1. POLUVODIKE DIODE SVOJSTVA, SNIMANJE STRUJNO NAPONSKE
KARAKTERISTIKE DIODE, PROPUSNI I NEPROPUSNI SMJERPoluvodii: naziv
rezerviran za materijale ija vodljivost ovisi o istoi/sastavu
materijala ili o vanjskim uvjetima (temperatura, svijetlost,...).
Dioda je nelinearni poluvodiki elektroniki element s dva prikljuka
koji posjeduje ispravljaka svojstva. Diode se mogu razvrstati po
materijalu na kojemu su raene (silicij, germanij, galijev arsenid,
silicijev karbid) i po tipu (ispravljake, svijetlee, foto-diode,
Zener-diode, Schottky-diode, tunel-diode itd.). Poluvodike diode se
izvode se temelju pn-spoja ili na temelju spoja metalpoluvodi.
Poluvodike diode proputaju struju u samo jednom smjeru.
2. VODLJIVOST I OTPORVodii su tvari koje imaju dobru vodljivost
elektrine struje, tj. imaju slabo vezane elektrone u vanjskoj
ljusci za koje su potrebne male koliine energije da bi se
oslobodili vezeIzolatori su tvari koji imaju lou vodljivost. Imaju
vrsto vezane elektrone u vanjskoj ljusci i radi toga nisu dobri
vodii elektrine struje.
3. P I N SPOJ, PRINCIP RADA PN SPOJA. DONORI I AKCEPTORIP-N spoj
se moe stvoriti dopiranjem susjednih podruja poluvodia s p-tipom i
n- tipom donora. Ako je pozitivni napon polarizacije spojen na sloj
p-tipa tada su dominantni pozitivni nosioci (upljine) gurnute prema
spoju. Istovremeno, dominantni negativni nosioci (elektroni) u
materijalu n-tipa su privueni prema spoju. Sve dok postoji mnotvo
nosioca na spoju, spoj se ponaa kao vodi, i napon spojen na
krajevima p-n spoja stvara struju. Kako su oblaci upljina i
elektrona primorani da se preklapaju, elektroni padaju u upljine i
postaju dio populacije nepominih kovalentnih veza. Meutim, ako je
polarizacijski napon okrenut, upljine i elektroni su odvueni od
spoja. Stoga se na spoju stvara vrlo mali broj novih parova
elektron/upljina, postojei slobodni nosioci su natjerani da ostave
osiromaeni sloj, (koji je vrlo uzak i nalazi se izmeu p i n sloja);
podruje razmjerno nevodljivog silicija.
4. POLUVALNI i PUNOVALNI ISPRAVLJAPoluvalni ispravlja je sklop
koji se slui za proputanje samo jedne poluperiode izmjeninog
napona. Tipian predstavnik poluvalnih ispravljaa je samo jedna
dioda spojena serijski s troilom. Budui da proputa samo jednu
poluperiodu ulaznog izmjeninog napona, uinkovitost ovakvog sklopa
je manje od 50%.Punovalni ispravlja moe biti realiziran s dvije
diode i transformatorom s dva sekundarna namotaja. Prilikom
pozitivne poluperiode, na gornjem namotu je takoer pozitivna
poluperioda, pa vodi dioda D1, dok u drugom sluaju, kada je
negativna poluperioda, voditi e dioda D2. Tako se osigurava
punovalno ispravljanje izmjeninog napona.
5. GRETZOV SPOJGretzov spoj ili diodni most je predstavlja
povezivanje etiri (ili vie kod viefaznih sistema) dioda u krug na
ijem se izlazu dobija napon jednosmjernog polariteta bez obzira
kakav je polaritet na ulazu. Gretzov spoj se koristi kod ispravljaa
za pretvaranje naizmenine struje u jednosmernu struju. Gretzov spoj
omoguava punotalasno ispravljanje naizmeninog napona.
6. BIPOLARNI TRANZISTORBipolarni su tranzistori graeni tako da
dopiranjem istog poluvodia, npr. silicija ili germanija, nastaje
struktura u kojoj se izmeu dva podruja istog tipa vodljivosti (P
ili N) nalazi podruje suprotnog tipa vodljivosti (N ili P). Ovisno
o tome mogua su dva tipa bipolarnih tranzistora koji se oznaavaju
kao: PNP (pozitivno-negativno-pozitivno) NPN
(negativno-pozitivno-negativno)Kod bipolarnih tranzistora
razlikujemo: bazu [B] emiter [E] kolektor [C]
7. HALLOV GENERATORHallov generator je izvor napona, razdvajanje
elektrinih struja temelji se na magnetsku snagu na elektron
struje.
U magnetskom polju, imamo nekoliko mikrona debljine sloja
poluvodia. Magnetske sile uzrokuju odstupanje od osnovne sile u
smjeru strujanja elektrona, a time i viak negativnih elektrinih
sila na jednom rubu sloja.
Razliiti statiki elektricitet je uzrok elektrinog napona izmeu
dva rubova poluvodikih slojeva.
Hallov generator omoguuje neizravna mjerenja struje i gustoe
magnetskog toka, te je takoer koristan u kontroli i upravljake
tehnologije.
8. RADNA TOKAKad se trai radna toka tranzistora trai se struja
koja tee kroz kolektor , napon izmeu kolektora i emitera,i struja
baze. Prvo naemo struju baze jer je ona odreena sa naponom Ubb ,
Ube , i otporom Rb . Znai struja baze je Ib. Kirchoff-ov. zakon za
napone : Ubb = Ib * Rb + Ube odavde izvuemoIb =(Ubb-Ube)/Rb.Struja
kolektora i baze su povezane formulom Ic/Ib = beta. Odavde naemo Ic
= beta * Ib.Radna toka Q je presjecite U-I karakteristikaU radnoj
toki definirani su statiki i dinamiki otpor nelinearnog elementa.
Statiki otpor je odnos Uq/Iq, dok je dinamiki jednak odnosu
promjene napona i odgovarajue promjene struje (U/I). Dobiva se iz
nagiba tangente na karakteristiku nelinearnog elementa u radnoj
toki(pink linija)
9. RAZLIKA IZMEU VODIA, POLUVODIA I IZOLATORAPoluvodi (engl.
semiconductor) je materijal koji ima elektrinu vodljivost u sredini
izmeu izolatora i vodia. Poluvodi postaje izolator na vrlo niskim
temperaturama, a na sobnoj temperaturi postaje elektriki vodljiv,
iako je ta vodljivost znatno manja nego to je vodljivost vodia.
Najee koriteni poluvodiki materijali su silicij, germanij, galijev
arsenid i indijev fosfid.Poluvodi moemo razlikovati od vodia zbog
injenice da, na apsolutnoj nuli, najvii popunjeni energetski nivo
elektrona kod poluvodia je potpuno popunjen, dok je kod vodia samo
djelomino popunjen.Razlika izmeu poluvodia i izolatora je malo vie
proizvoljna. Poluvodi ima energetski procjep koji je dovoljno mali
tako da je vodljivi pojas na sobnoj temperaturi znatno termiki
popunjen elektronima, meutim izolator ima energetski procjep koji
je preirok da bi broj termikih elektrona u vodljivom pojasu na
sobnoj temperaturi bio mjerljiv.
10. POLUVODII P I N TIPAN-tip:Svrha dopiranja n-tipa je da se
stvori mnotvo pokretnih elektrona ili elektrona nosioca u
materijalu. Kao pomo u razumijevanju kako se postie dopiranje
n-tipa razmotrit emo na primjeru silicija (Si). Atom silicija ima
etiri valenta elektrona, od kojih je svaki kovalentno vezan za
jedan od etiri elektrona susjednog atoma silicija. Ako se u
kristalnu reetku umjesto atoma silicija ugradi atom sa pet
valentnih elektrona (grupa V u periodnom sustavu elemenata, npr.
fosfor (P), arsen (As), or antimon (Sb)), tada e atom imati etiri
kovalentne veze i jedan slobodni elektron. Taj jedan slobodni
elektron je dosta slabo vezan za atom i lako se moe pobuditi da
prijee u vodljivi pojas.P-tip:Svrha dopiranja p-tipa je stvaranje
mnotva upljina. U sluaju silicija se u kristalnoj reetci nadomjeta
trovalentni atom (kao to je bor). Rezultat je da nedostaje jedan od
etiri kovalentne veze uobiajene u reetci silicija. Na taj nain atom
dopanda moe prihvatiti elektron iz atoma vezanog u susjednu
kovalentnu vezu za popunjavanje etvrte veze. Takvi se dopandi
nazivaju akceptori. Atomi dopanda prihvaaju elektrone, uzrokujui
nedostatak jedne veze sa susjednim atomom to rezultira formiranjem
upljine. Pojedina upljina je povezana s okolnim negativno nabijenim
ionom dopanda pa poluvodi ostaje elektriki neutralan kao cjelina.
Jednom kad je upljina odlutala unutar reetke, jedan proton u atomu
e biti izloen, na mjestu gdje je prije bila upljina, i nee ga vie
biti mogue prebrisati drugim elektronom. Iz tog razloga se upljina
ponaa kao nosioc pozitivnog naboja.
11. NAZIVNA STRUJANazivna struja (IN) je struja kroz linijsku
stezaljku transformatora ija vrijednost je odreena nazivnom snagom
i nazivnim naponom.Za jednofazne transformatore:
NAZIVNI NAPONNazivni napon (UN) je napon na koji se
transformator prikljuuje ili koji se pojavljuje u praznom hodu
izmeu stezaljki transformatora.12. SKIN EFEKTPri vrlo visokim
frekvencijama nejednolikost gustoe struje jetako velika da ona
gotovo iezava u unutrasnjosti vodica i koncentrira se samo u
povrsinskim slojevima.
13. KARAKTERISTIKE NTC i PTC TERMISTORA PTC (engl. Positive
Temperature Coefficient) otpornik je otpornik s pozitivnim
temperaturnim koeficijentom. Kako raste temperatura tako se i otpor
PTC-a poveava. PTC-i se esto mogu nai u televizorima u serijskom
spoju s demagnetizirajuim namotom gdje se koriste za osiguravanje
kratkotrajnog strujnog udara kroz zavojnicu kada je televizor
ukljuen. NTC (engl. Negative Temperature Coefficient) otpornik je
takoer temperaturno ovisan otpornik, ali s negativnim temperaturnim
koeficijentom. Kada se temperatura poveava otpor NTC-a pada. NTC-i
se esto koriste u jednostavnim temperaturnim detektorima i mjernim
instrumentima.
14. PULUVODIKA OSJETILA (SENZORI)Senzor ili pretvornik je ureaj
koji mjeri fizikalnu veliinu (npr. temperature, vlanosti zraka,
tlaka, broj okretaja motora) i pretvara ju u signal pogodan za
daljnju obradu (najee u elektrini signal).
15. KONDENZATORElektrini kondenzator (u elektrotehnici samo
kondenzator) spremnik je statikog elektriciteta i energije
elektrinog polja koje nastaje u prostoru izmeu dva elektriki
vodljiva tijela zbog razdvajanja elektrinog naboja.Karakteristina
veliina kondenzatora je elektrini kapacitet (C) koji se izraava u
faradima (F).I na kraju napon Uce, znai opet Kirchoff-ov. zakon za
napone Ucc = Uce + Ic * Rc i odavde je Uce = Ucc - Ic * Rc.
