ELECTRONICAXI DISPOZITIVE ELECTRONICE.pdf

Ministerul Educaţiei şi Cercetării Programul PHARE TVET RO 2002/000-586.05.01.02.01.01

AAUUXXIILLIIAARR CCUURRRRIICCUULLAARR CCLLAASSAA aa XXII--aa

DOMENIUL: ELECTRONICĂ SI AUTOMATIZĂRI

CALIFICAREA:

ELECTRONIST PENTRU APARATE ŞI ECHIPAMENTE DE

AUTOMATIZĂRI

NIVELUL: 2

MODULUL: DISPOZITIVE ELECTRONICE

2005

AUTOR:

prof. DAROLŢI MARIANA Grup Şcolar „ George Bariţiu Baia Mare

CONSULTANŢA:

Dana Stroie-expert CNDIPT

Remus Cazacu-expert local

Modulul: DISPOZITIVE ELECTRONICE

Domeniul: ELECTRONICĂ ŞI AUTOMATIZĂRI Calificarea: Electronist pentru aparate şi echipamente de automatizări Nivelul 2

3

CUPRINS

Cap. I. Introducere 4

1.1. Argument 4

1.2. Unităţi de competenţă vizate de modulul tehnologie electronică 6

1.3. Obiective 6

Cap. II Materiale de referinţă 7

2.1. Fişa conspect 1 – Tranzistoare unipolare 7

2.2.FOLIA 1-Comparaţie între tranzistoarele bipolare şi unipolare (TEC) 10

2.3. Fişa conspect 2 – Tiristoare 11

2.4. Fişa conspect 3 – Triacul; Diacul 14

2.5. Folie 2 – Dispozitive electronice 15

2.6. Glosar de termeni 16

Cap. III. Activităţi pentru elevi 17

3.1. Fişa de descriere a activităţii 17

3.2. Fişa pentru înregistrarea progresului elevului 18

3.3. Fişa de feed-back a activităţii 19

3.4. Exerciţii şi activităţi 20

3.5. Teste de evaluare 29

Cap. IV. Soluţii şi sugestii metodologice 31

Bibliografie 33



4

Cap. I. INTRODUCERE

1.1. Argument

Prezentul material se adresează profesorilor care predau la Şcoala de Arte şi

Meserii, nivelul 2, domeniul ELECTRONICĂ şi AUTOMATIZĂRI, calificarea,

Electronist pentru aparate şi echipamente de automatizări.

Modulul pentru care a fost elaborat acest material auxiliar de învăţare este

Modulul 1: DISPOZITIVE ELECTRONICE, pentru clasa a XI-a SAM, anul de completare.

Auxiliarul didactic oferă doar câteva sugestii metodologice şi are drept scop

orientarea activităţii profesorului şi stimularea creativităţii lui.

Prin conţinutul auxiliarului se doreşte sporirea interesului elevului pentru

formarea abilităţilor din domeniul tehnic prin implicarea lui interactivă în propria formare.

Activităţile propuse elevilor, exerciţiile şi rezolvările lor urmăresc atingerea

majorităţii criteriilor de performanţă respectând condiţiile de aplicabilitate cuprinse în

Standardele de Pregătire Profesională.

Auxiliarul curricular poate fi folositor în predarea modulului Dispozitive

electronice, conţinând folii transparente, fişe conspect, teste de evaluare utile

profesorilor. Sugestiile pentru activităţile cu elevii folosesc metode active de învăţare ale

elevilor: vizual, auditiv şi practic. Alegerea activităţilor s-a făcut ţinând seama de nivelul

de cunoştinţe al elevilor de clasa a XI-a, enunţurile fiind formulate într-un limbaj adecvat

şi accesibil.

Activităţile propuse pot fi evaluate folosind diverse tehnici şi instrumente de

evaluare: probe orale, scrise, practice, observarea activităţii şi comportamentului

Acest auxiliar nu acoperă toate cerinţele din Standardele de

Pregătire Profesională.

Obţinerea ceritificatului de calificare pentru fiecare nivel

presupune validarea integrală a competenţelor din Standardele de

Pregătire Profesională.



5

elevului consemnată în fişe de evaluare, fişe de feed-back şi de progres a elevului.

Rezultatele activităţilor desfăşurate şi ale evaluărilor, colectate atât de profesor

cât şi de elev, trebuie strânse şi organizate astfel încât informaţiile să poată fi regăsite

cu uşurinţă:

elevilor le pot fi necesare pentru actualizarea, pentru reluarea unor

secvenţe la care nu au obţinut feed-back pozitiv;

profesorilor le pot fi necesare ca dovezi ale progresului înregistrat de elev

şi ca dovezi de evaluare.



6

1.2. UNITĂŢI DE COMPETENŢĂ VIZATE DE MODULUL DISPOZITIVE ELECTRONICE

Unitatea de competenţă: Utilizarea dispozitivelor electronice discrete

Competenţe:

♦ C 1 : Identifică dispozitivele electronice discrete

♦ C 2 : Selectează dispozitivele electronice discrete

♦ C 3 : Determină funcţionalitatea dispozitivelor discrete într-un montaj

♦ C 4 : Verifică funcţionalitatea dispozitivelor electronice discrete.

1.3. OBIECTIVE

După parcurgerea modului Dispozitive electronice elevii vor fi capabili să:

recunoască dispozitivele electronice discrete după simbol, marcaj, aspect

fizic.

identifice terminalele dispozitivelor electronice discrete: tranzistoare

bipolare, tranzistoare cu efect de câmp, tiristoare, triacuri, diacuri

interpreteze datele de marcaj folosind cataloage de componente

precizeze parametrii electrici specifici

interpreteze parametrii limită conform datelor de catalog

aleagă dispozitivele echivalente după parametrii limită şi domeniul

frecvenţelor de lucru

stabilească tipul de conexiune a dispozitivului electronic într-o schemă

dată

recunoască regimurile de funcţionare

polarizeze dispozitivul electronic în funcţie de regimul de funcţionare

măsoare parametrii

identifice defectele specifice: întreruperea sau scurtcircuitarea joncţiunilor,

modificarea parametrilor electrici.



7

Cap. II. MATERIALE DE REFERINŢĂ

2.1. FIŞĂ CONSPECT 1

Tranzistoarele unipolare asigură conducţia printr-un singur tip de purtători de

sarcină (fie e- , fie goluri+ ).

Comanda curentului în tranzistor se realizează cu un câmp electric motiv pentru

care se mai numesc tranzistoare cu efect de câmp (TEC).

Are 3 sau 4 terminale : - sursă (S)

- drenă (D)

- grilă (G) sau poartă (P)

- bază (B) sau substrat, care poate fi legat cu G, în

interiorul capsulei.

Zona din semiconductor prin care se deplasează purtătorii de sarcină (calea de

curent) de la sursă la drenă, se numeşte canal.

După natura semiconductorului, canalul poate fi de tip n sau de tip p.

După modul de variaţie a rezistenţei canalului, datorită grilei de comandă, pot fi:

- cu grilă joncţiune → TEC-J

- cu grilă izolată → TEC-MOS

La TEC-J câmpul electric de comandă se obţine prin polarizarea inversă a unei

joncţiuni.

La TEC-MOS câmpul electric se creează prin aplicarea unei tensiuni între G şi S.

G şi S sunt separate printr-un izolator foarte bun, uzual un oxid, rezultând o structură

metal-oxid-semiconductor (MOS).

TRANZISTOARE UNIPOLARE



8

Curentul prin canalul n este format din sarcini negative (electroni), deci polaritatea drenei faţă de sursă trebuie să fie pozitivă. Polarizarea negativă a grilei G introduce un efect de respingere electrostatică a electronilor spre centrul canalului. Cu cât negativarea grilei este mai intensă, cu atât se reduce mai mult secţiunea canalului, cu efect de creştere a rezistenţei între sursă şi drenă şi implicit de micşorare a curentului de drenă. Structura unui TEC-J cu canal p este asemănătoare cu structura TEC-J cu canal n, cu observaţia că se inversează structurile p şi n între ele, precum şi polarităţile bornelor G şi D. În acest caz, curentul prin canalul p este format din sarcinile pozitive, antrenate spre drena polarizată negativ. Datorită celor două joncţiuni polarizate invers, curentul de grilă este practice nul. Sensul săgeţii din grilă – în prelungire spre sursă – indică sensul tehnic al curentului în sursă şi implicit al curentului între drenă şi sursă. Din sensul curentului de drenă rezultă polaritatea drenei (faţă de sursă). Tipul canalului (p sau n) şi polaritatea grilei (faţă de sursă) sunt opuse polarităţii drenei. De exemplu pentru un TEC-J cu canal n, prelungirea săgeţii arată sensul tehnic de circulaţie, spre exterior a curentului sursei, rezultând astfel sensul curentului de drenă (de la drenă spre sursă). Deci, faţă de sursă, drena va fi polarizată pozitiv, canalul va fi de tip n (semn invers faţă de D), iar grila faţă de sursă va fi polarizată negativ (aceeaşi polaritate cu a canalului). Caracteristicile statice de ieşire reprezintă variaţia curentului de drenă în funcţie de tensiunea între drenă şi sursă, atunci când se menţine constantă tensiunea grilă-sursă.

TEC-J



9

Curentul de drenă are valoarea maximă atunci când tensiunea UGS=0 . Valoarea lui este cu atât mai mare cu cât tensiunea de drenă este mai mare. Caracteristica de transfer reprezintă variaţia curentului de drenă în funcţie de tensiunea pe grilă, pentru o anumită valoare a tensiunii de drenă. Parametrii specifici:

curentul IDmax este curentul de drenă maxim garantat de fabricant curentul IDSS pentru UGS=0 este curentul de saturaţie pentru tensiunea de grilă nulă

tensiunea de prag (de tăiere) este tensiunea de grilă pentru care curentul prin tranzistor se anulează

ID= f(UDS) când UGS= ct.

ID= f(UGS) când UDS=ct.



10

2.2. FOLIE 1

Comparaţie între tranzistoarele bipolare şi unipolare (TEC)

Observaţie: Protecţia internă a dispozitivelor TEC-MOS împotriva străpungerii prin câmp electric se realizează prin diode înglobate în capsulă, iar protecţia externă prin scurtcircuitarea terminalelor (cu un inel) şi respectarea unor tehnologii speciale de testare, montare şi depănare.

Tranzistoarele cu efect de câmp sunt larg utilizate în prezent, datorită

avantajelor pe care le oferă în circuitele integrate şi în integrarea pe scară largă (Large Scale Integration LSI). Aceste tranzistoare sunt considerate dispozitive de viitor, de primă importanţă. Analiza comparativă a tranzistoarelor bipolare şi a celor unipolare scoate în evidenţă particularităţile tranzistoarelor unipolare şi principalele avantaje ale acestora:

1. Tranzistorul bipolar este un dispozitiv „comandat în curent”, iar TEC, un dispozitiv comandat în tensiune. Tranzistoarele unipolare sunt dispozitive a căror comportare este determinată de un singur tip de purtători de sarcină. 2. Impedanţa de intrare emitor-bază a tranzistoarelor bipolare este mică – de

ordinul x (0.1 … 1) kΩΩΩΩ - reprezentând impedanţa unei diode polarizate direct. Tranzistoarele unipolare au impedanţă de intrare foarte mare – de ordinul x 100 MΩΩΩΩ. La TEC-J, această impedanţă corespunde unei joncţiuni polarizate invers (în circuitul de intrare grilă-sursă).

3. Tranzistoarele cu efect de câmp prezintă o capacitate de intrare şi ieşire mai redusă, comparativ cu cele bipolare, ceea ce le conferă avantaje la amplificarea semnalelor de frecvenţe înalte.

4. Structurile TEC-MOS se obţin cu o tehnologie mai simplă decât tranzistoarele bipolare (circuitele integrate TEC-MOS se formează prin utilizarea a numai 2/3 din numărul de operaţii necesar circuitelor integrate bipolare) şi implicit, au un preţ de cost mai redus.

5. TEC prezintă unele dezavantaje faţă de tranzistoarele bipolare, cum ar fi: • viteză de comutaţie mai redusă • tensiune de saturaţie mai mare • pericol de distrugere în prezenţa câmpurilor electrice, prin

străpungerea instalaţiei dintre grilă şi substrat (la tranzistoarele TEC-MOS).



11


Structură Simbol

TIRISTOARE

J3

p

n

p

n

J1

J2

ANOD

GRILĂ

CATOD

A

G

K

Generalităţi Tiristorul este un „redresor cu siliciu comandat”, care în lipsa semnalului de

comandă, blochează trecerea curentului în ambele sensuri. La apariţia unui impuls de comandă, tiristorul ajunge în stare de conducţie, permiţând trecerea curentului într-un singur sens.

Constructiv, tiristorul este alcătuit din trei joncţiuni semiconductoare pn notate cu J1, J2, J3 (patru straturi pnpn). Regiunea extremă p este anodul A, regiunea extremă n constituie catodul K iar regiunea intermediară p reprezintă electrodul de comandă, numit grilă G (în limba engleză GATE=poartă). Sensul direct de conducţie a tiristorului este de la anod la catod. Joncţiunea J3 se numeşte joncţiune de comandă.

Tiristorul ca element de comutaţie Toate dispozitivele de comutaţie inclusiv tiristorul, posedă două stări extreme de funcţionare: blocare şi conducţie. Trecerea tiristorului din starea blocată în starea de conducţie se realizează cu ajutorul grilei (electrod de comandă).



12

- în stare blocată, tiristorul este dezamorsat şi se comportă între anod şi catod ca un întrerupător deschis (rezistenţă anod-catod foarte mare – până la zeci de MΩΩΩΩ, curent anodic neglijabil şi tensiune anod-catod egală cu tensiunea de alimentare). - în stare de conducţie, tiristorul este amorsat şi între anod-catod se comportă ca un întrerupător închis (rezistenţă anod-catod neglijabilă – ohmi sau zeci de ohmi, curent anodic egal cu curentul de sarcină şi cădere de tensiune foarte mică 1…2 V)

Caracteristica şi parametrii principali ai tiristorului

Caracteristica tensiune-curent a tiristorului permite definirea principalilor parametrii ai tiristorului, specificaţi şi în cataloagele firmelor producătoare:

- Curentul mediu redresat Imax sau curentul nominal al tiristorului= valoarea recomandată de firma producătoare pentru curentul tiristorului în conducţie şi care asigură o funcţionare îndelungată. Producătorii specifică valoarea lui Imax pentru tiristoare cu un anumit tip de radiator sau fără radiator.

- Tensiunea inversă de vârf de lucru în stare blocată Uinv max = tensiunea de vârf maximă admisă, la funcţionare în stare blocată, cu polarizare inversă.

- Tensiunea directă de vârf de lucru în stare blocată UAK max = tensiunea de vârf maxim admisă, la funcţionare în stare blocată, cu polarizare directă.

- Curentul continuu de menţinere Imin = curentul continuu minim care trebuie să circule prin tiristorul amorsat, pentru ca tiristorul să se menţină în stare de conducţie .

- Curentul de grilă de amorsare IGT = curentul de grilă minim necesar pentru a provoca amorsarea.

- Tensiunea de amorsare VGT = tensiunea între grilă şi catod pentru care tiristorul se amorsează cu certitudine (pentru o tensiune mică anod-catod).

Observaţie: Alegerea tiristoarelor se face astfel încât curentul de sarcină să fie cu 20…30% mai mic decât valoarea de catalog I0 iar tensiunea de polarizare directă şi inversă, pe tiristorul blocat să nu depăşească valorile de catalog.



13

Caracteristica curent-tensiune a tiristorului

Caracteristica tiristorului pentru diferite tensiuni aplicate pe poartă:

Tiristorul este un dispozitiv unidirecţional, adică se poate comanda prin grilă (poartă) numai la polarizare directă (+ pe anod). Polarizat invers el se comportă ca o diodă redresoare blocată. Dezamorsarea tiristorului se obţine prin reducerea curentului anodic sub valoarea curentului de menţinere sau prin inversarea polarităţii tensiunii aplicate între anod şi catod.



14


TRIACUL

Este un dispozitiv semiconductor echivalent cu 2 tiristoare în antiparalel montate în aceeaşi capsulă, având un singur electrod de comandă. Deci triacul este „versiunea bidirecţională a tiristorului”.

Are 3 terminale: anodul 1 - A1, anodul 2 – A2 , şi grila de comandă G. A1 şi A2

îndeplinesc succesiv rol de anod şi rol de catod.

A1

A2

Amorsarea triacului se realizează prin impulsuri de curent, pozitive sau negative, aplicate grilei, indiferent de polarizarea triacului. Combinaţiile uzuale pentru amorsarea triacului sunt:

A2 - pozitiv (VA2>VA1), G – pozitiv A2 - negativ (VA2<VA1), G – negativ

După amorsare se menţine în conducţie cât timp

există curent anodic IA>IH, poarta pierzându-şi rolul de comandă. (IH este curentul de menţinere).

Caracteristica statică a triacului este simetrică şi dispusă în cadranele I şi III, semănând foarte mult cu cea a tiristorului

DIACUL

VA

A1

A2 G

Diacul este un triac fără electrodul de comandă, adică fără grilă.

El este blocat în ambele sensuri atât timp cât tensiunea aplicată între A2 şi A1 nu depăşeşte o anumită valoare, specifică fiecărui tip.

Dacă tensiunea de amorsare este depăşită, diacul se deschide şi tensiunea la borne scade brusc, astfel că în circuitul exterior apar impulsuri de curent destul de intense, ce pot fi utilizate pentru comanda tiristoarelor sau triacurilor.



15

2.5. FOLIE 2

Tranzistoare

Tiristoare

Dispozitive electronice



16

2.6. GLOSAR DE TERMENI

• amorsare – comutarea dispozitivului electronic din starea de blocare în starea de conducţie

• antiparalel – legarea în paralel a două diode sau tiristoare având

sensuri de conducţie opuse

• comutaţie – trecerea rapidă a unei joncţiuni din stare de conducţie în stare de blocare şi invers

• dezamorsare – comutarea dispozitivului electronic din starea de

conducţie în starea de blocare

• polarizare directă – aplicarea unei diferenţe de potenţial unei joncţiuni pn astfel ca + să fie conectat la regiune p, iar – la regiunea n

• polarizare inversă – aplicarea unei diferenţe de potenţial unei joncţiuni

pn astfel ca - să fie conectat la regiune p, iar + la regiunea n

• validitate – îndeplinirea condiţiilor pentru o funcţionare normală, de către un dispozitiv electronic

Această listă de termeni poate fi completată cu termenii noi pe care îi învăţaţi.



17

Cap. III. ACTIVITĂŢI PENTRU ELEVI

3.1. FIŞA DE DESCRIERE A ACTIVITĂŢILOR

Competenţa

Exerciţiul

Subiect

Rezolvat

U.C. Utilizarea dispozitivelor electronice

Ex. 1, 6, 8, 11,13

Simbolurile, structura internă şi marcajul dispozitivelor electronice

Competenţa 1

Ex. 4, 10, 11

Principiul de funcţionare

Ex. 3, 5, 12, 13, T 1, T 2

Parametrii specifici dispozitivelor electronice.

Competenţa 2

Ex. 2

Valori limită ale parametrilor

4, 9, 12

Tipuri de conexiuni

4, T 1, T 2

Regimuri de funcţionare

Competenţa 3

4, 7, 13 T 1, T 2

Caracteristici statice

Competenţa 4 12 Defecte ale dispozitivelor electronice



18

3.2. FIŞA PENTRU ÎNREGISTRAREA PROGRESULUI ELEVULUI

Modulul (unitatea de competenţă) Numele elevului _________________________ Numele profesorului _________________________

Evaluare Competenţe care trebuie dobândite

Data

Activităţi efectuate şi comentarii

Data

Aplicare în cadrul unităţii de competenţă Bine Satis-

făcător Refacere

Comentarii

Priorităţi de dezvoltare

Competenţe care urmează să fie dobândite (pentru fişa următoare)

Resurse necesare



19

3.3. FIŞĂ DE FEED-BACK A ACTIVITĂŢII

Numele candidatului: Clasa: Detalii legate de activitate: Perioada de predare: Activitate acceptată: Activitate de referinţă: Este nevoie de mai multe dovezi: Comentarii: Data de predare după revizuire: Criteriile de performanţă îndeplinite: Semnături de confirmare: Profesorul Data Candidatul Data

ACEASTĂ FIŞĂ VA FI ATAŞATĂ LA DOSARUL ELEVULUI!

Fişa constituie un document pentru portofoliul elevului , fiind o dovadă a muncii acestuia pe parcursul fiecărui modul. Cu ajutorul acestei fişe se înregistrează progresul unui elev pe parcursul unei unităţi de competenţă sau modul.



20

B

3.4. EXERCIŢII ŞI ACTIVITĂŢI

Exerciţiul 1. Identificaţi după simbol tipul de tranzistor.

a) b) c) d)

Exerciţiul 2. Folosind cataloage de componente, selectaţi câte 3 dispozitive electronice din fiecare tip: tranzistoare bipolare, tranzistoare unipolare şi tiristoare. Completaţi tabelul următor cu codul lor de marcare şi parametrii specifici cu valorile lor limită. Lucraţi împreună cu colegul de bancă.

Nr. crt.

Dispozitiv electronic

Codul Parametrii Verificat

1

2

3

4

5

6

7

8

9



21

Exerciţiul 3. Completaţi spaţiile libere din textul de mai jos cu

cuvintele corespunzătoare informaţiilor corecte referitoare la parametrii tranzistorului bipolar. Temperatura maximă a joncţiunilor unui tranzistor de Si se situează între ___1___. Reprezentarea puterii maxime de disipaţie se face printr-o curbă numită ___2_______. Valoarea maximă a curentului ce poate circula prin tranzistor reprezintă _________3__________. În regim activ normal puterea totală disipată este practic egală cu puterea disipată în joncţiunea _____4_______. Tensiunea maximă admisibilă reprezină ____5_____ cea mai mare admisă a tensiunii ______6_______. Valorile maxime admisibile ale curentului, ____7_____ şi a puterii disipate ale unui tranzistor delimitează _____8______ de lucru permis în care se poate găsi ______9_______ de funcţionare al tranzistorului. Din oficiu se acordă 1 punct.

Exerciţiul 4. Metoda cubului

Cerinţe:Trataţi tema „Tranzistoare bipolare”,după cum vi se prezintă cubul desfăşurat: Cubul desfăşurat arată astfel:

- faţa 1 – conexiunile tranzistorului - faţa 2 – regimurile de funcţionare - faţa 3 – tipuri de caracteristici statice (relaţii de dependenţă) - faţa 4 – caracteristici de ieşire pentru tranzistor cu EC - faţa 5 – caracteristici de intrare pentru tranzistor cu EC - faţa 6 – caracteristici de transfer pentru tranzistor cu EC

3

4

1

6

5

2



22

Exerciţiul 5. Înscrieţi în spaţiile de mai jos 3 parametri specifici ai

tranzistoarelor cu efect de câmp.

Exerciţiul 6. Identificaţi simbolurile dispozitivelor electronice

din tabel, scriind în coloana alăturată denumirea lor.

Nr. crt.

Simbol Denumire dispozitiv Corect Greşit

1

2

3

4

Parametri TEC



23

Exerciţiul 7. Fişă de lucru Caracteristicile tranzistoarelor bipolare

Tranzistorul este un element neliniar, a cărui comportare se poate studia cu

ajutorul familiilor de caracteristici curent-tensiune. Cele mai folosite sunt caracteristicile statice:

de ieşire – care exprimă variaţia curentului de ieşire în funcţie de tensiunea de ieşire pentru diferite valori ale curentului, respectiv ale tensiunii de intrare.

Iieş=f (Uieş); Ii=ct. şi Iieş=f (Uieş); Ui=ct. de intrare – care exprimă variaţia curentului de intrare în funcţie de tensiunea de intrare pentru diferite valori ale tensiunii de ieşire.

Ii=f (Ui); Uieş=ct. de transfer – reprezintă dependenţa curentului de ieşire în funcţie de curentul, respectiv tensiunea de intrare, pentru diferite valori ale tensiunii de ieşire.

Iieş=f (Ii); Uieş=ct. şi Iieş=f (Ui); Uieş=ct. Fiecare punct de pe o caracteristică corespunde unui anumit regim de

funcţionare posibil. Un asemenea punct caracterizat de ansamblul valorilor a trei mărimi electrice (care apar pe caracteristică) se numeşte punct de funcţionare. Un tranzistor, aflat într-un circuit dat de polarizare, are un punct static de funcţionare, fixat prin elementele circuitului. Cerinţe: Folosind materiale de documentare, desenaţi caracteristicile de ieşire pentru un tranzistor în conexiune cu emitorul comun.

Arătaţi, delimitând pe grafic, regiunile corespunzătoare regimurilor de funcţionare posibile (RAN, RS Şi RT).

Dacă tranzistorul se găseşte în circuitul de polarizare dat mai jos, trasaţi dreapta de sarcină statică, conform ecuaţiei de tensiune de la ieşirea circuitului.

Determinaţi dreapta prin „tăieturi”, adică prin intersecţia ei cu axele.

Alegeţi arbitrar un punct static de funcţionare, situat pe dreapta statică de sarcină şi precizaţi în ce regim funcţionează tranzistorul pentru p.s.f. (punctul static de funcţionare) ales.

RB RC IcRc + UCE = Ec

Ic=f (UCE) pentru IB=ct.



24

Exerciţiul 8. Înscrieţi numele terminalelor TEC-J în spaţiile alăturate lor.

Exerciţiul 9. Conexiunile TEC-J sunt : sursă comună (SC), drenă comună (DC) şi grilă comună (GC). Arătaţi ce terminale apar în circuitul de intrare şi ce terminale vor fi în circuitul de ieşire. Nr. Crt.

Conexiunea Circuitul de intrare Circuitul de ieşire Verificare

1 TEC-J cu SC 2 TEC-J cu DC 3 TEC-J cu GC Exerciţiul 10. TURUL GALERIEI

Tema activităţii: Comparaţie între tranzistoarele bipolare şi unipolare (TEC). Activitatea este recapitulativă şi utilizează coevaluarea, ca metodă de evaluare. Turul galeriei presupune evaluarea interactivă şi profund formativă a produselor realizate de elevi. Etapele pentru desfăşurarea activităţii

În grupuri de 3-4, elevii lucrează pe tema dată care se poate materializa într-un produs (o diagramă, de exemplu), pe cât posibil pretându-se la abordări variate.

Produsele sunt expuse pe pereţii clasei. La semnalul profesorului, grupurile se rotesc prin clasă, pentru a examina şi a discuta fiecare produs. Îşi iau notiţe şi pot face comentarii pe hârtiile expuse.

După turul galeriei, grupurile îşi reexaminează propriile produse prin comparaţie cu celelalte şi citesc comentariile făcute pe produsele lor.



25

Exerciţiul 11. Stabiliţi valoarea de adevăr a următoarelor enunţuri. Pentru enunţ adevărat notaţi litera A iar pentru enunţ fals notaţi litera F. Nr. crt.

Enunţuri Adevărat sau Fals

Soluţie corectă

Soluţie greşită

Punctaj

1 Tiristorul este format din

4 regiuni semiconductoare,

alternative

2 Triacul este echivalent

grupării în paralel a 2

tiristoare.

3 Comanda triacului se poate

face cu tensiuni de ambele

polarităţi

4 Tiristorul are conducţie

unidirecţională.

5 Triacul are conducţie

bidirecţională.

6 Diacul este un tiristor

fără electrodul de

comandă, grila

7 Diacul are 2 terminale.

8 Tiristorul are 4 terminale.

9 Triacul este format din 2

tiristoare în montaj

antiparalel, având un

singur electrod de grilă.

Din oficiu se acordă 1 punct.



26

Exerciţiul 12. Lucrare de laborator

Testarea validităţii joncţiunilor tranzistorului bipolar Metoda constă în măsurarea rezistenţelor între terminalele E, B, C ale tranzistorului. Eventualele defecte de scurtcircuit sau întreruperi în tranzistor se depistează prin măsurarea rezistenţelor de polarizare directă a joncţiunilor, REB, RCB şi a rezistenţei RCE corespunzătoare polarizării inverse a colectorului şi directe a emitorului. Tranzistorul se consideră ca o structură cu două diode în opoziţie.

Tranzistor pnp Tranzistor npn

Limitele orientative de variaţie a rezistenţelor REB, RCB şi RCE pentru tranzistoarele de mică putere şi de putere sunt independente de structură (pnp sau npn) dar sunt sensibil diferite la Ge şi Si.

Rezistenţa REB= RCB Rezistenţa RCE Material Tranzistor de putere mică

Tranzistor de putere

Tranzistor de putere mică

Tranzistor de putere

Ge (200-500)Ω (35…50)Ω (10…100) kΩ sute de Ω Si (1…3) kΩ (0.1…1) kΩ ∞ >1MΩ

Ω

Ω

Ω

-

+

p

p

n

C

B

E

RCB

REB

RCE

-

-

+

+

Ω

Ω

Ω

+

-

n

n

p

C

B

E

RCB

REB

RCE

+

+

-

-



27

Sarcini de lucru

Măsuraţi rezistenţele REB şi RCB între terminalele tranzistoarelor, polarizând direct joncţiunile EB şi EC. Între C şi E veţi măsura rezistenţa RCE corespunzătoare polarizării inverse a colectorului şi directe a emitorului. Comparaţi valorile obţinute cu limitele de variaţie ale rezistenţelor indicate în tabelul lucrării. Înscrieţi rezultatele obţinute în tabelul de mai jos, după exemplul dat. Nr. crt.

Tipul tranzistorului Material şi structură

REB RCB RCE

1 BD 235 – de putere Si, npn 2 3 4 5

Întocmiţi un referat al lucrării de laborator care să cuprindă:

metoda de lucru folosită schemele electrice de măsurare (simple) limitele orientative ale rezistenţelor (tabel) rezultatele măsurătorilor concluzii referitoare la funcţionalitatea tranzistoarelor măsurate eventualele defecte depistate şi justificarea lor.

Exerciţiul 13. REFERAT Tiristorul poate fi folosit ca întrerupător pentru închiderea sau deschiderea unui circuit electric. El are următoarele avantaje:

- gabarit şi greutate redusă în raport cu puterea comandată - randament foarte ridicat - gamă mare de curenţi şi tensiuni. Tiristorul conduce, în sens direct, curenţi de ordinul sutelor de A, la căderi de tensiune de 1V-2V şi este capabil să blocheze tensiuni de ordinul a 1000 V

- cu puteri de intrare de ordinul mW – în grilă, se pot comanda puteri de ieşire de ordinul kW – în anod

- viteză mare de comutaţie, pentru tiristoarele speciale



28

Tinând seama de importanţa lui vi se cere să întocmiţi un referat cu tema „Tiristorul” care să conţină (printre alte informaţii selectate de voi), informaţii despre: - simbol

- tipuri de capsule - parametrii importanţi - caracteristica – în polarizare directă - câteva domenii de utilizare. Puteţi folosi ca surse de informare cîrţi de specialitate, reviste, cataloage

de componente electronice, site-uri de Internet. Adrese utile unde găsiţi informaţii pe Internet pentru întocmirea

referatului: - www.referat.ro



29

3.5. TESTE DE EVALUARE

Test 1. Autoevaluare Stabiliţi valoarea de adevăr a următoarelor propoziţii.

Scrieţi în prima căsuţă A pentru propoziţia adevărată şi F pentru propoziţia falsă. Fiecare răspuns corect este cotat cu 1 punct în a doua căsuţă.

Din oficiu se acordă 1 punct. 1. Dacă un tranzistor bipolar are ambele joncţiuni polarizate direct, atunci lucrează în regim activ invers. 2. β reprezintă factorul de amplificare în curent pentru tranzistorul cu emitor comun. 3. Un tranzistor npn care lucrează în regim activ normal are toate tensiunile pozitive faţă de E. 4. Caracteristica statică de ieşire pentru un tranzistor cu EC este dependenţa grafică dintre curentul de emitor şi tensiunea colector-emitor. 5. Dacă ohmmetrul arată 0 la măsurarea joncţiunilor unui tranzistor în ambele sensuri, atunci tranzistorul are joncţiunile întrerupte. 6. Inelul elastic ce scurtcircuitează terminalele unui TEC-MOS la livrare, se îndepărtează după montarea în circuit. 7. Toate tipurile de TEC pot lucra bine la frecvenţe foarte înalte. 8. TEC-J este un dispozitiv electronic comandat prin tensiune. 9. Curentul maxim de drenă la TEC-J se obţine când tensiunea pe poartă este nulă.



30

Test 2. TEST DE EVALUARE Alegeţi răspunsul corect pentru următoarele întrebări: 1. TEC-urile sunt comandate a. în curent b. în tensiune c. în curent sau în tensiune, în funcţie de aplicaţie

2. Pentru funcţionare normală, TEC-urilor li se aplică o tensiune de alimentare între drenă şi sursă astfel: a. pentru canal p: pozitiv la S şi negativ la D b. pentru canal n: pozitiv la S şi negativ la D c. pentru canal p: negativ la S şi pozitiv la D 3. Curentul maxim de drenă la un TEC-J se obţine când: a. tensiunea între poartă şi sursă este nulă b. poarta este polarizată direct faţă de S c. poarta este polarizată invers faţă de S 4. La conducţia curentului electric în TEC participă: a. numai electroni b. numai golurile c. un singur tip de purtători în funcţie de canal d. ambele tipuri de purtători 5. Electrozii unui tranzistor cu efect de câmp se numesc: a. emitor, bază şi colector b. sursă, drenă şi poartă c. anod, catod şi poartă 6. Tensiunile de polarizare ale joncţiunilor unui TEC-J trebuie să asigure: a. polarizarea directă a joncţiunilor b. polarizarea inversă a joncţiunilor c. polarizarea directă a unei joncţiuni şi polarizarea inversă a celeilalte.

7. Faţă de tranzistoarele bipolare, TEC-urile au un curent de intrare: a. mult mai mic b. mult mai mare c. aproximativ la fel.

8. TEC-urile au impedanţa de intrare: a. foarte mare b. foarte mică c. mare sau mică, în funcţie de semnalul de la intrare. 9. Care dintre următoarele afirmaţii despre TEC-uri este adevărată: a. nu pot amplifica semnalele de înaltă frecvenţă b. au frecvenţe de lucru foarte mari c. au viteză mare de comutaţie. Din oficiu se acordă 1 punct.



31

Cap. IV. SOLUŢII ŞI SUGESTII METODOLOGICE

Rezolvare exerciţiul 1. a. tranzistor bipolar pnp b. tranzistor bipolar npn c. tranzistor cu efect de câmp cu grilă joncţiune (TEC-J) cu canale p d. tranzistor cu efect de câmp cu grilă joncţiune (TEC-J) cu canale n

Sugestie exerciţiul 2.

Profesorul bifează rubrica „Verificat”: În caz corect „” , în caz greşit „”.

Rezolvarea exerciţiului 3. 1. 175°C - 200° C 2. hiperbolă 3. curentul de colector maxim 4. colectorului 5. valoarea 6. de colector 7. tensiunii 8. domeniul 9. punctul static.

Sugestie exerciţiul 4. Metoda cubului este o metodă didactică interactivă care se pretează la temele

recapitulative. Sunt utilizate stilurile de învăţare favorite ale elevilor: vizual, auditiv şi practic. Această activitate se poate desfăşura pentru o temă de recapitulare a cunoştinţelor despre tranzistorul bipolar. Subiectele urmărite sunt: - tipurile de conexiuni

- regimurile de funcţionare - caracteristicile statice.

Etapele metodei sunt următoarele: se formează grupe de câte 6 elevi fiecare grupă îşi alege un lider care să coordoneze activitatea grupei se împart 6 foi de formă pătrată care conţin fiecare cerinţa de lucru pentru un

elev liderul împarte sarcinile membrilor grupului, fiecare membru primind o foaie de

hârtie din cele 6 primite de grupul respectiv după rezolvarea sarcinilor se construieşte cubul

Rezolvare exerciţiul 5. - curentul IDmax - curentul IDSS - tensiunea de prag (de tăiere) Rezolvare exerciţiul 6.

1 - tiristor 2 - triac 3 - diac 4 - TEC-J cu canal p



32

Rezolvare exerciţiul 8.

sus – drenă mijloc – grilă jos – sursă Rezolvare şi sugestii exerciţiul 9. Pentru răspuns corect se va nota cu , iar pentru răspuns greşit cu -. Nr. Crt.

Conexiunea Circuitul de intrare Circuitul de ieşire Verificare

1 TEC-J cu SC între G şi S între D şi S 2 TEC-J cu DC între G şi D între S şi D 3 TEC-J cu GC între S şi G între D şi G

Rezolvarea exerciţiului 11. 1. A 2. F 3. A 4. A 5. A 6. F 7. A 8. F 9. A Sugestie exerciţiul 12.

Acest referat va constitui un material din portofoliul personal al elevului. Rezolvarea testului 1.

Rezolvarea testului 2. 1. b 2. a 3. a 4. c 5. b 6. b 7. a 8. a 9. b

F 1. A 2. A 3. F 4. F 5.

A 6. A 7. A 8. A 9.



33

BIBLIOGRAFIE [1] Damachi, E., Tunsoiu, A. : Electronică. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1999

[2] Componente şi circuite electronice - manual pentru cl. a X - a licee industriale. Editura

Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1996

[3] Diode şi tiristoare de putere – manual de utilizare. Editura Tehnică, Bucureşti, 1989

[4] Coloşi, T., Morar, R., Miron, C. : Tehnologie electronică – componente discrete.

IPCN Facultatea de Electrotehnică, 1979

[5] Ion, M., Goagă, F. : Ghid metodic de evaluare pentru învăţământul profesional şi tehnic

preuniversitar. Editura INFO, Craiova, 1999

[6] Ghid metodologic pentru aplicarea programelor şcolare Tehnologii. Consiliul Naţional

pentru Curriculum, 2002

[7] Drăgulănescu, N. : Agenda radioelectronistului. Editura Tehnică, Bucureşti, 1989.

ELECTRONICAXI DISPOZITIVE ELECTRONICE.pdf

Documents

Transcript of ELECTRONICAXI DISPOZITIVE ELECTRONICE.pdf