6.5.3 Tagasisidelülituste praktilisi näiteid 6.5.4 Parasiitne tagasiside 6.6 Transistori töö lülitireziimis 6.6.1 Impulsside liigid ja parameetrid 6.6.2 Bipolaartransistori töö lülitireziimis 6.6.3 Väljatransistori töö lülitireziimis 6.7 Stabiilse voolu generaatorid 6.7.1 Bipolaartransistoridega püsivooluallikad 6.7.2 Väljatransistoridega püsivooluallikad 6.7.3 Voolupeegel Elektroonika alused. Teema 3 Pooljuhtseadised 1 Märkus: bipolaartransistori kollektorit võidakse allpool tähistada nii tähega K kui tähega C. Mõlemad tähistused on võrdväärsed. 6.1 Võimendid: mõiste, liigitus ja põhiparameetrid Pikkov lk 60 Joonisel vasakult paremale: alalisvooluvõimendid, helisagedusvõimendid, kõrgsagedus-võimendid, lairibavõimendid, kitsasribavõimendid. Iga
4.5 Liittransistor 3.5 Väljatransistorid e. unipolaartransistorid 3.5.1 pn-väljatransistor 3.5.2 MOP-transistorid 3.5.3 Väljatransistoriga võimendusastmed 3.6 Türistorid 3.6.1 Lihttüristor (üheoperatsiooniline türistor) 3.6.2 Dioodtüristor 3.6.3 Sümistor e. sümmeetriline türistor 3.6.4 Suletav türistor 3.6.5 Türistoride kasutamine jõuelektroonikas Elektroonika alused. Teema 3 Pooljuhtseadised 1 3.1. Pooljuhtmaterjalid Pooljuhtseadised on elektroonikas kasutatavad seadised, mille töö põhineb pooljuhtide omaduste ärakasutamisel. Pooljuhtseadiste hulka kuuluvad näiteks pooljuhtdioodid, türistorid, transistorid, integraalskeemid jm elektroonikakomponendid. Pooljuhid on ained, mille erijuhtivus on väiksem kui elektrijuhtidel (metallidel) ja suurem kui dielektrikutel. Joonis 3.1
Germaanium Sissejuhatus Saksamaa ladinakeelse nime Germaania järgi Järjekorranumber 32 Aatommass 72,59 Kus leidub ? Polümetallilistes maakides Kivisöes Er ipära Pooljuhtseadised Elektronskeem: Ge +32¦ 2)8)8)14) tihedus normaaltingimustel 5,3 g/cm3 Kus kasutatakse Elektroonikas Optiline lääts Biotoime
1. Elektroonikakomponendid Komponent/element elektroonikaseadme üksikosa. Liigitus: Ehituse järgi: diskreet- ja integraalkomponendid. Ülekande omaduste järgi: lineaar- ja mittelineaarkomponendid. Võimenduse järgi: passiivsed ja aktiivsed komponendid Rakenduse järgi: nõrkvoolu ja jõuelektroonika komponendid Keskkonna järgi: vaakum (elektronlambid, kineskoobid), plasma e.gaaslahendus (indikaatorid, valgustid, kuvarid), tahkis (pooljuhtseadised) Pooljuhtmaterjali järgi: Si, GaAs, SiC jt. ühendid 1.1. Passiivkomponendid a) Takistid (resistors) Takistuse mõiste: staatiline takistus R = U/I ja diferentsiaalne takistus r = du/di. Kasutusala: voolu piiramine, voolumuutused pingemuutusteks, pingejagurid jne. Liigitused: - Püsi- ja muuttakistid (reguleertakistid e. potentsiomeetrid ja seadetakistid) - Lineaartakistid R = r ja mittelineaartakistid R r (termistor R = f(tº), varistor R = f(U))
ehk nn auk. Auku vaadeldakse positiivse elementaarlaenguna. Vabad elektronid hakkavad liikuma + klemmi suunas. Augud liiguvad vastassuunas. Isepooljuhis on nii elektroni- kui ka aukjuhtivus. n-tüüpi pooljuhis domineerib elektronjuhtivus p-juhte saab kasutada termotakistis, fototakistis. c) Pn-siire on monokristalse pooljuhi ala, milles toimub üleminek aukjuhtivuselt (p- juhtivuselt) elektronjuhtivusele (n-juhtivusele). Pooljuhtseadised (dioodid, transistorid, kiibid) Vastupingestatud pn-siire +N / P- (MIINUSED/PLUSSID) Päripingestatud pn-siire -N/ P+ (MIINUSED PLUSSIDE POOLE/PLUSSID MIINUSTE POOLE) Pingestamata pn-siire N/P (MIINUSED/PLUSSID) 8. Vahelduvvoolu tekitamine. Laengukandjad võnguvad. Voolutugevus muutub perioodiliselt. Kui mingis mähises magnetvoog muutub, tekib emj, same mähise otstes pinge. Generaatori tööpõhimõte.
Dioodsilla ülesandeks on muuta vahelduvvool (AC) alalisvooluks (DC). Üleval pildil on näidatud millised dioodsillad välja näevad ja kuidas nelja dioodi ühendamisel on saadud dioodsild. Põhidioodid Kui dioodis leiab kasutust P-N-siirde põhiomadus s.o. ühesuunaline elektrijuhtivus, nim. neid dioode põhidioodideks ehk lihtsalt dioodideks. Põhidioodideks on alaldusdioodid ja lülitidioodid Pooljuhtdioodid Pooljuhtdioodid on pooljuhtseadised, mille põhiosaks on pooljuhtkristalli tekitatud P-N- siire, mis on varustatud eri osadega ühendatud viikudega ja paigutatud standardsesse hermeetilisse kesta. Kest võib olla kas klaasist, plastist või metallist. Metallkesti kasutatakse reeglina suurevoolulistel dioodidel ja tavaliselt on see parema jahutuse võimaldamiseks ühendatud dioodi katoodiga. Enimlevinud eriotstarbelised dioodid Stabilitronid (zenerdioodid) Mahtuvusdioodid Valgusdioodid
valguskiirguse ja elektrivoolu vastastikuse muundamisega seotud nähtusi ning nen-del nähtustel põhinevaid optoelektronseadiseid. Niisuguste seadiste talitluses osale-vad peale elektronide ka optilise kiirguse, sealhulgas nähtava valguse kvandid – footonid. Informatsiooni töötlemiseks, edastamiseks ja kuvamiseks ning energia muun-damiseks kasutatavate optoelektronseadiste põhiliigid on järgmised: • optoelektroonilised kiirgusallikad ‒ pooljuhtseadised, mis muundavad elektri-energiat optiliseks kiirguseks, kusjuures kiirgusspekter võib olla nähtava või ka nähtamatu (infrapunase või ultravioletse) valguse alas; seesugused kiirgurid on valgusdiood ja laserdiood; • optoelektroonilised kiirgusvastuvõtjad ‒ pooljuhtseadised, mille elektrilisi omadusi mõjutab optiline kiirgus, näiteks fototakisti, fotodiood, fototransistor;
PEATÜKK 5. KÜSIMUSED 5.1. Küsimused sissejuhatuse kohta 1. Kes avastas pooljuhtivuse? Jasmin 2. Millisel sajandil algas pooljuhtide uurimine? XX sajandil 3. Millal müüdi esimesed pooljuhtseadised? 1950-ndatel 4. Milliseid seadiseid nimetatakse passiivseteks? Takistus,Pool,Kondensaator 5. Millised on passiivsete seadiste karakteristikud? 6. Milliseid seadiseid nimetatakse aktiivseteks? Transistor 7. Millised on aktiivsete seadiste karakteristikud? 8. Millised seadised võivad salvestada energiat? Kondensaator 9. Nimeta seadiseid, mida võib kasutada kuumutajatena. Takistus 10. Kirjuta võimendusteguri valem. KU=Uout/Uin 11
assembler. Kõrgtaseme keeled Järgmine samm tehti 1954 a, millal tehti esimene kõrgtaseme keel- FORTRAN -(FORmula TRANslator). Kõrgtaseme keeled imiteerivad loomulike keeli, kasutades kõnekeele sõnu ja üldkasutatavaid matemaatilisi sümboleid. Need keeled on inimesele mugavad. Nende abil võib kirjutada programme, milles on tuhandeid ridu. Teise põlvkonna arvutid(1955-1965) Arvutitehnika arengu see periood on seotud uue tehnilise baasiga-pooljuhtseadised. Sellel perioodil jagunes personal programistideks, operaatoriteks, teenindajateks ja arvutiseadmete väljatöötajateks. Ilmusid esimesed algoritmilised keeled, esimesed süsteemiprogrammid- kompilaatorid. Valmisid esimesed pakktöötlus süsteemid (batch processing), mis kiirendasid programmide käivitamist, tehes seda üksteise järel, suurendades protsessori tööhõivet. Paketttöötlus Pakketttöötluse jaoks on vajalik täidetavate programmide järjekord. Operatsioonisüsteem võib
Diood toimib sel juhul elektriliselt tüüritava muutkondensaatorina, mille elektroodidevahelise dielektriku siirde tõkkekihi paksus suureneb vastupinge suurenemisel. Põhiliselt kasutatakse mahtuvusdioodi raadiotehnikas võnkeringide häälestamiseks soovitud sagedusele, kus nad on välja tõrjunud varem laialdaselt kasutatud pöördkondensaatorid. 30. Optron ja tema kasutamine. optroni tingmärk Optronid ehk optopaarid (optrons, optocouplers) on pooljuhtseadised, kus ühisesse kesta on paigutatud üks kiirguselement ja üks kiirgustundlik element. Need elemendid on sidestatud ainult valguskiire abil ja seepärast kasutatakse neid erinevate ahelate elektrilise sidestuse vältimiseks. Vastuvõtu poolel olevaks kiirgusallikaks on reeglina infrapunases piirkonnas töötav valgusdiood. Väljundi poolel on kiirguse vastuvõtjaks fotodiood, fototransistor, türistor või takisti. Vastavalt sellele on olemas dioodoptronid,
Valgusdiood tarbib tunduvalt vähem energiat kui hõõglambid. Kui esialgu leidsid nad kasutamist indikaatoritena, siis on viimasel ajal suure valgusviljakusega valgusdioodide kasutusevõtmise tulemusel hakanud levima valgusdioodide kasutamine valgustuspaigaldistes. Valgustuspaigaldistes kasutatavad valgusdioodid on väikepingelised (enamasti alalispingel 3 7 V talitlevad) väikesemõõtmelised (läbimõõduga 1 5 mm) pooljuhtseadised, mis on varustatud sisseehitatud nõguspeegli ja läätsega ja mis kiirgab valgust kitsama või laiema vihuna mingis ühes suunas. Nad on nii värvilised (kollased, punased, rohelised, sinised) kui ka valged. Valgustuseks ettenähtud valgusdioodid on 1 5-vatised, nimipinge 3,6 või 6,8 V, valgusviljakus 10 30 lm/W ja eluiga kuni 40 000 tundi. Vastupinge umbes 5 V võib rikkuda valgusdioodi Punased valgusdioodid tulid kasutusele 1961. aastal ja leidsid kasutamist signaallampidena. 1975.
elektrit suurusjärkudes, mida andis elektrijaam OS eelnesid · Teenindusprogrammid laadurid, monitorid. Teine põlvkond Riistvara transistorid, suurarvutid Tüüpilised OS FMS, IBSYS 1952.a. Esimene operatsioonisüsteem loodi firma General Motors uurimislaboris IBM-701 Tarkvara esimesed algoritmilised keeled ja translaatorid, paketttöötlussüsteemid, formaliseeritud keel ülesannete juhtimiseks, spetsiaalne programm monitor Uus tehniline baas pooljuhtseadised Selle perioodil jagnues personal: · Programmisitideks · Operaatoriteks · Teenindajateks · Arvutiseadmete väljatöötjateks Kolmas põlvkond Riistvara integraalsed mikroskeemid, masinate seeria IBM/360, miniarvutid (seeria PDP) Teadlased Ken Thompson Tüüpilised OS CTSS, MULTICS 1974.a. (UNICS)UNIX(Unixplexed Information and Computing Service) Tarkvara Multiprogramsed paketttöötlussüsteemid, ajajaotussüsteemid, standard POSIX
arvestab nii mähise kui ka isolatsiooni kadusid ja L pooli põhiparameeter -induktiivsus. Pooli kadusid ja kvaliteeti arvestatakse jälle tg kaudu: tg = RS/XL=RS/L Induktiivpoole valmistatakse ostutooteina ainult miniatuursete feriitsüdamikega ja poolidena pind- ehk pealismontaaziks induktiivsustega 1 uH ... 1 mH. ELEKTROONIKAKOMPONENDID lk. I8 II POOLJUHTSEADISED 4. POOLJUHTIDE OMADUSI Semiconductor theory 4.1. Üldist Pooljuhtseadised on käesoleva sajandi teise poole tehnilise revolutsiooni peasüüdlasteks. Nendeta ei oleks personaalarvuteid, mobiiltelefone ega palju muud sellist, mis tunduvad meile nii igapäevasena. Võime julgesti öelda, et ilma pooljuhtseadisteta ei oleks praegust infoühiskonda
(joonis 1.3, g). Türistoride lülitusjärjekord joonisel 1.2, f, on: VS1, VS6, VS2, VS4, VS3, VS5. Lülitus ei vaja kolmefaasilise toiteallika neutraalpunkti, järelikult võib kasutada nii kolmnurk-kui tähtlülituses toiteallikaid. Antud alaldi on samuti kahekvadrandiline. Juhul kui koormuse induktiivsus on suur, jätkub pärivool negatiivse pinge korral ning seetõttu tekib pooljuhtseadiste sulgumisel ajaline viide. Kuni varem avatud pooljuhtseadised pole sulgunud, osutub pärast järgmiste avanemist vajalikuks, et kolm või isegi rohkem seadist oleksid avatud kommutatsiooniprotsessi vältel. See tähendab, et rohkem kui üks diood anood- või katoodgrupist on avatud ja vool lülitub ümber ühest faasist teise. Reverseeritavad alaldid. Eelnevate lülituste puhul oli muudetav koormuspinge suund, kuid mitte koormusvoolu suund. Joonisel 1.4, a, on näidatud kahe keskväljavõttega alaldi
5. Multiplekser Multiplekser on kommutaator, millel on mitu sisendit ja üks väljund. Sisendid jagunevad infosisenditeks ja juhtsisenditeks. Vastavalt juhtsignaalile kommuteeritakse multipleksori väljundisse signaal ühest infosisendist. Kommuteerivate infosisendite arv on 2n, kus n on juhtsignaalide arv. Järelikult saab kahe juhtsisendiga komuteerida 4 sisendit, kolma juhtsisendiga 8 sisendit jne. Pilet 3 1. Türistori volt-amper karakteristik Türistorid on neljakihilised pooljuhtseadised. Olemuselt on need tüüritavad dioodid, millest tuleb ka nende peamine rakendusala tüüritavate elektronlülititena, mis sulgevad ja avavad nende poolt kontrollitavaid vooluahelaid. Neljakihiline struktuur, kolm siiret, (nagu 2 transsi pnp ja npn, kus pnp kollektor =npn baas ja npn kol=pnp baas), sisemine pos tagasiside, neg pinge puhul blokeerub. K-|p|n|p|n|-A. Vahend voolu sisse-välja lülitamiseks, kasut jõuelektroonikas. Karak: (i-u) neg pool natu alla nulli, pos pool aeglane kasv kuni
Loengute materjalid: skeemid, diagrammid, teesid. 1 Sisukord 1. Elektroonika ajaloost (arengu etapid, elektroonika osad, elektronlambid, elektronkiiretoru, elektronseadmete montaazi tüübid)............................................................................................... 3 2. Elektroonika passiivsed komponendid.......................................................................................... 14 3. Pooljuhtseadised (dioodid, bipolaartransistorid, väljatransistorid, türistorid)............................... 23 4. Optoelektroonika elemendid, infoesitusseadmed.......................................................................... 42 5. Analoogelektroonika lülitused....................................................................................................... 60 5.1. Elektrisignaali võimendamine
.......................... 35 ........................................................................................................................................... 38 ................................................................................................................................................ 80 Mitmeastmelise võimendi korral...................................................................83 1. POOLJUHTIDE OMADUSI 1.1.Üldist Pooljuhtseadised ja nende kasutamine oli eelmise sajandi tehnilise revolutsiooni peasüüdlaseks. Nendeta ei oleks personaalarvuteid, mobiiltelefone ega palju muud sellist, mis tundub meile igapäevasena. Võime julgesti öelda , et ilma pooljuhtseadisteta ei oleks praegust infoühiskonda. Samal ajal tuleb meeles pidada , et pooljuhttehnika on poole sajandi jooksul läbinud juba mitu arenguetappi. On olnud germaaniumi ajastu, kus enamik pooljuhtseadiseid
......................................................................................................79 9.3. Operatsioonvõimendid ............................................................................................................................................80 2 1. POOLJUHTIDE OMADUSI 1.1.Üldist Pooljuhtseadised ja nende kasutamine oli eelmise sajandi tehnilise revolutsiooni peasüüdlaseks. Nendeta ei oleks personaalarvuteid, mobiiltelefone ega palju muud sellist, mis tundub meile igapäevasena. Võime julgesti öelda , et ilma pooljuhtseadisteta ei oleks praegust infoühiskonda. Samal ajal tuleb meeles pidada , et pooljuhttehnika on poole sajandi jooksul läbinud juba mitu arenguetappi. On olnud germaaniumi ajastu, kus enamik pooljuhtseadiseid valmistati germaaniumist ,
annaabi.ee 
