Загрузка...Полупроводниковые микросхемы. Векторная диаграмма электрической цепи. Однополупериодный выпрямитель
Контрольная работа № 2
Электротехника
Вариант № 49
Задание 1
вопрос 49. Элементы полупроводниковых схем и
их соединение
Ответ
универсальным элементом
монокристаллической микросхемы служит р-n-переход, являющийся слоем, изолирующим микрообласти,
сформированные в кристалле.
Этот переход может
выполнять роль вентиля (диода). Структуры из нескольких р-n-переходов служат транзисторами,
тиристорами и другими активными элементами. Запертый обратным постоянным
напряжением p-n-переход выполняет роль конденсатора. Обратное сопротивление
p-n-перехода играет роль высокоомного резистора. Для получения резисторов с
сопротивлением в сотни кило-ом используют входные клеммы эмиттерных
повторителей, собранных на р-n-переходах.
В качестве небольших сопротивлений используют просто участки
полупроводникового, от которого сделаны контактные выводы.
Определенные трудности
связаны с получением индуктивных катушек, поэтому монокристаллические
микросхемы обычно проектируют без них.
Многослойные структуры с
несколькими p-n-переходами получают, повторяя процессы окисления, формирование
маски, диффузии донорных или акцепторных примесей в микрообласти. Пример
многослойной структуры приведен на рис. 1.
Рис.1. многослойная
структура с тремя p-n-переходами
Сложные микросхемы
требуют многократного снятия и повторного нанесения новой маски методом
фотолитографии. Смена масок может осуществляться до полутора десятков раз. При
этом важную проблему составляет совмещение масок в соответствии с топологией
схемы. На рис. 2 приведена часть полупроводниковой микросхемы, представляющая
собой однокаскадный усилитель на транзисторе.
Рис.2. структура части
полупроводниковой ИМС
Сформированную планарную
структуру покрывают пленкой оксида кремния, в которой вытравливают окна для
напыления алюминиевых или золотых контактов.
достаточно сложные схемы
не удается выполнить без пересечения токопроводящих дорожек. В этих случаях, а
также для повышения компактности схемы соединения напыляют в два слоя и более,
разделенных изолирующими пленками. Кроме внутриэлементных соединений напыляют
стандартизованные по размерам контактные площадки для подвода питания, входных
и выходных сигналов.
полностью сформированные
и испытанные на отсутствие брака интегральные микросхемы крепят на керамическом
основании корпуса, имеющего внешние выводы. Контактные площадки соединяют с
внешними выводами с помощью тончайших золотых проволочек. Для повышения
прочности соединения и уменьшения переходного сопротивления между контактной
площадкой и проволочкой применяют термокомпрессионную (нагрев и давление) или
ультразвуковую сварку.
После выполнения
проволочных соединений схемы герметизируют, заливая компаундами на основе
эпоксидных или кремнийорганических смол.
Корпуса интегральных
микросхем изготовляют из металлических сплавов, стекла, керамики и различных
пластмасс, обладающих механической и электрической прочностью, коррозионной
стойкостью и не вызывающих химического загрязнения кристалла микросхемы.
Задание 2
Три группы сопротивлений
соединили звездой или треугольником и включили в трехфазную сеть переменного
тока. Построить в масштабе векторную диаграмму цепи, из которой определить ток
в нулевом проводе (при соединении звездой) или линейные токи (при соединении
треугольником).
Числовые значения
электрических величин, нужные для решения задачи, даны в таблице 4, а схемы на
рис.22.
Таблица 4
Номер
варианта
Номер схемы
на рис.22
,
Ом
,
Ом
,
Ом
,
Ом
,
Ом
дополнительные
величины
49
IX
12
10
16
20
8
квар
Решение
1. Определяем полные
сопротивления фаз и углы сдвига:
Ом;
Ом;
Ом.
;
;
.
поскольку реактивное
сопротивление в трех фазах носит индуктивный характер, то ток будет отставать
от напряжения на величину найденных углов.
2. Реактивное мощность
определяется по формуле
,
откуда находим фазный ток
А.
Находим фазное напряжение
В.
Принимаем стандартное В. Таким образом, В. Находим неизвестные А; А 3. Для построения ток в нулевом проводе Изменяя длину вектора , которая оказалась равной 4 см, Рис.3. Векторная Задание 3 Для питания потребителя Мощность потребителя и напряжения питания даны в таблице 5 и 6. Таблица 6 Номер варианта Тип диода , Вт , В 49 Д215Б 60 100 Решение 1. Выписываем из табл.1 Тип диода , А , В Д215Б 2 200 2. Определяем ток А. 3. Определяем напряжение, В. 4. Проверяем диод по ; ; ; . В данном случае первое В. Полная схема выпрямителя Рис.4. Схема однофазного список ИСПОЛЬЗОВАННОЙ 1. Дубовницкий С.К. Методические 2. Китунович Ф.Г. Электротехника. 3. Березкина Т.Ф. и др. Задачник по
фазные токи
векторной диаграммы выбираем масштабы по току: 1см – 2 А, по напряжению: 1 см –
20 В. Построение диаграммы начинаем с векторов фазных напряжений , и ,
располагая их под углом 120° друг относительно друга. Ток отстает от напряжения на угол , ток отстает от напряжения на угол , а ток отстает от напряжения на угол (рис.3).
равен геометрической сумме трех фазных токов, то есть
находим ток в нулевом проводе А.
диаграмма напряжений и токов
постоянным током составить схему однополупериодного выпрямителя, используя
стандартные диоды, параметры которых приведены в таблице 1.
Методических указаний выписываем параметры диода Д304:
потребителя
действующее на диод в непроводящий период для однополупериодной схемы
выпрямителя:
параметрам и . Для однополупериодной схемы диод должен
удовлетворять условиям
условие выполняется, а второе условие не соблюдается, то есть . чтобы выполнялось условие , необходимо два диода соединить
последовательно, тогда будем иметь
показана на рис.4.
однополупериодного выпрямителя
ЛИТЕРАТУРЫ
указания по изучению дисциплины «Электротехника с основами электроники». Пинск,
2000.
Мн.: Вышэйшая школа, 1991.
общей электротехнике с основами электроники. М.: Высшая школа, 1991.
Учебная работа. Полупроводниковые микросхемы. Векторная диаграмма электрической цепи. Однополупериодный выпрямитель