είναι υ D ( ) = VD + υd ( ) και το στιγµιαίο ρεύµα που τη διαρρέει είναι υ D ( ) id ( ) = I S e nvt = IS e VD +υd ( ) nvt = IS e VD nvt υd ( ) e nvt Αν το πλάτος του σήµατος υd () κρατηθεί αρκετά µικρό έτσι ώστε ID = IS e = VD nvt I De υd ( ) nvt υ s ( ) << 1, έχουµε nvt υ d ( ) id ( ) I D 1 + nvt Η προσέγγιση αυτή καλείται προσέγγιση ασθενούς σήµατος. 3-33
34 Το µοντέλο ασθενούς σήµατος και οι εφαρµογές του υ d ( ) id ( ) = I D 1 + nvt ID id ( ) = I D + υ ( ) nvt d Στο dc ρεύµα ID προστίθεται η ένταση του ρεύµατος που οφείλεται στο σήµα υd (), δηλαδή, id ( ) = I D + id ( ) όπου id () είναι id ( ) = ID υ d ( ) nvt Ο συντελεστής αναλογίας µεταξύ έντασης ρεύµατος και διαφοράς δυναµικού έχει διαστάσεις αγωγιµότητας, mhos, και καλείται αγωγιµότητα ασθενούς σήµατος της διόδου. Το αντίστροφο της αγωγιµότητας ασθενούς σήµατος της διόδου είναι η αντίσταση διόδου ασθενούς σήµατος ή αντίσταση µικρών µεταβολών ή δυναµική αντίσταση, rd. rd = nvt ID Η τιµή της rd είναι αντιστρόφως ανάλογη του ρεύµατος πόλωσης ID. 3-34
35 Το µοντέλο ασθενούς σήµατος και οι εφαρµογές του id Εφαπτοµένη στο Q ( ma ) VD 2,0 id ( ) Σηµείο πόλωσης υ D ( ) υ d ( ) Κλίση = id ( ) Q 1,0 I D 1 rd VD 0,60 0,70 VD n VT I e 1 d id ( ) = = S rd d υ D ( ) V nvt D ID n VT 0,75 υ d ( ) VD 0 Ισχύει ότι gd = 0,65 0,80 υd ( ) (Vols ) Η εξίσωση της εφαπτοµένης στο σηµείο λειτουργίας Q της χαρακτηριστικής της διόδου είναι id = 1 υ D VD 0 rd 3-35
36 Ανάλυση κυκλώµατος διόδου που περιέχει τόσο dc όσο και ac ποσότητες ID VDD VD 0 rd VDD VD = VDD I D Πραγµατικό κύκλωµα υ s ( ) VD Ισοδύναµο κύκλωµα VDD Ιδανική δίοδος ID id ( ) = I D + id ( ) υs ( ) = VDD + υs ( ) υ D ( ) = VD + υd ( ) Αρχικό κύκλωµα για ανάλυση VDD Ιδανική δίοδος id ( ) VDD υ S ( ) υ s ( ) VD 0 rd υ D ( ) Ισοδύναµο κύκλωµα Ιδανική δίοδος ID VD 0 rd Κύκλωµα για DC ανάλυση VD id ( ) υ s ( ) υ d ( ) rd Κύκλωµα για AC ανάλυση 3-36
37 Χαρακτηριστική µεταφοράς Η χαρακτηριστική µεταφοράς δίνει γραφικά τη σχέση µεταξύ της τάσης εξόδου υο και της τάσης εισόδου υs. id υd υs id Στατική χαρακτηριστική Δυναµική χαρακτηριστική υo Q ID VD VS υd υs Χαρακτηριστική µεταφοράς υ0 υ 0 = id υs 3-37
38 Χρήση της πτώσης τάσης ορθά πολωµένης διόδου για σταθεροποίηση τάσης Ένας ρυθµιστής ή σταθεροποιητής τάσης είναι µία διάταξη που έχει σκοπό να διατηρεί µία σταθερή συνεχή διαφορά δυναµικού (dc τάση) µεταξύ των ακροδεκτών της. Η τάση αυτή εξόδου θα πρέπει να παραµένει σταθερή (α) παρά τις µεταβολές στην ένταση του ρεύµατος που διαρρέει το φόρτο και (β) παρά τις µεταβολές της διαφοράς δυναµικού τροφοδοσίας του σταθεροποιητή. Το dc ρεύµα της διόδου είναι VDD VDD ID υd Διάταξη σταθεροποίησης τάσης µε δίοδο ID ID = υd VD 0 VD rd Κύκλωµα για DC ανάλυση id rd VDD VD Η δυναµική αντίσταση της διόδου είναι υd Κύκλωµα για AC ανάλυση rd = n VT ID Η τάση από κορυφή σε κορυφή στα άκρα της διόδου είναι υ d ( p p ) = 2ΔVDD rd + rd 3-38
39 Λειτουργία στην περιοχή κατάρρευσης Δίοδοι Zener Οι δίοδοι zener κατασκευάζονται για να λειτουργούν στην περιοχή κατάρρευσης. Η σχεδόν σταθερή πτώση τάσης καθιστά τη δίοδο κατάλληλη για χρήση στη σχεδίαση ρυθµιστών τάσης. Η καµπύλη είναι ευθεία γραµµή για ρεύµατα µεγαλύτερα από εκείνο που αντιστοιχεί στο γόνατο της χαρακτηριστικής, (VZK, IZK). VZ ΔV = rz ΔI. όπου η, rz είναι το αντίστροφο της κλίσης της χαρακτηριστικής στο σηµείο Q και ονοµάζεται αντίσταση µικρών µεταβολών της zener ή η δυναµική αντίσταση της διόδου. VZK I ZK Οι συντεταγµένες του σηµείου λειτουργίας είναι (VZ, IZΤ (ρεύµα δοκιµής)) και δίνονται από τον κατασκευαστή. Όταν το ρεύµα της διόδου µεταβάλλεται περί την τιµή IZT, η τάση της µεταβάλλεται επίσης, αλλά ελάχιστα VZ 0 i Κλίση = 1 rz Q υ I ZT ( ρεύµα δοκιµής) ΔI ΔV ΔV = ΔI rz Η χαρακτηριστική i υ της διόδου µε λεπτοµερή παράσταση της περιοχής κατάρρευσης. 3-39
40 Λειτουργία στην περιοχή κατάρρευσης Δίοδοι Zener Η τιµή της rz παραµένει µικρή και σχεδόν σταθερή για µία µεγάλη περιοχή ρεύµατος, η τιµή της αυξάνεται σηµαντικά κοντά στο γόνατο της καµπύλης. Ένα µοντέλο το οποίο περιγράφει τη λειτουργία της zener στη σχεδόν γραµµική χαρακτηριστική έντασης τάσης είναι VZ iz VZ Το κυκλωµατικό σύµβολο της Zener VZ 0 rz Το ισοδύναµο κύκλωµα Zener Με VZ0 υποδηλώνεται το σηµείο στο οποίο η ευθεία µε κλίση 1/rz τέµνει τον άξονα των τάσεων. Η τάση αυτή διαφέρει από την τάση στο γόνατο της καµπύλης VZK. Στην πράξη οι τιµές δεν διαφέρουν σηµαντικά. Από το ισοδύναµο κύκλωµα παρατηρούµε ότι VZ = VZ 0 + rz I Z που είναι η εξίσωση ευθείας µε κλίση ίση µε 1/rZ που διέρχεται από το σηµείο Q. Για να έχουµε λειτουργία της Zener στη περιοχή κατάρρευσης πρέπει IZ > IZK, και VZ > VZ
41 Παράλληλος σταθεροποιητής τάσης µε Zener Ο σκοπός του ρυθµιστή τάσης είναι να παρέχει µία τάση εξόδου που να παραµένει όσο πιο σταθερή γίνεται παρά τις διακυµάνσεις της τάση τροφοδοσίας VS() και της έντασης του ρεύµατος IL() που διαρρέει την αντίσταση φόρτου L VS ( ) I VS max VS VS min 0 I Z V0 ( ) IL V0 L 0 Ένας παράλληλος σταθεροποιητής τάσης µε zener, και οι αντίστοιχες κυµατοµορφές των σηµάτων εισόδου εξόδου. Οι παράµετροι οι οποίοι προσδιορίζουν τις επιδόσεις ενός ρυθµιστή τάσης είναι η ρύθµιση γραµµής και η ρύθµιση φορτίου Η ρύθµιση γραµµής ορίζεται ως η µεταβολή της V0 που αντιστοιχεί σε µία µεταβολή κατά ένα Vol της VS (εκφράζεται σε mv/v). Ρύθµιση γραµµής ΔV0 Δ VS Η ρύθµιση φορτίου ορίζεται ως η αλλαγή της V0 που αντιστοιχεί σε µία µεταβολή κατά ένα ma της ΙL. Ρύθµιση φορτίου ΔV0 ΔI L 3-41
42 Παράλληλος σταθεροποιητής τάσης µε Zener VS ( ) I VS max VS min 0 VS I Z VZ 0 rz V0 ( ) IL V0 L 0 Η διαφορά δυναµικού στα άκρα της Zener είναι V0 = VZ 0 r rz + VS z I L + rz + rz + rz Η ρύθµιση γραµµής και η ρύθµιση φορτίου είναι Ρύθµιση γραµµής ΔV0 r = z ΔVS + rz Ρύθµιση φορτίου ΔV0 rz = ΔI L + rz Η αντίσταση επιλέγεται έτσι ώστε η ένταση του ρεύµατος που διαρρέει την Zener να µη γίνεται µικρή, οπότε η δυναµική αντίσταση rz αυξάνεται και ρυθµιστής γίνεται λιγότερο αποτελεσµατικός. = ΔV VS min VZ 0 rz I Z min = I I Z min + I L max 3-42
43 Κυκλώµατα ανορθωτών Η δίοδος χρησιµοποιείται στους ανορθωτές. Ο ανορθωτής διόδων αποτελεί βασικό µέρος των γεννητριών συνεχούς τάσης (τροφοδοτικά) που χρησιµοποιούνται για την τροφοδοσία ηλεκτρικών κυκλωµάτων. AC τάση δικτύου 220 V (rms) 50 Hz υ S ( ) υδ ( ) Ανορθωτής διόδου Φίλτρο Σταθεροποιητής τάσης VO Φόρτος VO ( ) υ S ( ) IL Σχηµατικό διάγραµµα γεννήτριας dc ρεύµατος και οι αντίστοιχες κυµατοµορφές σήµατος. Θα πρέπει η τάση στο άκρα του φορτίου να είναι σταθερή, δηλαδή, να µην επηρεάζεται από τις µεταβολές της τάσης τροφοδοσίας υδ() και από την ένταση του ρεύµατος IL που διαρρέει την αντίσταση φορτίου. Με την επιλογή του λόγου n1/n2 του µετασχηµατιστή ισχύος επιτυγχάνεται η συνεχής τιµή της τάσης εξόδου VO της dc γεννήτριας. Επίσης ο µετασχηµατιστής εξασφαλίζει την ηλεκτρονική αποµόνωση µεταξύ του ηλεκτρολογικού εξοπλισµού και του κυκλώµατος της γραµµής µεταφοράς. 3-43
44 Ανορθωτής ηµικύµατος ή Ηµιανορθωτής Ο ανορθωτής διόδου µετατρέπει την ηµιτονοειδή τάση εισόδου υs() σε τάση µιας φοράς είτε µε απλή ανόρθωση υο() = υs() u() είτε µε διπλή ανόρθωση υο() = υs(). IL AC τάση δικτύου 220 V (rms) 50 Hz D υ S ( ) υo ( ) Φίλτρο Σταθεροποιητής τάσης VO Φόρτος Σχηµατικό διάγραµµα γεννήτριας dc ρεύµατος µε ανορθωτή ηµικύµατος. IL AC τάση δικτύου 220 V (rms) 50 Hz υ S ( ) VDO Ιδανική δίοδος rd υo ( ) Φίλτρο Σταθεροποιητής τάσης VO Φόρτος Το ισοδύναµο κύκλωµα του ηµιανορθωτή µετά την αντικατάσταση της διόδου µε το τµηµατικά γραµµικό µοντέλο της. 3-44
45 Ανορθωτής ηµικύµατος ή Ηµιανορθωτής IL AC τάση δικτύου 220 V (rms) 50 Hz υ S ( ) VDO Ιδανική δίοδος rd υo ( ) Φίλτρο Σταθεροποιητής τάσης VO Φόρτος Η τάση στην έξοδο του ηµιανορθωτή είναι 0, Vo = Παρατηρούµε ότι για rd << VS VDO, + rd + rd VS < VDO VS VDO υο υs VD0 µε VD0 0,7 Vols 3-45
46 Ανορθωτής ηµικύµατος ή Ηµιανορθωτής υo ( ) υ S ( ) VS υo κλίση = + rd υo ( ) υ S ( ) VDO υo ( ) υ S ( ) VDO VDO υs Οι κυµατοµορφές εισόδου εξόδου και η συνάρτηση µεταφοράς του κυκλώµατος του ηµιανορθωτή για την περίπτωση όπου rd <<, δηλαδή, για την περίπτωση που η κλίση του ευθύγραµµου τµήµατος είναι ίση µε 1. Σηµαντικά χαρακτηριστικά για την επιλογή της διόδου είναι α) το µέγιστο ρεύµα από το οποίο διαρρέεται η δίοδος κατά την ορθή πόλωση και β) η µέγιστη ανάστροφη τάση (peak inverse volage (PIV)) πόλωσης για την οποία η δίοδος δεν οδηγείται στην περιοχή κατάρρευσης. Για τον ηµιανορθωτή είναι PIV = Vs 3-46
47 Ανορθωτής πλήρους κύµατος ή πλήρης ανορθωτής Ο ανορθωτής πλήρους κύµατος χρησιµοποιεί και τους δύο ηµικύκλους, αντιστρέφοντας τους αρνητικούς ηµικύκλους. IL D1 υ S ( ) υo ( ) Σταθεροποιητής τάσης Φίλτρο AC τάση δικτύου 220 V (rms) 50 Hz υ S ( ) υ S ( ) υ S ( ) D2 D1 D2 VO Φόρτος Σχηµατικό διάγραµµα γεννήτριας dc ρεύµατος µε ανορθωτή πλήρους κύµατος που χρησιµοποιεί µετασχηµατιστή µε δευτερεύον πηνίο χωρισµένο στην µέση (µεσαία λήψη). υo ( ) υ S ( ) υ S ( ) D1 υo ( ) D2 Η ένταση του ρεύµατος που διαρρέει την αντίσταση όταν η τάση που τροφοδοτεί το πρωτεύων είναι θετική (η δίοδος D1 άγει και η D2 είναι ανάστροφα πολωµένη) και όταν η τάση είναι αρνητική. Και στις δύο περιπτώσεις η διαρρέεται από ρεύµα που έχει την ίδια φορά. 3-47
48 Ανορθωτής πλήρους κύµατος ή πλήρης ανορθωτής υo ( ) υ S ( ) VS υo κλίση = 1 υo ( ) υ S ( ) υs ( ) VDO κλίση = 1 υ S ( ) υo ( ) VDO VDO VDO υs Οι κυµατοµορφές εισόδου εξόδου και η συνάρτηση µεταφοράς του κυκλώµατος που χρησιµοποιεί µετασχηµατιστή µε µεσαία λήψη, για την περίπτωση όπου rd <<, δηλαδή, για την περίπτωση που η κλίση των ευθυγράµµων τµηµάτων είναι ίση µε ±1. Κατά τους θετικούς ηµικύκλους η D1 άγει και η D2 είναι σε ανακοπή. Η τάση στην κάθοδο της D2 είναι υο και στην άνοδο υs. Η ανάστροφη πόλωση της D2 θα λαµβάνει τη µέγιστη τιµή όταν η υο λαµβάνει τη µέγιστη τιµή VS VDO και η υs τη µέγιστη τιµή VS. Εποµένως PIV = 2VS VDO 3-48
49 Ανορθωτής γέφυρας Μία εναλλακτική υλοποίηση του ανορθωτή πλήρους κύµατος είναι ο ανορθωτής γέφυρας. Ο ανορθωτής δεν χρειάζεται µετασχηµατιστή µε µεσαία λήψη (πλεονέκτηµα) χρειάζεται όµως τέσσερεις διόδους. I L D4 AC τάση δικτύου 220 V (rms) 50 Hz υ S ( ) D1 υo ( ) Σταθεροποιητής τάσης Φίλτρο VO Φόρτος D3 D2 Σχηµατικό διάγραµµα γεννήτριας dc ρεύµατος µε ανορθωτή γέφυρας. D4 υ S ( ) D1 υ S ( ) D2 D4 υo ( ) D3 Η λειτουργία του ανορθωτή γέφυρας κατά τη διάρκεια των θετικών ηµικυκλίων εισόδου, υs > 0. D1 υo ( ) D2 D3 Η λειτουργία του ανορθωτή γέφυρας κατά τη διάρκεια των αρνητικών ηµικυκλίων εισόδου, υs <
50 Ανορθωτής γέφυρας IL D4 AC τάση δικτύου 220 V (rms) 50 Hz υ S ( ) D1 υo ( ) Σταθεροποιητής τάσης Φίλτρο VO Φόρτος D3 D2 Σχηµατικό διάγραµµα γεννήτριας dc ρεύµατος µε ανορθωτή γέφυρας. υo ( ) υ S ( ) υo κλίση = 1 VS 2VDO κλίση = 1 υ S ( ) υo ( ) 2VDO υo ( ) υ S ( ) υs ( ) 2VDO 2VDO υs Οι κυµατοµορφές εισόδου εξόδου και η συνάρτηση µεταφοράς του κυκλώµατος που ανορθωτή γέφυρας, για την περίπτωση όπου rd <<. Η PIV είναι περίπου µισή από την αντίστοιχη τιµή για τον ανορθωτή πλήρους κύµατος µε µεσαία λήψη PIV = VS 2VDO + VDO = VS VDO 3-50
51 Ανορθωτής µε φίλτρο πυκνωτή Η έξοδος του ανορθωτή έκτος από την συνεχή συνιστώσα περιέχει και πλήθος αρµονικών οι οποίες την καθιστούν ακατάλληλη για την τροφοδοσία ηλεκτρονικών κυκλωµάτων συνεχούς τάσης. Με τη βοήθεια ενός φίλτρου πυκνωτή, δηλαδή µε τη τοποθέτηση ενός φίλτρου κατά µήκος της αντίστασης φορτίου ελαττώνονται σηµαντικά οι µεταβολές στην τάση εξόδου του ανορθωτή. υin ( ) υou ( ) D υin ( ) Ιδανική δίοδος C υou ( ) Η λειτουργία του φίλτρου πυκνωτή. Κυµατοµορφές εισόδου και εξόδου υποθέτοντας ιδανική δίοδο. Η τάση κατά µήκος του πυκνωτή διατηρείται σταθερή δεδοµένου ότι δεν υπάρχει τρόπος εκφόρτωσης του πυκνωτή. Το κύκλωµα παρέχει µία συνεχή τάση εξόδου ίση µε το πλάτος του ηµιτονοειδούς σήµατος εισόδου. 3-51
52 Ανορθωτής µε φίλτρο C Στην πράξη υπάρχει µία αντίσταση φορτίου συνδεδεµένη παράλληλα µε τον πυκνωτή. υin ( ) υou ( ) id D ic υin ( ) Ιδανική δίοδος C Vp i υo υou ( ) Διάστηµα εκφόρτισης T Vr Δ Διάστηµα αγωγής Δ Η λειτουργία του φίλτρου C µε τ = C > T. Κυµατοµορφές εισόδου και εξόδου υποθέτοντας ιδανική δίοδο. Η δίοδος άγει για ένα σύντοµο διάστηµα Δ = 2 1 << T, κοντά στην κορυφή της τάσης εισόδου και τροφοδοτεί τον πυκνωτή µε φορτίο ίσο µε το φορτίο που ο πυκνωτής έχασε κατά την διάρκεια του διαστήµατος εκφόρτισης 3 2 που είναι περίπου ίσο µε την περίοδο της ηµιτονοειδούς τάσης. Κατά τη διάρκεια που η δίοδος είναι σε αποκοπή, ο πυκνωτής εκφορτίζεται διαµέσου της αντίστασης και έτσι η τάση εξόδου φθίνει εκθετικά µε τη σταθερά χρόνου τ = C. Το διάστηµα της εκφόρτισης αρχίζει σχεδόν στην κορυφή της τάσης υi. Στο τέλος του διαστήµατος υο = Vp Vr, όπου Vr είναι η τιµή της κυµάτωσης από κορυφή σε κορυφή. Όταν C >> T η τιµή της Vr είναι µικρή. 3-52
53 Αποδιαµόρφωση Συµβατικών ΑΜ Σηµάτων. Με τη βοήθεια του παρακάτω απλού κυκλώµατος µπορούµε ανακτήσουµε από το συµβατό ΑΜ σήµα ur() το σήµα m() µηνύµατος βασικής ζώνης. u r ( ) C d ( ) Φωρατής περιβάλλουσας Περιβάλλουσα Α() Φέρουσα g1 d ( ) = g1 + g 2 m ( ) Κατά το διάστηµα κατά το οποίο το σήµα εισόδου στον αποδιαµορφωτή περιβάλλουσας είναι θετικό η δίοδος άγει και ο πυκνωτής φορτίζεται στην τιµή κορυφής του σήµατος εισόδου. Όταν το σήµα εισόδου µειωθεί σε σχέση µε την τιµή κορυφής τότε η δίοδος παύει να άγει και ο πυκνωτής εκφορτίζεται µέσω της αντίστασης. Η εκφόρτιση συνεχίζεται µέχρι το σήµα εισόδου να αποκτήσει τιµή µεγαλύτερη της στιγµιαίας τάσης του πυκνωτή, οπότε άγει ξανά η δίοδος και ο πυκνωτής φορτίζεται στην επόµενη τιµή κορυφής. Το φαινόµενο επαναλαµβάνεται. 3-53
54 Περιορισµός ή Ψαλιδισµός υin ( ) Ιδανική δίοδος υou ( ) D υin ( ) υou ( ) υo A A 0,7 0,7 T 2T υin ( ) υi υou ( ) Κλίση = 1 A υin ( ) Ιδανική δίοδος D 5V 2T T 2T A υou ( ) υin ( ) υou ( ) A 5,7 υo A 5,7 T A T 2T υi υou ( ) υin ( ) Κλίση = 1 A 3-54
55 Φωτοδίοδοι Μία φωτοδίοδος (Phoodiode) αποτελείται από µία επαφή pn η οποία λειτουργεί σε ανάστροφη πόλωση. Αν η περιοχή απογύµνωσης της επαφής pn φωτιστεί από φως υψηλής συχνότητας, τα φωτόνια δίδουν την ενέργεια στα ηλεκτρόνια της ζώνης σθένους που απαιτείται να περάσουν την απαγορευµένη ζώνη του ηµιαγωγού και να δηµιουργήσουν ζεύγη οπών-ηλεκτρονίων. Με άλλα λόγια οι φωτοδίοδοι µετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικό σήµα (φωτοφωρατές). Ένταση ρεύµατος (µα) f = 10 KΩ V+ id V υou ( ) Χαρακτηριστική φωτοδίοδου Φωτοδίοδος ανιχνευτής φωτός Φωτεινή ένταση (lux lymens/m2) Όταν η φωτοδίοδος πολωθεί ανάστροφα τότε το ρεύµα που την διαρρέει είναι ανεξάρτητο από την εφαρµοζόµενη τάση και εξαρτάται αποκλειστικά από τον φωτισµό της φωτοδιόδου. Η γραµµική απόκριση στο φώς έχει σηµαντικότατες τεχνολογικές εφαρµογές καθώς µπορεί να µετατρέψει ένα χρονικά µεταβαλλόµενο φωτεινό σήµα σε ηλεκτρικό ή να µετρήσει τα επίπεδα φωτισµού ή ακόµα να ανιχνεύει κίνηση σε συστήµατα συναγερµού. Τα ηλιακά κύτταρα µετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική. 3-55
56 Δίοδοι εκποµπής φωτός (LED) Δίοδος εκποµπής φωτός, (LED, Ligh Emiing Diode), είναι µία επαφή pn η οποία εκπέµπει φωτεινή ακτινοβολία στενού φάσµατος όταν είναι ορθά πολωµένη. Άνοδος Κάθοδος Όταν ηλεκτρόνια και οπές επανασυνδέονται, απελευθερώνουν ενέργεια. Αυτή η ενέργεια συχνά απελευθερώνεται ως θερµότητα στον κρύσταλλο, αλλά σε µερικά υλικά µετατρέπεται σε φως. Το χρώµα του φωτός που εκπέµπεται εξαρτάται από την χηµική σύσταση του ηµιαγώγιµου υλικού που χρησιµοποιείται, και µπορεί να είναι υπεριώδες, ορατό ή υπέρυθρο. Το µήκος κύµατος του φωτός που εκπέµπεται, δηλαδή, το χρώµα του, εξαρτάται από το χάσµα ενέργειας των υλικών, τα οποία χρησιµοποιούνται για την δηµιουργία της επαφής pn. Η ενέργεια των εκπεµπόµενων φωτονίων, hv, ισούται κατά προσέγγιση µε το ενεργειακό χάσµα Eg. Το πλαστικό περίβληµα βοηθάει στην κατευθυντικότητα της δέσµης. 3-56
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 περισσότερααγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1
Η2 Μελέτη ηµιαγωγών 1. Σκοπός Στην περιοχή της επαφής δυο ηµιαγωγών τύπου p και n δηµιουργούνται ορισµένα φαινόµενα τα οποία είναι υπεύθυνα για τη συµπεριφορά της επαφής pn ή κρυσταλλοδιόδου, όπως ονοµάζεται,
Διαβάστε περισσότεραΗλεκτρονική. 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 περισσότεραΚεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ημιαγωγοί Δίοδος Επαφής Κεφάλαιο 3 ο Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Γ. Τσιατούχας SI Techology ad Comuter Architecture ab ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση 1. Φράγμα δυναμικού.
Διαβάστε περισσότεραΑΝΑΛΟΓΙΚΑ 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 περισσότεραΤΕΙ - 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 περισσότεραΗλεκτρονική 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 περισσότεραΆσκηση 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 περισσότεραΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ
ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Αγωγοί, Μονωτές, Ημιαγωγοί Κατηγοριοποίηση υλικών βάσει των ηλεκτρικών τους ιδιοτήτων: Αγωγοί (αφήνουν το ρεύμα να περάσει) Μονωτές (δεν αφήνουν το ρεύμα να
Διαβάστε περισσότεραΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 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 περισσότεραΆσκηση 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 περισσότεραΒιοµηχανικά 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 περισσότεραΕΡΓΑΣΤΗΡΙO 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 περισσότεραΗ ιδανική Δίοδος. Ορθή πόλωση Χαρακτηριστική τάσης ρεύματος της ιδανικής διόδου. Ανάστροφη πόλωση
Δίοδοι Η ιδανική Δίοδος Ορθή πόλωση Χαρακτηριστική τάσης ρεύματος της ιδανικής διόδο. Ανάστροφη πόλωση Εφαρμογή: Ο ιδανικός Ανορθωτής Κύκλωμα Ανορθωτή Κματομορφή μ Εισόδο Ορθή πόλωση Ανάστροφη πόλωση Ημιανόρθωση:
Διαβάστε περισσότεραΑΝΑΛΟΓΙΚΑ 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 περισσότεραΑνάστροφη 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 περισσότεραΗ ιδανική Δίοδος. Ορθή πόλωση Χαρακτηριστική τάσης ρεύματος της ιδανικής διόδου. Ανάστροφη πόλωση
Δίοδοι Η ιδανική Δίοδος Ορθή πόλωση Χαρακτηριστική τάσης ρεύματος της ιδανικής διόδο. Ανάστροφη πόλωση Εφαρμογή: Ο ιδανικός Ανορθωτής Κύκλωμα Ανορθωτή Κματομορφή Εισόδο Ορθή πόλωση Ανάστροφη πόλωση Ημιανόρθωση:
Διαβάστε περισσότεραΘΕΩΡΗΤΙΚΟ 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 περισσότεραΔίοδοι 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 περισσότεραΦωτοδίοδος. 1.Σκοπός της άσκησης. 2.Θεωρητικό μέρος
Φωτοδίοδος 1.Σκοπός της άσκησης Ο σκοπός της άσκησης είναι να μελετήσουμε την συμπεριφορά μιας φωτιζόμενης επαφής p-n (φωτοδίοδος) όταν αυτή είναι ορθά και ανάστροφα πολωμένη και να χαράξουμε την χαρακτηριστική
Διαβάστε περισσότεραΑνάστροφη 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 περισσότερα5. 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 περισσότεραΞεκινώντας από την εξίσωση Poisson για το δυναμικό V στο στατικό ηλεκτρικό πεδίο:
1 2. Διοδος p-n 2.1 Επαφή p-n Στο σχήμα 2.1 εικονίζονται δύο μέρη ενός ημιαγωγού με διαφορετικού τύπου αγωγιμότητες. Αριστερά ο ημιαγωγός είναι p-τύπου και δεξια n-τύπου. Και τα δύο μέρη είναι ηλεκτρικά
Διαβάστε περισσότερα3.1 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 περισσότεραΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής Αγωγοί- μονωτές- ημιαγωγοί Μέταλλα: Μία ζώνη μερικώς γεμάτη ή μία ζώνη επικαλύπτει την άλλη Τα ηλεκτρόνια μπορούν
Διαβάστε περισσότεραhttp://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/
Δίοδος επαφής 1 http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/ 2 Θέματα που θα καλυφθούν Ορθή πόλωση Forward bias Ανάστροφη πόλωση Reverse bias Κατάρρευση Breakdown Ενεργειακά
Διαβάστε περισσότεραΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ 1 1. ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΟΜΗ. ΕΝΔΟΓΕΝΕΙΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Δομή του ατόμου Σήμερα γνωρίζουμε ότι η ύλη αποτελείται από ενώσεις ατόμων, δημιουργώντας τις πολυάριθμες χημικές ενώσεις
Διαβάστε περισσότεραΕπαφή / 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 περισσότεραΆσκηση 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 περισσότερα12. Εάν ένα κομμάτι ημιαγωγού τύπου n και ένα κομμάτι ΟΧΙ
Πρόβλημα 1 Απαντήστε στις ερωτήσεις Σωστό 1. Οι ημιαγωγοί δεν είναι καλοί αγωγοί ούτε καλοί μονωτές. * ΝΑΙ 2. Το ιόν είναι ένα άτομο που έχει χάσει ή έχει προσλάβει ένα ΝΑΙ ή περισσότερα ηλεκτρόνια. 3.
Διαβάστε περισσότεραΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής Αγωγοί- μονωτές- ημιαγωγοί Μέταλλα: Μία ζώνη μερικώς γεμάτη ή μία ζώνη επικαλύπτει την άλλη Τα ηλεκτρόνια μπορούν
Διαβάστε περισσότεραΘεωρητικό Μέρος Η ίοδος
Κεφάλαιο Μηδέν: 0.0 Εισαγωγή Οι ηµιαγωγοί δεν είναι ούτε αγωγοί ούτε µονωτές. Οι ηµιαγωγοί περιέχουν µερικά ελεύθερα ηλεκτρόνια, αλλά αυτό που τους κάνει ασυνήθεις είναι η παρουσία οπών. 0.1 Αγωγοί Ένα
Διαβάστε περισσότεραΕισαγωγή 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 περισσότεραΘέµατα που θα καλυφθούν
Ηµιαγωγοί Semiconductors 1 Θέµατα που θα καλυφθούν Αγωγοί Conductors Ηµιαγωγοί Semiconductors Κρύσταλλοι πυριτίου Silicon crystals Ενδογενείς Ηµιαγωγοί Intrinsic semiconductors ύο τύποι φορέων για το ρεύµασεηµιαγωγούς
Διαβάστε περισσότεραΠεριοχή 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 περισσότεραΟρθή πόλωση της επαφής p n
Δύο τρόποι πόλωσης της επαφής p n Ορθή πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ορθή πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος Ανάστροφη πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος
Διαβάστε περισσότερα3. 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 περισσότεραΠεριοχή 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 περισσότεραΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής
ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Ηλεκτρονικοί φλοιοί των ατόμων Σθένος και ομοιοπολικοί δεσμοί Η πρώτη ύλη με την οποία κατασκευάζονται τα περισσότερα ηλεκτρονικά
Διαβάστε περισσότεραΆσκηση 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 περισσότεραΕΡΓΑΣΤΗΡΙO 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 περισσότεραΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής Αγωγοί- μονωτές- ημιαγωγοί Μέταλλα: Μία ζώνη μερικώς γεμάτη ή μία ζώνη επικαλύπτει την άλλη Τα ηλεκτρόνια μπορούν
Διαβάστε περισσότεραΕρώτηση 3 (2 µον.) Ε 1. ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι,2 η ΕΞΕΤ. ΠΕΡΙΟ. ΕΑΡ. ΕΞΑΜΗΝΟΥ 2003-2004
ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι,2 η ΕΞΕΤ. ΠΕΡΙΟ. ΕΑΡ. ΕΞΑΜΗΝΟΥ 2003-2004 Ερώτηση 1 (2 µον.) Το σχ. (α) δείχνει το κύκλωµα ενός περιοριστή. Από τη χαρακτηριστική καµπύλη τάσης εισόδου-εξόδου V out =
Διαβάστε περισσότεραΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ 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 περισσότεραΑΣΚΗΣΗ 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 περισσότεραΠεριοχή 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 περισσότεραΆσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ
Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ 1. ΓΕΝΙΚΑ Τα ηλιακά στοιχεία χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή του φωτός (που αποτελεί μία μορφή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας) σε ηλεκτρική ενέργεια. Κατασκευάζονται από
Διαβάστε περισσότεραΕΝΟΤΗΤΑ 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 περισσότεραΆσκηση 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 περισσότεραΕπαφές 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 περισσότεραΒασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική
Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική Ηµιαγώγιµα υλικά και πυρίτιο Η κατασκευή ενός ολοκληρωµένου κυκλώµατος γίνεται µε βάση ένα υλικό ηµιαγωγού (semiconductor), το οποίο
Διαβάστε περισσότεραΗλεκτρονική. Ενότητα: 2 Η επαφή pn. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Ηλεκτρονική Ενότητα: Η επαφή Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creatve Commos. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως
Διαβάστε περισσότεραΟρθή πόλωση της επαφής p n
Δύο τρόποι πόλωσης της επαφής p n Ορθή πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ορθή πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος Ανάστροφη πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος
Διαβάστε περισσότεραΘέματα 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 περισσότερα1.1 Ηλεκτρονικές ιδιότητες των στερεών. Μονωτές και αγωγοί
1. Εισαγωγή 1.1 Ηλεκτρονικές ιδιότητες των στερεών. Μονωτές και αγωγοί Από την Ατομική Φυσική είναι γνωστό ότι οι επιτρεπόμενες ενεργειακές τιμές των ηλεκτρονίων είναι κβαντισμένες, όπως στο σχήμα 1. Σε
Διαβάστε περισσότεραΠεριεχόμενο της άσκησης
Προαπαιτούμενες γνώσεις Επαφή p- Στάθμη Fermi Χαρακτηριστική ρεύματος-τάσης Ορθή και ανάστροφη πόλωση Περιεχόμενο της άσκησης Οι επαφές p- παρουσιάζουν σημαντικό ενδιαφέρον επειδή βρίσκουν εφαρμογή στη
Διαβάστε περισσότεραηλεκτρικό 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 περισσότεραΔιατάξεις 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 περισσότεραΆσκηση 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 περισσότεραΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς
ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς Δρ. Ιούλιος Γεωργίου Required Text: Microelectronic Devices, Keith Leaver Επικοινωνία Γραφείο: Green Park, Room 406 Ηλ. Ταχυδρομείο: julio@ucy.ac.cy
Διαβάστε περισσότεραΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 2
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 2: Ένωση pn Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό
Διαβάστε περισσότεραΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VLSI T echnol ogy ogy and Computer A r A chitecture Lab Γ Τσ ιατ α ο τ ύχ ύ α χ ς ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ
ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VSI Techology ad Comuter Archtecture ab Ηµιαγωγοί Γ. Τσιατούχας ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση. Φράγμα δυναμικού. Ενεργειακές ζώνες Ημιαγωγοί
Διαβάστε περισσότεραΚεφάλαιο 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 περισσότεραΑΣΚΗΣΗ 7. Θερµοϊονικό φαινόµενο - ίοδος λυχνία
ΑΣΚΗΣΗ 7 Θερµοϊονικό φαινόµενο - ίοδος λυχνία ΣΥΣΚΕΥΕΣ : Πηγή συνεχούς 0-50 Volts, πηγή 6V/2A, βολτόµετρο συνεχούς, αµπερόµετρο συνεχούς, βολτόµετρο, ροοστάτης. ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Όταν η θερµοκρασία ενός
Διαβάστε περισσότεραΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ & ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Διδάσκων : Δημήτρης Τσιπιανίτης Γεώργιος Μανδέλλος
Διαβάστε περισσότεραΠόλωση 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 περισσότεραΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Σχήμα 1 Σχήμα 2 Σχήμα 3
ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Μάθημα: Φυσική Ημιαγωγών και Διατάξεων Εξεταστική Περίοδος: Ιούνιος 017 Καθηγητής: Δ. Τριάντης ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 Ο (+=4 ΜΟΝΑΔΕΣ) Α) Θεωρούμε μια διάταξη MIS (Metal: Al, Isulator:
Διαβάστε περισσότερακαι 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 περισσότεραΤΜΗΜΑ 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 περισσότεραΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ 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 περισσότεραΟι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα.
Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα. Οι ηµιαγωγοι εχουν ηλεκτρικη ειδικη αντισταση (ή ηλεκτρικη αγωγιµοτητα) που κυµαινεται µεταξυ
Διαβάστε περισσότεραΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 2009 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α Α
ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 009 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α Α Για τις παρακάτω προτάσεις, Α. έως και Α.5, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της πρότασης και δίπλα το
Διαβάστε περισσότεραΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ & ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ & ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ 1 ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM (ΩΜ) Για πολλά υλικά ο λόγος της πυκνότητας του ρεύματος προς το ηλεκτρικό πεδίο είναι σταθερός και ανεξάρτητος από το ηλεκτρικό
Διαβάστε περισσότεραΆσκηση 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 περισσότεραΥπολογίστε τη Vout. Aπ: Άγει η κάτω δίοδος:
Παράδειγµα 8 Υπολογίστε τη Vout. Aπ: Άγει η κάτω δίοδος: 0,7 + 2200I 5V = 0 V D 4,3 I D = = 1, 95mA 2200 + 5 2200I D + Vout = 0 Vout=-0,7V Παράδειγµα 9 Το παρακάτω σχήµα παριστάνει κύκλωµα φόρτισης µιας
Διαβάστε περισσότεραΗ επαφή p n. Η επαφή p n. Υπενθύμιση: Ημιαγωγός τύπου n. Υπενθύμιση: Ημιαγωγός τύπου p
Η επαφή p n Τι είναι Που χρησιμεύει Η επαφή p n p n Η διάταξη που αποτελείται από μία επαφή p n ονομάζεται δίοδος. Άνοδος Κάθοδος Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Διαβάστε περισσότεραΤΕΙ - 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 περισσότεραΆσκηση 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 περισσότερα2.9 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 περισσότεραηλεκτρικό 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 περισσότεραΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 27 ΜΑΪΟΥ 2009 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α Α
ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 7 ΜΑΪΟΥ 009 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α Α Για τις παρακάτω προτάσεις, Α. έως και Α.5, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της πρότασης
Διαβάστε περισσότεραΜΑΘΗΜΑ 1ο : ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ
ΜΑΘΗΜΑ 1ο : ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΟΜΗΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ ΙΑΚΡΙΣΗ ΥΟ ΤΥΠΩΝ ΦΟΡΕΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΤΥΠΟ ΠΡΟΣΜΙΞΕΩΝ ΠΟΥ ΚΑΘΟΡΙΖΕΙ ΤΟ ΦΟΡΕΑ ΠΛΕΙΟΝΟΤΗΤΑΣ MsC in Telecommunications 1 ΑΓΩΓΟΙ Στοιβάδα σθένους
Διαβάστε περισσότεραΓιάννης Λιαπέρδος ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ. Κριτική Ανάγνωση: Αγγελική Αραπογιάννη. Επιμέλεια πολυμεσικού διαδραστικού υλικού: Γιώργος Θεοφάνους
Γιάννης Λιαπέρδος ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Κριτική Ανάγνωση: Αγγελική Αραπογιάννη Επιμέλεια πολυμεσικού διαδραστικού υλικού: Γιώργος Θεοφάνους Copyright ΣΕΑΒ, 2015 Το παρόν έργο αδειοδοτείται υπό τους
Διαβάστε περισσότεραΈνταση Ηλεκτρικού Πεδίου υναµικό
ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί ΗµιαγωγοίΓ. Τσιατούχας ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου υναµικό Q 0 F q F F qe Q q 4πε( ΕΗΠ (Ε) η δύναµη που ασκείται
Διαβάστε περισσότεραΘΕΜΑΤΑ 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 περισσότεραΗ Ιδανική ίοδος. Η Ιδανική ίοδος σε Ανορθωτή. Ανάστροφη Πόλωση. Ορθή Πόλωση
ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Κκλώµατα ιόδων Κκλώµατα ιόδων Γ. Τσιατούχας ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Κκλώµατα ιόδων 2 Η Ιδανική ίοδος Άνοδος Κάθοδος Ανάστροφη Πόλωση 0 Ορθή Πόλωση Αν στην
Διαβάστε περισσότεραΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜAΤΩΝ ΜΕ ΔΙΟΔΟ GUNN
ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜAΤΩΝ ΜΕ ΔΙΟΔΟ GUNN Το φαινόμενο Gunn, ή το φαινόμενο των μεταφερόμενων ηλεκτρονίων, που ανακαλύφθηκε από τον Gunn το 1963 δηλώνει ότι όταν μια μικρή τάση DC εφαρμόζεται κατά μήκος του
Διαβάστε περισσότεραΑΝΑΛΟΓΙΚΑ 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 περισσότερα1_2. Δυνάμεις μεταξύ φορτίων Νόμος του Coulomb.
1_2. Δυνάμεις μεταξύ φορτίων Νόμος του Coulomb. Η δύναμη που ασκείται μεταξύ δυο σημειακών ηλεκτρικών φορτίων είναι ανάλογη των φορτίων και αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης τους (νόμος
Διαβάστε περισσότεραΤελεστικοί 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 περισσότεραΕΝΟΤΗΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ
ΕΝΟΤΗΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ Συστήµατα µονάδων Για το σχηµατισµό ενός συστήµατος µονάδων είναι απαραίτητη η εκλογή ορισµένων µεγεθών που ονοµάζονται θεµελιώδη. Στις επιστήµες χρησιµοποιείται αποκλειστικά
Διαβάστε περισσότεραΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α Α. Στα ερωτήµατα Α.1 έως Α.5 να απαντήσετε χωρίς να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας. Α.1. Σε ένα τµήµα ηµιαγωγού πρόσµιξης τύπου n:
Επαναληπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 008 Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α Α Στα ερωτήµατα Α. έως Α.5 να απαντήσετε χωρίς να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας. Α.. Σε ένα τµήµα ηµιαγωγού
Διαβάστε περισσότεραΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ 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 περισσότεραΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2.1 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2Η ΕΝΟΤΗΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ 2.1 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Τι είναι ; Ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται η προσανατολισμένη κίνηση των ηλεκτρονίων ή γενικότερα των φορτισμένων σωματιδίων Που μπορεί να
Διαβάστε περισσότεραΗλεκτρικη αγωγιµοτητα
Ηλεκτρικη αγωγιµοτητα Κίνηση φορτιων σε ενα υλικο υπο την επιδραση ενος εφαρμοζομενου ηλεκτρικου πεδιου Αγωγοι: μεγαλο αριθμο ελευθερων ηλεκτρονιων Στα μεταλλα, λογω μεταλλικου δεσμου, δημιουργειται μια
Διαβάστε περισσότερα2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος
2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος Όπως είναι γνωστό από την καθημερινή εμπειρία τα περισσότερα σώματα που χρησιμοποιούνται στις ηλεκτρικές ηλεκτρονικές
Διαβάστε περισσότεραΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β. Θέµα 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.
ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β Θέµα ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση Ένα πρωτόνιο και ένας πυρήνας ηλίου εισέρχονται σε οµογενές
Διαβάστε περισσότεραΗλεκτρονική. Ενότητα 2: Η επαφή pn. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Ηλεκτρονική Ενότητα 2: Η επαφή Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Περιεχόμενα ενότητας (1από2) Η δομή του ημιαγωγού Ενδογενής ημιαγωγός Οπές και ηλεκτρόνια Ημιαγωγός με προσμίξεις:
Διαβάστε περισσότεραΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΚΑΙ Η/Υ Ι. Σκοπός της άσκησης η μελέτη βασικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων των Η/Υ και η εισαγωγή στην μικροηλεκτρονική.
ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΚΑΙ Η/Υ Ι Σκοπός της άσκησης η μελέτη βασικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων των Η/Υ και η εισαγωγή στην μικροηλεκτρονική. Ερωτήσεις-Πειραματικό Μέρος 1. Τι γνωρίζετε για τους ημιαγωγούς.
Διαβάστε περισσότεραΑΝΟΡΘΩΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΓΕΦΥΡΑΣ
ΑΝΟΡΘΩΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΓΕΦΥΡΑΣ ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ Α.Μ. ΤΜΗΜΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΔΙΕΞΑΓΩΓΗΣ:.... /..../ 20.. ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ:.... /..../ 20.. ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΣΤΟΧΟΙ η κατανόηση
Διαβάστε περισσότερα