Обозначение: Пример: КС182А
ВАХ стабилитрона:
IПР
UОБР UСТ НОМ 0 1В UПР
IСТ НОМ
IОБР
Одним из характерных параметров стабилитрона является температурный коэффициент напряжения стабилизации:
- напряжение стабилизации при температуре ;
- напряжение стабилизации при температуре ;
- разность температур.
показывает относительное изменение напряжения стабилизации при изменении температуры на 1К.
бывают больше и меньше нуля.Обычно используют стабилитроны с , работающие на лавинном пробое.
Иногда в качестве рабочего участка стабилитрона используется прямая ветвь ВАХ, имеющая - такие стабилитроны называются стабисторами.
Для компенсации температурных изменений последовательно со стабилитроном включают 1 или несколько стабисторов:
- стабилитрон ( )
- стабистор ( )
Созданные по данному принципу стабилитроны называются прецизионными (например, КС191А). Прецизионные стабилитроны обладают высокой температурной стабильностью и высокой точностью стабилизации. Используются они в качестве источников опорного (эталонного) напряжения в цифровых схемах.
Вместо стабистора можно использовать обычный выпрямительный диод, у которого прямая ветвь ВАХ также имеет .
Применение стабилитронов:
· Стабилизаторы напряжений.
· Источники опорного напряжения в цифровых схемах.
· Т.к. электрический пробой не связан с диффузией носителей заряда, то в стабилитроне отсутствуют инерционные явления, обусловленные накапливанием и рассасыванием зарядов. Это позволяет использовать стабилитрон в качестве переключателя. Время переключения стабилитрона очень мало десятки пикосекунд (1пСек=10-12Сек).
Буквенно-цифровое обозначение стабилитронов
БЦО стабилитронов состоит из четырех элементов:
1. Первый элемент – буква “K” (для стабилитронов бытовой техники) или цифра “2” (для стабилитронов с военной приемкой). Этот элемент указывает на материал полупроводника, т.е. на кремний (Si).
2. Второй элемент – буква “C” (указывает, что данный прибор является стабилитроном).
3. Третий элемент – трехзначное число (серия). Первая цифра серии указывает на мощность стабилитрона. По второй и третьей цифрам серии определяют номинальное напряжение стабилизации.
1 2 3 Маломощные
4 5 6 Средней мощности
7 8 9 Мощные
В таблице указаны первые цифры серии.
4. Четвертый элемент – буква (указывает группу по разбросу параметров).
Пример1: КС182А
К – кремниевый, бытовой
С – стабилитрон
182 – серия
1 – маломощный,
А – разброс параметров
Пример2: 2С620А
2 – кремниевый, с военной приемкой
С – стабилитрон
620 – серия
6 – средней мощности,
А – разброс параметров
Фотодиод
Фотодиоды – это полупроводниковые диоды, преобразующие световую энергию в энергию электрическую.
Обозначение:
Изготавливают фотодиоды из германия и кремния. Работает фотодиод при обратном включении.
Устройство:
P-n переход помещается в металлический корпус со стеклянным окном.
Принцип работы:
Принцип работы фотодиода основан на внутреннем и внешнем фотоэффекте. Когда диод не освещен, в цепи протекает обратный темновой ток небольшой величины . При освещении фотодиода происходит фотогенерация пар НЗ (т.е. возникает внутренний фотоэффект – валентные электроны, получив световую энергию фотонов, переходят из ВЗ в ЗП). Проводимость диода при этом возрастает, следовательно, возрастает обратный ток фотодиода до значения . Разность между световым и темновым токами называется фототоком:
Фотодиод может включаться в схему как с внешним источником питания (фотодиодный режим), так и без него (ве́нтильный режим).
(Используется при слабых световых (Используется при мощных
потоках) световых потоках, например,
солнечное излучение)
Рассмотрим фотодиодный режим:
p n
ННЗ Ө
ЕВН ННЗ
ЕВНЕШН
а) Пусть имеется поток фотонов с энергией . Образовавшиеся за счет фотогенерации НЗ диффундируют к переходу. Суммарное поле перехода ( ) является ускоряющим для ННЗ, поэтому ННЗ перебрасываются полем в соседние области, образуя световой ток .
б) Пусть освещение перехода отсутствует. В этом случае фотогенерация также будет отсутствовать, поэтому через переход суммарным полем будут перебрасываться в небольшом количестве ННЗ, образованные за счет генерации, и через диод будет протекать темновой ток небольшой величины.
Рассмотрим ве́нтильный режим:
В этом режиме будут происходить те же самые процессы, что и в фотодиодном режиме, только переброс ННЗ через переход будет осуществляться исключительно за счет внутреннего поля .
Применение фотодиодов:
· В вычислительной технике фотодиоды используют в устройствах ввода-вывода информации, т.к. фотодиоды обладают хорошей развязкой между входом и выходом (отсутствует электрическая связь между входом и выходом).
· В кино-, фото-аппаратуре.
· В оптронах в качестве фотоприёмников.
· Вентили – в качестве солнечных батарей.
Светодиод
Светодиоды – это полупроводниковые диоды, преобразующие электрическую энергию в световую.
Обозначение:Пример: АЛ102Б, АЛ307А
Светодиоды работают при прямом включении.
Принцип работы:
Под действием прямого напряжения ОНЗ диффундируют в соседние области, где они рекомбинируют с зарядами противоположного знака. Рекомбинация сопровождается переходом электронов из ЗП в ВЗ. При этом выделяется энергия в виде квантов излучения .
W(эВ)
Ө
WП
hv
WВ
Для получения видимого излучения, необходимо, чтобы ширина запрещенной зоны находилась в пределах: .
Отсюда видно, что германий и кремний для изготовления светодиодов непригодны, т.к. они имеют ширину запрещенной зоны меньшую, чем необходимо для видимого излучения ( ).
Для изготовления светодиодов применяется фосфид галлия (GaP), карбид кремния (SiC), тройные соединения, называемые твердыми растворами и состоящими из галлия, алюминия и мышьяка (Ga, Al, As) или галлия, мышьяка, фосфора (Ga, As, P).
Внесение в полупроводник некоторых примесей позволяет получить свечение различного цвета.
Кроме светодиодов, дающих видимое свечение, используются светодиоды инфракрасного излучения на основе арсенида галлия (GaAs), у которого . Они применяются в фотореле, различных датчиках, пультах, входят в состав некоторых оптронов.
Конструктивно светодиоды выполняются:
· В непрозрачных корпусах с линзой, обеспечивающей направленное излучение.
· В прозрачном пластмассовом корпусе, создающем рассеянное излучение.
· В бескорпусном варианте.
Применение:
Индикация, реле, датчики, пульты.
Лазеры
Существование лазера предсказал писатель Алексей Толстой в своем произведении «Гиперболоид инженера Гарина». Лазеры бывают: твердотельные, жидкостные, газовые (в зависимости от состояния рабочего вещества).
Принцип работы лазера
Для эффективного использования света желательно получить синхронное (одновременное) и синфазное (одинаковое по фазе) излучение атомов, т.е. так называемое когерентное излучение.
Пусть имеется цепочка возбужденных атомов. Атом считается возбужденным, если электрон в нем перешел со своей основной орбиты на более высокую за счет получения дополнительной энергии, например, за счет поглощения света (световой энергии), под влиянием температуры (тепловой энергии), при ударе в атом внешнего электрона (кинетической энергии) и т.д.
Пусть внешний фотон (т.е. порция световой энергии, называемая квантом) ударяется в крайний атом по направлению вдоль цепочки. Это вызовет излучение фотона из этого атома, т.е. возникнет уже два фотона. Один из них ударит в следующий атом и т.д. - имеем «принцип домино». В результате световой поток усиливается в огромное число раз. Теоретически коэффициент усиления может достигать гигантского значения – 1020.
Причем, двигаться эта огромная армия фотонов, имеющих одинаковую энергию, будет в одном направлении, т.е. излучение будет когерентным!
Постоянное подведение к основному веществу дополнительной энергии (для возбуждения большого количества атомов и получения когерентного излучения) называется накачкой.
Рассмотренный примитивный вариант усилителя света получил название лазер – от начальных букв английского выражения, в переводе означающего «усиление света с помощью вынужденного излучения».
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|