Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

ментом в нлече, можно получить наиряжение в среднем 20ч-22 в при однофазном выпрямлении. Если нужно выпрямлять большие токи, то каждое плечо моста собирается из нескольких ветвей, соединенных между собой параллельно, с тем расчетом, чтобы плотность тока не превышала допустимой для се.ленового элемента величины. В случае получения больших напряжений в каждое илечо моста большое число элементов включается последовательно.

По сравнению с лампами селеновые элементы обладают рядом преимуществ:

а) большой механической прочностью, надежностью в работе, не требуют наблюдения и ухода;

б) постоянно готовы к действию для мгновенного включения в работу;

в) бесшумны Б работе и не создают ни электрических, ни акустических помех;

г) имеют высокий к. п. д., долговечны и могут работать без замены или ремонта более 25 ООО час;

д) имеют малые габариты и работают при температуре окружающей среды в диапазоне -\-А0-.-60° С.

К недостаткам селеновых элементов относятся:

а) чувствительность к влаге, которая, проникая через защитную краску, разрушает запорный слой, вызывает коррозию стали и, как следствие, самозакорачивание элемента и вывод его из строя;

б) потеря своих вентильных свойств при долгом хранении или простоях; расформированные элементы могут быть восстановлены последующей электрической формовкой;

в) чувствительность к перенапряжениям и повышенным токам нагрузки, при которых они могут пробиваться или перегреваться более нормы;

г) старение - увеличение сопротивления прямому току в течение первых 1000-1500 час работы.

Устройство и характеристики меднозакисных элементов. Меднозакисный (купроксный) выпрямительный э.те-мент представляет собой диск или прямоугольную пластину из чистой (рафинированной) меди, на поверхности которого путем термической обработки создается слой закиси меди. На этот слой наносится серебряный верхний электрод. Закись меди является полупроводником с дырочной проводимостью, но в слое, непосредственно примыкающем к меди, легко отдающей электроны, образуется закись меди с электронной проводимостью, т. е. полупро-


Рис. Т1-9. 1 Устройство германиевого

диода с точечным контактом: I метал.лические фланцы; 2 - керамическая втулка; 4 - вывод; 5 - кристал.чодержатель; в - кристал-германия; 7 - вольфрамовая пружинка

водник типа п. Таким образом, в элементе образуется р - «-переход, хорошо пропускающий ток от закиси меди (анод) к меди (катод).

Меднозакисные элементы имеют обратное напряжение 6-8 в, плотность тока в прямом направлении 30-ЬОмасм. Допустимая рабочая температура 45-55° С. Меднозакисные элементы подвержены старению, но не требуют формовки. Они имеют ограниченное применение в измерительных приборах. Изготовляются на выпрямленное напряжение от 1,2 до 300 в и ток от 1 ма до 80 а.

Устройство и характеристики германиевых элементов.

Германий представляет собой твердый хрупкий материал серебристо-серого цвета с удельным весом 5,32 и температурой плавления 9.58° С. Он принадлежит к группе редких элементов и добывается как побочный продукт при производстве кокса, серебра и цинка. Для изготовления германиевых выпрямительных элементов применяется сверхчистый монокристаллический (крупные кристаллы чистых материалов) гер-мани11, обладающий электронной проводимостью, с ничтожной посторонней примесью.

Сверхчистый полупроводниковый германий получают в виде круглых стержней, из которых режут тонкие (0,4- 0,5 мм) круглые пластинки различных диаметров и размеров, начиная с 1 мм - для диодов типа ДГ-Ц и кончая диаметром 30 мм - для мощных выпрямительных диодов.

Германиевые элементы по устройству разделяются на вентили с точечным или плоскостным контактом.

Устройство германиевого диода с точечным контактом показано на рис. 11-19.

В вентилях с точечным контактом к кристаллу германия прикасается или приваривается вольфрамовая пружинка с заостренным концом. Кристалл германия является электронным полупроводником, а в месте соприкосновения с металлом образуется участок с дырочной проводимостью.




Пластинка кристаллического германия типа п размером 1,5x0,5x1,5 мм покрывается с одной стороны тонким слоем металла и припаивается к металлическому штырьку диода. После припайки наружная повер.хность германия тп;ательно шлифуется, про.мывается и травится в особом химическом реактиве, способствующем образованию на поверхности электронного слоя. Пружина из вольфрама закрепляется во втором иттырьке диода.

Особенностью работы германиевого вентиля с точечным контактом является то, что вентильный эффект наблюдается не то.чько на границе раздела двух полупроводников с разными проводниками, но также на поверхности однородного полупроводника, если поверхность соответствующим образом обработана.

Диоды, пзготовленные таким способом, рассчитаны только на небольшую силу тока.

Для получения выпрямленного тока от нескольких десятых долей амнера до сотен ампер применяются вентили с плоскостным контактом.

На поверхность пластинки германия наносится некоторое количество иримеси, например капля индия, диффундирующей затем в толщу германия при нагревании. Германий с примесью индия обладает дырочной проводимостью, чистый германий - электронной. Конструкция плоскостного диода показана на рис. 11-20. К кристаллодержателю припаяна пластинка германия площадью 1x1 мм и толщиной 0,3-0.4 мм. Индиевая капля, образующая переход, имеет диаметр 0,8 мм. Металлические проводники для припайки диода в схеме расположены на оси. Диоды этого типа рассчитаны на выпрямленный ток 300 ма при падении напряжения на диоде 0,5 в и для обратных амплитудных значений напряжений от 50 до 400 в.

Параметры некоторых плоскостных германиевых вентилей приведены в табл. 4.

Помимо германиевых применяются и кремниевые вентили, аналогичные по устройству. Кремниевые диоды по-

Рие. 11-20, Конструкция плоскостного диода- 1-наружный вывод, 2 - внутренний вывод, л-трубка; i - изолятор; 5- корпус, 6 - электрод; 7-кристалл repMaiHKF, 8-кри-сталлодержатель

Таблица 4

Типы

вентилей

<

t- н

«

Нап1енование величии

СО О

О СО

и «

«

«н

««

«

«

«

Амплитуда обратного напряжения, в . .

Среднее значение прямого тока, а . . .

0,1 *

0,1 *

0,1 *

Среднее значение пря-

мого падения нап-

ряжения на вентиле, в .......

0,25

Среднее значение обратного тока, ма .

* Для вентилей Д7Д, Д7Е, Д7Ж допустимый прямой ток составляет 0,3 а.

зволяют работать при высоких температурах (до --200° С). Прямое падение напряжения в кремниевых диодах составляет 1,5-2 е.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. в чем .заключается природа электропроводности вещества?

2. Какие виды ггроводимости вы знаете?

3. Что понимается под дырочной проводимостью?

4. Какие приборы пазыпают электрическими вентилями?

5. На какие группы разделяются вентили по характеру проводимости?

6. Объясните назначение катода и анода электронного вентиля.

7. Какой параметр характеризует электрическую прочность вентиля?

8. Объясните принципиальное отличие анодной цепп электронной лампы от цепи накала.

9. При каких условиях возмончно прохождение анодного тока через лампу?

10. Как возникает пространственный заряд в электронной лампе? И- В чем проявляется влияние пространственного заряда иа величину анодного тока?

12. Почему прн малых анодных напряжениях анодный ток возрастает медленно, при дальнейшем увеличении анодного Напряжения анодный ток возрастает быстрее, а при больнш.ч аподпых напряжениях рост тока прекращается?

13. Как объяснить наличие тока насыщения?



17. 18.

19. 20. 21.

22. 23.

24. 25.

Чем можно объяснить сильное нагревание анода при протекании анодного тока?

Что характеризует мощность рассеяния на аноде?

Что понимается под величиной максимально допустимой мощности, рассеиваемой на аноде, и каково практическое значение этой величины?

Какой внешний признак свидетельствует об ионизации в лампе? Укажите преимущества и недостатки катодов прямого и косвенного накала.

Каково назначение газа в баллоне газотрона? Отчего может происходить обратное зажигание газотрона? Что происходит в газотроне, если анодный ток газотрона больше допустимой величины?

Как влияют примеси на проводимость полупроводника? Объясните природу возникновения запорного слоя ыа границе раздела при соприкосновении полупроводников типа п и типа р. Что называется электронно-дырочным переходом? В чем состоит основное свойство электронно-дырочного перехода?

В силу каких причин возникает опасность разрушения электронно-дырочного перехода?

Какими параметрами характеризуется полупроводниковый вентиль?

Какие химические элементы применяются для изготовления

полупроводниковых вентилей?

.Как устроеп точечный германиевый диод?

ГЛАВА III

ВЫПРЯМИТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА

§ 1. ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Рассмотрим, как свойство односторонней проводимости вентилей используют для преобразования неременного однофазного тока в постоянный. Устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный, называется выпрямителем и состоит из трех основных частей (рис. П1-1):

/- трансформатора, служащего для преобразования величины напряжения;

вентиля (одного или нескольких), посредством которого переменный ток преобразуется в пульсирующий;

/ фильтра, предназначенного для сглаживания пульсаций, т. е. ослабления иеременной составляющей выпрямленного тока.

Вход выпрямителя подключается в сеть переменного тока, а к выходу выпрямителя подключается потребитель постоянного тока, который называют нагрузкой. Нагрузкой могут служить самые разнообразные приборы: в простейшем случае - активное сопротивление, например лампа накаливания, чаще - электронная лампа и т. п.

15. 16.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76