Rezistorul - se opune rezistentei electrice la trecerea
curentului electric. Din punct de vedere constructiv sunt:
bobinate, policulare si de volum, iar din punct de vedere al
variatiei electrice sunt:
fixe semivariabile variabile
Din punct de vedere al variatiei rezistentei electrice la
factorii externi:
termistoare (PTR, NTR) - senzori de temperatura varistoare -
rezistenta se modifica cu tensiunea fototranzistoareParametrii
electrici ai rezistoarelor: rezistenta electrica: Rn - > []
puterea nominala: Pn -> [W], Pn = R * I2 = toleranta [%]
Condensatorul - acumuleaza energia electrica sub forma campului
electric stabilit intre armaturile sale. = 0 * rS suprafata unei
armaturiD distanta dintre armaturi
Q sarcina electrica acumulata pe armaturiEnergia acumulata in
condensator:Wc = curent continuu | Wc = in curent
alternativUnitatea de masura a capacitatii condensatorului ->
[F], cu submultiplii: 1mF, 1F, 1nF, 1pFParametrii: capacitate
nominala tensiune nominala tolerantaComportarea condensatorului:a)
in curent continuu acumuleaza sarcini electrice pe armaturi, dar nu
permite trecerea curentului electricb) in curent alternativ
acumuleaza energice, permite trecerea curentului electric si
defazeaza tensiunea dintre armaturi cu aproximativ 90Utilizare:
transfer semnale electrice, acumulare de energie in cadrul surselor
de alimentare.
Bobina - acumuleaza energia electrica din circuit sub forma
campului magnetic stabilit in interiorul si in jurul acestuia.
L inductanta electrica
S suprafata sectiunii miezuluiL -> [H], cu submultiplii: 1mH,
1HIn circuitele electrice, bobina acumuleaza energia ce se exprima:
in curent continuu | in curent alternativComportarea bobinei:a) in
circuit continuu lasa sa treaca curentul si prezinta o impedantab)
in circuit alternativ acumuleaza energia electrica si datorita
fenomenului de autoinductie, defazeaza curentul cu 90.
Jonctiunea pn. Dioda semiconductoare.Jonctiunea pn este un
monocristal de Si, din care, prin impurificare, se obtin 2
semiconductoare, de tip n si p. Suprafata care delimiteaza cele
doua semiconductoare se numeste jonctiune.
In stare normala, electronii liberi din semiconductorul n, vor
strabate jonctiunea, recombinandu-se cu golurile din
semiconductorul p. Similar, golurile din p trec si se recombina cu
electronii din n. Acest proces se formeaza in jurul jonctiunii
intr-o anumita adancime.Ca urmare, in stanga/dreapta jonctiunii,
vor exista doar ioni pozitivi/negativi, formand stratul de bariera.
In stratul de bariera, intre sarcinile pozitive si negative se
formeaza un camp electric intern, care se opune continuarii
procesului de recombinare.
Polarizarea jonctiunii pnPolarizare directa
Ca urmare la polarizarea directa, prin jonctiune se stabileste
un curent direct IF cu valoare mare. Se spune ca in polarizare
directa, dioda conduce.Polarizare indirecta
In aceasta situatie, datorita cresterii stratului de bariera,
curentul prin jonctiune este foarte mic. Se spune ca in jonctiunea
polarizata invers nu conduce dioda (este blocata).
Caracteristica jontiunii pnSe refera la variatia curentului prin
dioda in functie de marimea tensiunii de alimentare a acesteia.
Simbolul general al diodei este:
Pe caracteristica diodei se poate stabili punctul de functionare
M care se afla la intersectia caracteristicii din cadranul I cu
dreapta de sarcina. Dreapta de sarcina se obtine prin intermediul
egalitatii: E = R * IA , cu axele:Pentru IA = 0 => E = UAPentru
UA = 0 => E = R * IA => IA = Dispozitive
semiconductoareTipuri de diode semiconductoareDiodele
semiconductoare sunt realizate intr-o paleta larga corespunzatoare
domeniilor de utilizare: diode redresoare, stabilizatoare, varicap
si diode in domeniul frecventelor inalte.
Dioda redresoare dispozitiv semiconductor bazat pe jonctiunea pn
si care este utilizat in polarizare directa.
Particularitati: functie in polarizare directa. In polarizare
inversa se blocheaza, nu lasa sa treaca curentul. Functia din
cadranul I al caracteristicii jonctiunii pn.
Utilizari: in circuitele de redresare din sursele de alimentare
in circuitele de protectie la supratensiune in circuitele de
comanda si control pentru separarea liniilor de comanda
Dioda stabilizatoare de tensiune (Zenner)Este un dispozitiv
semiconductor bazat pe jonctiunea pn si care functioneaza in
polarizare inversa.
Particularitati: functie in polarizare inversa, realizeaza
stabilizarea de tensiune la bornele sale pe baza efectului Zenner.
Foloseste caracteristica jonctiunii pn din cadranul III.
Zenner a identificat in functia jonctiunii la polarizarea
inversa urmatorul fenomen: la variatii mari ale curentului invers
prin jonctiuni, ii corespund variatii mici ale tensiunii de
jonctiune.
Utilizari: ca element stabilizator de tensiune in sursele de
alimentare, in circuitele de protectie, este elementul fundamental
al tuturor stabilizatoarelor.
Dioda Varicap dispozitiv bazat pe jonctiunea pn si care
functioneaza in polarizare inversa.
Particularitati: in polarizare inversa, grosimea stratului de
bariera poate fi controlata in functie de valoarea tensiunii
inverse de alimentare.Jonctiunea se comporta ca o capacitate la
care gradul dielectricului (l0) se modifica o data cu tensiunea de
polarizare. In aceasta situatie se poate reprezenta caracteristica
specifica diodei Varicap:
Tranzistorul BipolarEste un monocristal de Si cu 3 regiuni
semiconductoare si doua jonctiuni. Dupa modul cum sunt dispuse cele
3 regiuni, tranzistoarele bipolare se impart in 2 categorii: pnp si
npn.
Tranzistor Bipolar pnpTranzistor Bipolar npn
Structura interna
Je jonctiune de emitoriJC jonctiune de colectoriB bazaE emitorC
- colectorJe jonctiune de emitoriJC jonctiune de colectoriB bazaE
emitorC - colector
Simboluri
Functia tranzistorului se explica prin efectul de tranzistor:
purtatorii majoritari (golurile, in cazul pnp) primesc energie
suficient de mare pentru a strabate cu usurinta baza, strabat si
jonctiunea polarizata invers, ajungand la iesirea
tranzistorului.Polarizarea TranzistoruluiPentru ca un tranzistor
functioneaza ca sa poata stabili curentul emitor-colector,
jonctiunile trebuie polarizare. Se cunosc 3 metode de
polarizare:
Metode de conectare a tranzistoruluiTranzistorul are 3 pini, si
ca urmare, un terminal este comun, atat pentru intrare cat si
pentru iesire. Se intalesc 3 metode de conectare in functie de care
terminal este comun si care intotdeauna se leaga la masa.
Tranzistoare unipolare si dispozitive multijonctiuneTranzistoare
unipolareSunt cunoscute sub denumirea de tranzisotare cu efect de
camp (TUP = TEC).La acestea, conductivitatea electrica se datoreaza
unui singur tip de purtatori majoritari: electroni (goluri). Se
cunosc doua tipuri de tranzistoare unipolare:1. cu canal initial;
ex: TEC-J2. cu canal indus; ex: TEC-MOSAmbele se pot realiza de tip
n sau p.
TEC-J (de tip n)Este tranzistor cu efect de camp si jonctiune,
la care conductia curentului electric se realizeaza printr-un canal
de tip n, realizat initial in procesul de fabricatie.
D drenaS sursaG grila de comandap,n semiconductor p si n
TEC-MOS (de tip n)MOS = metal, oxid, semiconductorEste un
tranzistor cu efect de camp la care curentul se stabileste
printr-un canal indus in procesul de functionare. Din semnificatia
MOS intelegem ca electronul de grila este separat de semiconductor
printr-un strat de oxid de Si (SiO2).
Utilizari amplificatoare de tensiune si curent in etajele de
radio-frecventa din sistemul de emisie-receptie prime etaje de
prelucrare a semnalelor din instrumentele de masura si control cele
MOS - amplificatoare finale de putereDispozitive
multijonctiuneTiristorul dispozitiv semiconductor cu 4 regiuni
semiconductoare si 3 jonctiuni. Structura si simbolul sunt:
A anodC catodP poarta pentru comanda deschiderii
tranzistorului
Particularitati alimentat cu tensiune continua, se deschide doar
la aplicarea unui impuls de scurta durata pe p si ramane deschis
pana se intrerupe alimentarea cu tensiune continua alimentat cu
tensiune alternativa; se poate deschide pe durata alternantelor
pozitive daca i se aplica un impuls se poate autoamorsa in cazul
unor tensiuni anod-catod mari
Utilizari: in regulatoare de tensiune si curent comanda
motoarelor de curent electric in sursele de alimentare comandate in
sistemele de circuite de comutatieAplificatoare electroniceAsigura
marimea unui semnal electric pe seama energiei de la sursa de
alimentare si au in constructie un dispozitiv neliniar
(tranzistor).
Amplificatorul de semnal mic ASM (amplificatorul RC)
Rolul elementelor componenteT tranzistor bipolar in conexiune
EC, divizori rezistivi pentru polarizarea bazei tranzistoriale. Se
asigura o tensiune UBE suficient de mare ca tranzistorul sa se
deschida in regim static (fara semnal de intrare). Se spune ca
tranzistorul, si deci, amplificatorul, lucreaza in clasa A.RC
rezistenta de colector = sarcina tranzistorului, limiteaza curentul
prin tranzistorRE rezistenta de emitor, are rol de protectie asupra
tranzistorului, limitand tendinta de ambalaj termicCE condensator
de emitor; decupleaza emitorul in regim de functionare cu semnal la
intrare. Prin el se va inchide doar curentul variabil al
tranzistorului, curent desemnat de semnalul de intrareCB, Co
condensatoare de separare din punct de vedere al curentului
continuu; ele lasa sa treaca semnalele (ui, us)ECC sursa de
alimentare in curent continuu
Utilizari asigura amplificarea semnalelor mici de iesire din
sistemele automate, motiv pentru care se numesc preamplificatoare
de semnal.
Repetorul pe emitorEste un etaj de amplificare mai mult in
curent decat in tensiune, se foloseste ca etaj de adaptare
(tampon), asigurand: adaptarea de impendante in etaje transferul
maxim de putere amplificarea in curent este folosit intr-o banda
larga de frecvente
Particularitati: nu are sarcina in colector sarcina este in
emitor RE (max 100) nu are condensator de decuplare al emitorului
iesirea se face din emitor tensiunea us ui si de aceeasi faza
Amplificatorul operationalEste un ansamblu de circuite
electronice care asigura amplificari ale semnalelor de ordinul 105
ori. Se realizeaza sub forma de CI de tip analogic, raspandit in
domeniile tehnice.
Structura
RE repetor cu emitorPSM - preamplificatorAD amplificator
diferentialAP amplifitcator de putere tensiunea de intrare la
intrare pozitiva, intrare neinversatoare tensiune de intrare
aplicata la intrarea inversoareAceste doua intrari sunt intrari
asimetrice: e marcheaza tensiunea de intrare simetrica
0 tensiune de iesire simetrica
rezistenta de intrare: mare si foarte mare (100 k 1 m sau 1 m 10
m) rezistenta de iesire: mica (30 70 ) este un amplificator de
putere tensiunea de offset tensiunea ce ar trebui aplicata la
intrare pentru compensarea dezechilibrelor unor circuite aflate
incat tensiunea de la iesire sa fie nula. curentii de intrare sunt
mici amplificarea in bucla deschisa 105 ori
Aplicatii1. Amplificatorul Operational inversor
R1 limiteaza curentul de intrareR2 rezistenta de reactie2.
Amplificatorul Operational neinversor
3. Amplificatorul Operational sumator
Sursa de alimentare clasica
Tr dispozitiv electromagnetic care transorma tensiunea
alternativa cu valoare efectiva mare in tensiune alternanta cu
valoare efectiva mica (coborator de tensiune)R redresor; are rolul
de a transofrma tensiunea alternanta in tensiune continua de natura
pulsatorie; este format dintr-o dioda redresoare de monoalternanta,
si 2 sau 4 diode redresoare de dubla alternantaF filtrul (de
netezire); are rolul de a elimina pulsatiile de la iesirea
redresoruluiSt stabilizator de tensiune continua; este un circuit
electronic a carui functionare se bazeaza pe particularitatile
diodei stabilizatoare de tensiune
Redresorul cu dubla alternanta
FunctionareTensiunea alternativa u2 de la iesirea
transformatorului va determina pe intervale de timp succesive
polarizarea directa a unor perechi de diode si conducerea acestora
astfel: pentru alternanta pozitiva sunt polarizate direct D1 si D2,
iar pentru alternanta negativa se vor deschide diodele D3 si D4.
Curentul se stabileste in acelasi sens prin condensatorul C pe care
il incarca. Procesul de incarcare si descarcare a condensatorului
de filtraj duce la micsorarea ondulatiei tensiunii redresate.
Utilizari Aparatele de masura si control Surse stationare de
alimentare pentru verificari si masurari
Stabilizatoare de tensiune circuite electronice care asigura
mentinerea la iesire a unei tensiuni constante atunci cand
tennsiunea continua de la i prezinta ondulatii sau variatii
intamplatoare.
Stabilizator de tensiune cu transistor regulator serie
Rolul elementelorT tranzistor npn cu rol de regulator de curent,
se afla conectat in serie cu sarcina RsDz dioda stabilizatoare de
tensiune, este polarizata invers, are proprietatea ca la variatii
mari ale curentului prin dioda, tensiunea Uz ramane constantaR1
rezistor cu rol de protectie pentru Dz, limitand valoarea
curentului ce poate trece prin dioda.
Functionare:Cand U1 = constant se stabileste prin Dz curentul Iz
pe circuitul: +u1, R1, Dz, -ui. Tensiunea Uz de la capetele diodei
se aplica pe baza tranzistorului T. Tranzistorul se va deschide
pentru un curent constant, care va trece si prin sarcina, pe
circuitul: +ui, CET,R3, -ui.Pentru acest curent, , la iesire, se
obtine u0 constant ca valoare. Marimea acesteia este: u0 = uz -
In situatia in care u1 prezinta variatii (rezonabile = 2, 3 V),
potrivit legii lui Ohm, pe circuitul de intrare al diodei, curentul
va cunoaste si el cresteri/scaderi, potrivit relatiei.u1 = IZR1 +
uZ (constant)Variatia de curent IZ nu modifica tensiunea uZ, dar se
va modifica caderea de tensiune pe R1. In aceasta situatie, chiar
daca u1 este variabil, uz = constant si, deci, tranzistorul isi va
pastra curentul ICE constant, cea ce va mentine la iesirea
stabilizatorului o tensiune u0 = constanta.
Sursa de alimentare cu redresor comandat
Rolul elementelor:Tr1 transofrmator de reteaTh tiristor, este o
dioda redresoare comandata, se deschide numai in momentul aplicatii
pe grila de comanda a unui impuls pozitiv de scruta durata, si daca
pe anod este aplicata alternanta pozitivaD dioda redresoare cu
valoare de protectieTr3 transformator cu impulsuri, are primarul
conectat la circuitul de comanda, iar secundarul este conectat
catre poarta tiristorului pentru aplicarea tensiunii de comanda
uCTr2 transformator pentru alimentarea si sincronizarea circuitului
de comanda, astfel incat uc va fi generat doar pe durata
alternantelor pozitive u2Circuitul de comanda circuit electronic
care permite generarea unor impulsuri pozitive de durata a caror
pozitie este controlata cu ajutorul potentiometrului P.
Sursa de alimentare in comutatieEste un circuit electric care
asigura pentru consum, ca sarcina variabila, o energie
electromagnetica de natura continua prin controlul digital al
energiei intr-un acumulator reactiv.Domenii de utilizare:
calculatoare electronice sisteme moderne de radio receptie
instalatii termice si tehnologice care au consum mare de energie si
variabil de la un moment la altul
Rolul elementelorPR punte redresoare de retea, transforma
tensiunea alternativa a retelei in tensiune continua de natura
pulsatorieCF condensator de filtraj, micsoreaza ondulatia tensiunii
redresateK comutator electronic: tranzistor de putere care lucreaza
in comutatie, trece din stare blocat in stare de conductie sub
actiunea impulsurilor de comanda primite pe bazaTr transformator cu
rol de acumulator de energie; are miezul feromagnetic din ferita,
ceea ce ii permite sa lucreze la frecvente de ordinul zecilor de
kHz. Secundarele alimenteaza celula redresoare si de filtrare
pentru obtinerea mai multor tensiuni continueLc infasurarea de
sarcina ce alimenteaza un consumator. De aici, se ia legatura cu
reactia pentru controlul consumului din sarcinaCircuit de comanda
este un circuit electric care genereaza semnale de comanda.
Frecventa acestor impulsuri creste daca este nevoie ca un sa fie
mai mare si scade daca un trebuie sa fie mai mica.Comutatorul
electric asigura prin influemta primara a transformatorului un
curent variabil ip. Curentul va genera un flux magnetic variabil
care va induce in secundarul L-Ln tensiune electromotoare, al caror
marimi depind de timp, si viteza fluxului.e = Viteza de reactie a
fluxului si marimea tensiunilor induse in secundarul u-un depinde
de frecventa impulsurilor de comanda. In practica, aceasta
frecventa este cuprinsa intre 18 si 20 de kHz.
Circuite logiceSunt circuite care efectueaza operatii de natura
logica. Stim ca in algebra logica se opereaza cu doua valori: 0 si
1, care, in electronica, sunt denumite bit. In algebra Booleiana
operatorii logici fundamentali sunt:a) NU NOTb) SI ANDc) SAU
ORCombinatii ale acestora:SI - NU = NU + SISAU NU = NU + SAU
Corespunzator acestor functii logice fundamentale au fost
realizate, prin contributia lui Cloud Shamon, circuite logice
fundamentale parti logice.In electronica se opereaza, fie cu
nivelul de tensiune 0 si 5V, fie cu impulsuri de scurta durata. A
fost stabilita ca logica de baza logica pozitiva, potrivit careia,
pentru 0V -> starea logica 0, 5V -> starea logica 1.
Circuite logice fundamentalea) Negator (NU)
b) SI (produs)
c) SAU (sumator)
Circuite BasculanteComutatia este procesul de trecere rapida a
unui dispozitiv neliniar (transformator) din starea blocat in
starea deschis la saturatie. Circuitele basculante sunt circuite
electrice, de regula cu 2 tranzistoare si alte elemente RC la care
tranzistorul lucreaza in comutatie, in antifaza, adica, atunci cand
unul e deschis celalalt este inchis.Circuit basculant A-stabil
(ABA)Nu are nicio stare stabila, el oscileaza functional in mod
liber, generand la cele 2 iesiri pe care le are, semnale de functie
dreptunghiulara in antifaza.
Frecventa de basculare, precum si intervalele t1 si t2 sunt
delimitate de parametrii unor el. RC aflate in constructia
circuitului. Astfel de circuite sunt utilizare ca generatoare de
tact GT. La randul lor, acestea sunt circuite care dirijeaza in
sisteme de calcul, in sisteme cu microprocesor si in structura
procesorului, viteza de lucru.
Circuit basculant monostabilEste circuitul basculant care are o
singura stare de functionare stabila si din care poate fi scos
numai prin aplicarea unui impuls de comanda exterior. Odata scos
din starea stabila, va reveni din nou in aceasta dupa un interval
de timp prestabilit. Astfel de circuite sunt utilizare in sisteme
cu temporizare.
Circuit basculant bistabilAre doua stari stabile, trecerea
dintr-o stare in alta se face numai sub actiunea unui impuls de
scurta durata, aplicat din exterior. Astfel de circuite au
posibilitatea de a memora stari logice 0 sau 1. Tipuri de circuite:
CBB-RS ; CBB-JKCBB-RS: S set (serie), R reset (sterge)
Structura interna:
Q(t1) starea iesirii Q, imediat dupa aplicarea comenzii la
intrareQ(t) starea inainte de aplicarea comenzii
CBB-JK: J jump, K keep
Structura interna:
Utilitate: Divizoare u2 Elemente de memorare cu ajutorul carora
sunt construite registrele de memorare, registrele de acumulare de
date, registrle ede calcul aritmetic, registrle pentru stivele de
lucru Numaratoare stau la baza convertoarelor analog-digitale si
asigura caderea binara a numerelor zecimale
Numarator binar cu 3 CBB-JK (cu 3 digits)