Физика атомного реактора Сопротивление материалов Математика решение задач Информатика Атомная энергетика безопасность Электротехника и электроника
Общий принцип действия и конструкции электрических машин Полупроводниковая электроника Трехфазный ток Принцип работы асинхронного двигателя Соединение нагрузки треугольником Полупроводниковые транзисторы
Резонанс напряжений Резонансом в цепях переменного тока, содержащих индуктивные и емкостные элементы, называется явление совпадения по фазе векторов тока и напряжения на входе цепи или на участке цепи, при этом cos = 1, = 0. Резонанс напряжений наблюдается в последовательном колебательном контуре.Диодные ключи
Простейший тип электронных ключей диодные ключи. В качестве активных элементов в них используют полупроводниковые или электровакуумные диоды.
На рисунке 17.4а и передаточная характеристика (рис. 17.4б) последовательного ключа с нулевым уровнем включения, а на рисунке 16.4 в дана схема и передаточные характеристики (рис. 17.4 г) последовательного диодного ключа с ненулевым уровнем включения.
Нулевой уровень включения это уровень входного напряжения, определяющий отпирание или запирание диода.
Рис. 17.4
При положительном входом напряжении диод открыт и ток через него
i = uвх/(Rпр + R), (17.1)
где Rпр прямое сопротивление диода.
Выходное напряжение:
Uвых = Ri = R
(17.2)
Обычно Rпр<<R, тогда uвых
uвх. При отрицательном входном напряжении обратный ток через диод:
I = uвх/Rобр + R, (17.3)
где Rобр обратное сопротивление диода.
При этом выходное напряжение
Uвых = Ri = Ruвх/ Rобр + R. (17.4)
Как правило Rобр>>R и Uвых
Ruвх/ Rобр << uвх. При изменении полярности включения диода график функции Uвых = f(uвх) повернется на угол
вокруг начала координат.
Схема 17.4а соответствует нулевой уровень включения (уровень входного напряжения, определяющий отпирание или запирание диода). Для изменения уровня включения в цепь ключа вводят источник напряжения смещения
(рис. 17.4 в). В этом случае при Uвых >
диод открыт и Uвых
uвх, а при uвх <
закрыт и Uвых =
. Если изменить полярность источника
, то график функции Uвых(uвх) приобретает вид, показанный на рисунке 17.4г пунктирной линией.
В качестве источника
часто используют резистивный делитель напряжения, подключенный к общему для электронного устройства источнику питания. Применяя переменный резистор как регулируемый делитель напряжения, можно изменить уровень включения.
При положительном входном напряжении диод открыт (ключ замкнут), Uвых
0, а при отрицательном закрыт (ключ разомкнут), Uвых
uвх. Для изменения уровня включения в цепь ключа вводят источник напряжения смещения
, включенный последовательно с диодом (рис. 17.5 а).
Рис. 17.5
При изменении полярности включения диода и источника
получают характеристику, показанную на рисунке 17.5б, схема и передаточная характеристика параллельного диодного ключа с нулевым уровнем включения.
Диодные ключи не позволяют электрически разделить управляющую и управляемую цепи, что часто требуется на практике. В этих случаях используют транзисторные ключи. На рисунке 17.6 а приведена схема ключа на биполярном транзисторе. Входная (управляющая) цепь здесь отделена от выходной (управляемой) цепи. Ключ мало отличается от усилителя, выполненного по схеме с общим эмиттером. Однако транзистор работает в ключевом режиме, характеризуемом двумя состояниями. Первое состояние определяется точкой А1 на выходных характеристиках транзистора; его называют режимом отсечки.
Рис. 17.6
В режиме отсечки ток базы
, коллекторный ток
равен начальному коллекторному току, а коллекторное напряжение
(рис. 17.6б). Режим отсечки реализуется при отрицательных потенциалах базы.
Второе состояние определяется точкой А2 и называется режимом насыщения .он реализуется при положительных потенциалах базы. При этом ток базы определяется в основном сопротивлением резистора
и
, поскольку сопротивление открытого эмиттера перехода мало. Коллекторный переход также открыт, и ток коллектора
, а коллекторное напряжение
.
Из режима отсечки в режим насыщения транзистор переводится воздействием положительного входного напряжения. При этом повышению входного напряжения (потенциала базы) соответствует понижение выходного напряжения (потенциала коллектора), и наоборот. Такой ключ называют инвертирующим (инвертором). В рассмотренном транзисторном ключе уровни выходного напряжения, соответствующие режимам отсечки и насыщения, стабильны и почти не зависят от температуры.