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 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116


Однополупериодный выпрямитель

продолжаться их движение? Наверно, нет. Как и на любом перекрестке, должен вспыхнуть красный свет, прекращающий движение по переходу. Ведь в результате движения зарядов р-область получает отрицательный, заряд, а п-область-положительный. В точке контакта возникает электрическое поле, препятствующее (как красный свет светофора) дальнейщему движению. Теперь дыркам, чтобы попасть в л-область, надо забраться на потенциальную горку высотой Лф, т. е. преодолеть потенциальный барьер. То же самое относится и к электронам: поскольку они отрицательны, то и горка со склоном вниз для них препятствие. Значение Лф определяется только свойствами веществ, образующих переход, и еще немного зависит от температуры.

А вот теперь начинается самое интересное. В любом полупроводниковом диоде есть р-п переход. Собственно, кроме перехода диод имеет лищь корпус и выводы. Диод пропускает ток только в одном направлении. Давайте мысленно поэкспериментируем. Приложим внещнее напряжение «плюсом» к л-области, а «минусом»-к />-области. Этим мы только увеличим высоту горки или потенциального барьера. При этом всякое движение зарядов через переход прекратится и тока в цепи не будет. Поменяем полярность внещнего напряжения. Это уменьшит высоту потенциального барьера, и, следовательно, уже ничто не будет мешать носителям заряда двигаться через переход, т.е. в цепи появится электрический ток.

Полупроводниковый диод пропускает ток только в одном направлении. Это направление называется прямым, а ток-прямым.



Двухполупериодный выпрямитель




Сглаживающий фильтр

или отпирающим. Допустимое значение прямого тока определяется площадью контакта и для мощных диодов может составлять десятки ампер. В то же время значение обратного тока обычно пренебрежимо мало и исчисляется микроамперами. Если нужно выпрямить еще больпгай ток, несколько полупроводниковых диодов соединяют параллельно.

Схема простейщего выпрямителя на полупроводниковом диоде мало отличается от приведенной схемы выпрямителя с кенотроном. Она даже упрощается становится ненужной обмотка силового трансформатора, питающая накал лампы. Но у такого выпрямителя, называемого однополупериодным, есть недостаток: ток в нагрузку течет лищь во время одного полупериода переменного напряжения. Чтобы «заставить работать» и второй полупериод, устанавливают второй диод и наматывают еще одну обмотку (вторичную) силового трансформатора. Напряжения на диодах Uy, и Ug имеют противоположную полярность, они противофазны. Поэтому диоды вьшрямителя работают поочередно: когда один диод проводит ток, другой заперт, и наоборот. У нас получился двухполу-периодный вьтрямитель. Ток в нагрузке теперь пульсирует с частотой 100 Гц, а не 50, как ранее. В простейщих случаях пульсации устраняются конденсатором большой емкости, когда же требуется более точное сглаживание, используют фильтр нижних частот.

Аналогичными свойствами обладает и мостовая схема вьшря-



Мостовой выпрямитель



Мигеля. В ней используются четыре диода, зато нужна только одна вторичная обмотка трансформатора. Ток в нагрузке мостового выпрямителя имеет точно такой же вид, как и у двухполупериодно-го. Специально для мостовых выпрямителей вьтускаются блоки из четырех диодов в одном корпусе.

Полупроводниковые диоды легки, компактны и отличаются очень высоким КПД. Область их применения обширна-от детектирования слабых сигналов в радиоприемнике до вьшрямления тока при мощностях в сотни киловатт в грузовых электровозах. Теперь на вопрос, поставленный в заголовке раздела, мало-мальски сведущие в электронике люди ответят; «Выпрямить переменный ток? Разумеется, нет ничего проще!».

Триод из ... полупроводника?

Инженерам, воспитанным на электровакуумной технике, эта мысль казалась нелепой еще в 50-х годах. Ведь триод-это радиолампа, содержащая катод, анод и управляющую сетку. Потенциал сетки управляет анодным током, и благодаря этому эффекту получают усиление сигналов. Вот как это делается: входное напряжение сигнала прикладывают между сеткой и катодом. Для того чтобы случайные электроны, осевшие на сетке, отправлялись обратно к катоду, включают резистор утечки сетки R. В анодную цепь последовательно с источником питания включают резистор нагрузки Под действием входного напряжения изменяется анодный ток. Каждую лампу характеризуют рядом параметров, в том числе и крутизной характеристики S = Л Ли-величиной, показывающей, на сколько изменится анодный ток при изменении потенциала сетки на 1 В. Принцип «чем больше, тем лучше» оправдывается и здесь. Обычно стремятся получить максимальную крутизну характеристики в рабочей точке, т. е. при заданных напряжениях на электродах. Анодный ток, проходя через резистор нагрузки, создает на нем некоторое падение напряжения. Его постоянная составляющая обычно не используется, а вот изменения, вызванные изменениями анодного тока, служат полезным выходным сигналом и,, = А/„Л„. Выразите изменения анодного тока через изменения сеточного напряжения &и = и и подставьте в последнюю формулу. У вас получится и = 5Д,и,. Произведение является коэффициентом усиления лампы по напряжению. Хотя мы получили упрощен-


о Впит 6

Усилитель на электровакуумной лампе (триоде)





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 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116