Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Череповецкий Государственный Университет Кафедра Электропривода и электротехники Курсовая работа по дисциплине «Электротехника и электроника» Выполнил студент группы 5 ЭН – 22 Малинин М.С. Проверил доцент Кудрявцева А.К. г. Череповец 2007 г СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 6 ЗАДАЧА 6 Метод контурных токов 7 Метод узловых потенциалов 9 ЗАДАЧА 11 ЗАДАЧА 13 ЗАДАЧА 15 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 17 ВВЕДЕНИЕ Полупроводниковый диод, двухэлектродный электронный прибор на основе полупроводникового (ПП) кристалла.
Понятие «Полупроводниковый диод» объединяет различные приборы с разными принципами действия, имеющие разнообразное назначение. В полупроводниковых диодах используется свойство p-n перехода, а также других электрических переходов, а также других электрических переходов хорошо проводить электрический ток в одном направлении и плохо – в противоположном.
Эти токи и соответствующие им напряжения между выводами диода называются прямым и обратным токами, прямым и обратным напряжениями. По способу изготовления различают сплавные диоды, диоды с диффузионной базой и точечные диоды. В диодах двух первых типов переход получается методами сплавления пластин p- и n-типов или диффузии в исходную полупроводниковую пластину примесных атомов.
При этом p-n-переход создается на значительной площади (до 1000 мм2). В точечных диодах площадь перехода меньше 0,1 мм2. они применяются главным образом в аппаратуре сверхвысоких частот при значении прямого тока 10 – 20 мА. По функциональному назначению полупроводниковые диоды делятся на выпрямительные, импульсные, стабилитроны, фотодиоды, светоизлучающие диоды и т.д. Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока и выполняются по сплавной или диффузионной технологии.
Прямой ток диода направлен от анодного А к катодному К выводу. Нагрузочную способность выпрямительного диода определяют: допустимый прямой ток Iпр и соответствующее ему прямое напряжение Uпр, допустимое обратное напряжение Uобр и соответствующий ему обратный ток Iобр, допустимая мощность рассеяния Pрас и допустимая температура окружающей среды (до 0С для германиевых и до 0С для кремниевых диодов). Вследствие большой площади p-n-перехода допустимая мощность рассеяния выпрямительных диодов малой мощности с естественным охлаждением достигает 1 Вт при значениях прямого тока до 1 А. Такие диоды часто применяются в цепях автоматики и в приборостроении. У выпрямительных диодов большой мощности с радиаторами и искусственным охлаждением (воздушным или водяным) допустимая мощность рассеяния достигает 10 кВт при значениях допустимых прямого тока до 1000 А и обратного напряжения до 1500 В. Импульсные диоды предназначены для работы в цепях формирования импульсов напряжения и тока. Стабилитроны, называемые также опорными диодами, предназначены для стабилизации напряжения.
В этих диодах используется явление неразрушающего электрического пробоя (лавинного пробоя) p-n-перехода при определенных значениях обратного напряжения Uобр = Uпроб. Следует отметить основные причины отличия характеристик реальных диодов от идеализированных.
Обратимся к прямой ветви вольт-амперной характеристики диода (u > 0, Я > 0). Она отличается от идеализированной из-за того, что в реальном случае на нее влияют: • сопротивления слоев полупроводника (особенно базы); • сопротивления контактов металл-полупроводник. Важно, что сопротивление базы может существенно зависеть от уровня инжекции (уровень инжекции показывает, как соотносится концентрация инжектированных неосновных носителей в базе на границе перехода с концентрацией основных носителей в базе). Влияние указанных сопротивлений приводит к тому, что напряжение на реальном диоде при заданном токе несколько больше (обычно на доли вольта). Обратимся к обратной ветви (u < 0, Я < 0). Основные причины того, что реально обратный ток обычно на несколько порядков больше теплового тока Яs, следующие: • термогенерация носителей непосредственно в области p-n-перехода; • поверхностные утечки.
Термогенерация в области p-n-перехода оказывает существенное влияние на ток потому, что область перехода обеднена подвижными носителями заряда, и процесс рекомбинации (обратный процессу генерации и в определенном смысле уравновешивающий его) здесь замедлен.
• Указать на схеме положительное направление токов в ветвях и обозначи... • Определить токи во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов. . ЗАДАЧА 1 Линейные электрические цепи постоянного тока Для электрическо... ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. • Определить токи во всех ветвях схемы методом контурных токов.
Проверка Я5 + Я1 – Я2 = – 0,109 + 0,526 – 0,417 = 0 Я3 – Я6 – Я5 = 0,1... Определяем контурные токи I1.1 = Д1 / Д = 0,526 I2.2 = Д2 / Д = 0,417 ... Метод контурных токов. Дано: R1 = 19,5 Ом E1 = 25,8 В R2 = 60 Ом E2 = 37,5 В R3 = 90 Ом E3 = ... Находим в схеме элементы, соединенные параллельно или последовательно,...
Определяем собственную проводимость узла, которая равна сумме проводим... Переписываем систему уравнений с числовыми коэффициентами 0,04 u1 – 0,... Определяем комплексное сопротивление z 1 = R1 = 8 Ом z 2 = R2 – јx c =... Определяем комплексное полное сопротивление фаз zАВ = RАВ + ј xАВ = 8 ... Определяем комплексные полные мощности фаз S = IФ* • UФ SАВ = 12,7 е ј...
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Касаткин А. С М. В. Немцов «Электротехника»: М Академия, 2005. 2. Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Общая электротехника и электроника» для студентов заочной формы обучения. 3. Лачин В.И Н.С. Савёлов «Электроника»: М Феникс, 2002. 4. Лекции по дисциплине «Общая электротехника и электроника».