Графическое изображение на электрических схемах
Необходимо сдать конспект (оформленный от руки) с ниже приведенной информацией.
ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТОВ В ОЭиС
------Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный (точнее, в однонаправленный пульсирующий; см. выпрямитель). Диодный выпрямитель или диодный мост (то есть 4 диода для однофазной схемы, 6 — для трёхфазной полумостовой схемы или 12 — для трёхфазной полномостовой схемы, соединённых между собой по схеме) — основной компонент блоков питания практически всех электронных устройств.
Некоторые типы полупроводниковых диодов
· Стабилитрон (диод Зенера) — диод, работающий в режиме обратимого пробоя p-n-перехода при приложении обратного напряжения. Используются для стабилизации напряжения.
· Туннельный диод (диод Лео Эсаки) — диод, в котором используются квантовомеханические эффекты. На вольт-амперной характеристике имеет область так называемого отрицательного дифференциального сопротивления. Применяются в усилителях, генераторах и пр.
· Обращённый диод — разновидность туннельного диода, имеющий гораздо более низкое падение напряжения в открытом состоянии, чем обычный диод. Принцип работы такого диода основан на туннельном эффекте.
· Варикап (диод Джона Джеумма) — диод, обладающий большой ёмкостью при запертом p-n-переходе, зависящей от величины приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной ёмкости, управляемых напряжением.
|
|
|
· Светодиод (диоды Генри Раунда) — диод, отличающийся от обычного диода тем, что при протекции прямого тока излучает фотоны при рекомбинации электронов и дырок в p-n-переходе. Выпускаются светодиоды с излучением в инфракрасном, видимом, а с недавних пор — и в ультрафиолетовом диапазоне.
· Полупроводниковый лазер — диод, близкий по устройству к светодиоду, но имеющий оптический резонатор. Излучает узкий луч когерентного света.
· Фотодиод — диод, в котором под действием света появляется значительный обратный ток. Также, под действием света, подобно солнечному элементу, способен генерировать небольшую ЭДС.
· Солнечный элемент — диод, похожий на фотодиод, но работающий без смещения. Падающий на p-n-переход свет вызывает движение электронов и генерацию тока.
· Диод Ганна — диод, используемый для генерации и преобразования частоты в СВЧ диапазоне.
· Диод Шоттки — диод с малым падением напряжения при прямом включении.
· Лавинный диод — диод, принцип работы которого основан на лавинном пробое (см. обратный участок вольт-амперной характеристики). Применяется для защиты цепей от перенапряжений.
|
|
|
· Лавинно-пролётный диод — диод, принцип работы которого основан на лавинном умножении носителей заряда. Применяется для генерации колебаний в СВЧ-технике.
· Магнитодиод — диод, вольт-амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p-n-перехода.
· Стабистор — диод, имеющий в начале прямой ветви вольт-амперной характеристики участок, позволяющий использовать его для стабилизации небольших напряжений (обычно от 0.5 до 3.0 В). В отличие от стабилитрона, у стабистора это напряжение мало зависит от температуры.
· Смесительный диод — диод, предназначенный для перемножения двух высокочастотных сигналов.
· pin-диод — диод, обладающий меньшей ёмкостью за счёт наличия между сильнолегированными полупроводниками p- и n-типов материала, характеризующегося собственной проводимостью. Используется в СВЧ технике, силовой электронике, как фотодетектор.
· Точечный диод — диод, отличающийся низкой ёмкостью p-n-перехода и наличием на обратной ветви вольт-амперной характеристики участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Ранее использовались в СВЧ технике (благодаря низкой ёмкости p-n-перехода) и применялись в генераторах и усилителях (благодаря наличию на обратной ветви вольт-амперной характеристики участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением).
|
|
|
Основные характеристики и параметры диодов
| Uобр.макс. | - | максимально-допустимое постоянное обратное напряжение диода; |
| Uобр.и.макс. | - | максимально-допустимое импульсное обратное напряжение диода; |
| Iпр.макс. | - | максимальный средний прямой ток за период; |
| Iпр.и.макс. | - | максимальный импульсный прямой ток за период; |
| Iпрг. | - | ток перегрузки выпрямительного диода; |
| fмакс. | - | максимально-допустимая частота переключения диода; |
| fраб. | - | рабочая частота переключения диода; |
| Uпр. при Iпр. | - | постоянное прямое напряжения диода при токе Iпр; |
| Iобр. | - | постоянный обратный ток диода; |
| Тк.макс. | - | максимально-допустимая температура корпуса диода. |
| Тп.макс. | - | максимально-допустимая температура перехода диода. |
Графическое изображение на электрических схемах
Графические символы различных типов диодов используемые на электрических схемах в соответствии с их функциональным назначением. треугольник указывает направление тока от анода к катоду (прямая проводимость).
|
|
|
· 
Диод
· 
Светоизлучающий диод (Светодиод)
· 
Фотодиод
· 
Диод Шоттки
· 
Диод супрессор (Защитный диод; TVS)
· 
Туннельный диод
· 
Варикап
· 
Стабилитрон
· 
Стабилитрон
---Тиристоры применяются в составе следующих устройств:
· электронные ключи;
· управляемые выпрямители;
· преобразователи (инверторы);
· регуляторы мощности (диммеры);
· электронное зажигание.
Транзисторов
Транзистор применяется в:
· Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме[18][19].
Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов[20][21]. Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме.
· Генераторах сигналов. В зависимости от типа генератора транзистор может использоваться либо в ключевом (генерация прямоугольных сигналов), либо в линейном усилительном режиме (генерация сигналов произвольной формы).
· Электронных ключах. Транзисторы работают в ключевом режиме. Ключевые схемы можно условно назвать усилителями (регенераторами) цифровых сигналов. Иногда электронные ключи применяют и для управления силой тока в аналоговом виде. Это применяется, когда нагрузка обладает достаточно большой инерционностью, а напряжение и сила тока в ней регулируются не амплитудой, а шириной импульсов. На подобном принципе основаны бытовые диммеры для ламп накаливания и нагревательных приборов, а также импульсные источники питания, приводы электродвигателей (инверторы и частотные преобразователи.).
Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзисторах (МОПТ), как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах. Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник)-транзисторы. Международный термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» для построения микросхем логики, памяти, процессора и т. п. Размеры современных МОПТ составляют от 90 до 8 нм[источник не указан 3688 дней].
В настоящее время на одном современном кристалле площадью 1—2 см² могут разместиться несколько (пока единицы) миллиардов МОПТ. На протяжении 60 лет происходит уменьшение размеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается дальнейшее увеличение степени интеграции транзисторов на чипе (см. Закон Мура). Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров, снижению энергопотребления и тепловыделения.
В настоящее время микропроцессоры Intel собираются на трёхмерных транзисторах (3d транзисторы), именуемых Tri-Gate. Эта революционная технология позволила существенно улучшить существующие характеристики процессоров. Отметим, что переход к 3D-транзисторам при технологическом процессе 22 нм позволил повысить производительность процессоров на 30 % (по оценкам Intel) и снизить энергопотребление [источник не указан 3001 день]. Примечательно, что затраты на производство возрастут всего на 2—3 %, то есть новые процессоры не будут значительно дороже старых[источник не указан 3001 день]. Суть этой технологии в том, что сквозь затвор транзистора проходит особый High-K диэлектрик, который снижает токи утечки.
--Оптоэлектронные приборы предназначены для преобразования электрической энергии в электромагнитное излучение в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне (в оптическом диапазоне) и обратно.
Применяются в блоках связи аппаратуры; входных цепях измеряющих устройств; высоковольтных и сильноточных цепях; мощных тиристорах и симисторах; релейных устройствах и так далее.
---Цифровая интегральная микросхема (цифровая микросхема) — это интегральная микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции.
В основе цифровых интегральных микросхем лежат транзисторные ключи, способные находиться в двух устойчивых состояниях: открытом и закрытом. Использование транзисторных ключей даёт возможность создавать различные логические, триггерные и другие интегральные микросхемы. Цифровые интегральные микросхемы применяют в устройствах обработки дискретной информации электронно-вычислительных машин (ЭВМ), системах автоматики и т. п.
· логические элементы— устройства, предназначенные для обработки информации в цифровой форме (последовательности сигналов высокого — «1» и низкого — «0» уровней в двоичной логике. Логические элементы входят в состав микросхем
· триггеры — класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Приняв одно из состояний за «1», а другое за «0», можно считать, что триггер хранит (помнит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.
· счётчики— устройство, на выходах которого получается двоичный или двоично-десятичный код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах.
· регистры — устройство для записи, хранения и считывания n-разрядных двоичных данных и выполнения других операций над ними
· шифраторы -логическое устройство, выполняющее логическую функцию (операцию) — преобразование позиционного n-разрядного кода в другой цифровой код.
· дешифраторы- Одноединичный двоичный дешифратор, на вход которого подаётся последовательно возрастающий на единицу двоичный код, формирует на выходе сигнал «бегущий ноль», который широко используется для управления матричными индикаторами, многоразрядными семисегментными индикаторами, для опроса клавиатуры.
Одноединичный двоичный дешифратор, подключённый к шине адреса микропроцессорной системы, называется дешифратором адреса. Его выходные сигналы, поданные на входы разрешения чтения или записи регистра, микросхемы ОЗУ или ПЗУ, позволяют инициировать «обращение по адресу» к тому или иному периферийному устройству, подключённому к шине данных.
Специализированный дешифратор (являющийся по сути ПЗУ, которое выдаёт 7-разрядные слова в ответ на поступающий на него 4-разрядный адресный код) применяется для преобразования двоичного кода в отображение десятичных цифр на семисегментных индикаторах.
цифровой компаратор- логическое устройство с двумя словарными входами, на которые подаются два разных двоичных слова равной в битах длины и обычно с тремя двоичными выходами, на которые выдаётся признак сравнения входных слов, — первое слово больше второго, меньше или слова равны. При этом выходы «больше», «меньше» имеют смысл, если входные слова кодируют числа в том или ином машинном представлении.
Компараторы широко используются в вычислительной технике, измерительной технике, радио- и проводной связи, бытовых приборах. Например, цифровые часы с будильником содержат цифровой компаратор, при совпадении текущего времени с заданным, подается звуковой сигнал.
Некоторые микроконтроллеры имеют входные встроенные аналоговые компараторы, состояние выходов которых может быть считано программой контроллера или вызывать её прерывание подпрограммой.
· мультиплексоры— устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
· демультиплексоры
· сумматоры в кибернетике - устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов[1]; устройство, производящее операцию сложения.
· АЛУ Арифме́тико-логи́ческое устро́йство -блок процессора, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными.
микроконтроллеры — микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами.
Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ и (или) ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять относительно простые задачи.
Отличается от микропроцессора интегрированными в микросхему устройствами ввода-вывода, таймерами и другими периферийными устройствами.
Программирование микроконтроллеров обычно осуществляется на языке ассемблера или Си, хотя существуют компиляторы для других языков, например, Форта и Бейсика. Используются также встроенные интерпретаторы Бейсика.
· (микро)процессоры (в том числе ЦП для компьютеров) — процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы[1] или комплекта из нескольких специализированных микросхем[2] (в отличие от реализации процессора в виде электрической схемы на элементной базе общего назначения или в виде программной модели).
· однокристальные микрокомпьютеры — функционально законченный МПК (микропроцессорный комплект), реализованный в виде одной СБИС (сверх-БИС). ОМК включает процессор, ОЗУ, ПЗУ, порты ввода-вывода для подключения внешних устройств, модули ввода аналогового сигнала АЦП, таймеры, контроллеры прерывания, контроллеры различных интерфейсов и т. д. Простейший ОМК представляет собой БИС площадью не более 1 кв.см и всего с восемью выводами.
· микросхемы и модули памяти
· ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы) Программи́руемая логи́ческая интегра́льная схе́ма — электронный компонент (интегральная микросхема), используемый для создания конфигурируемых цифровых электронных схем. В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 71; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!