Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul...

Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul TICProiect cofinanţat din Fondul Social European în cadrul POS DRU 2007-2013Beneficiar – Centrul Naţional de Dezvoltare a Învăţământului Profesional şi Tehnic

str. Spiru Haret nr. 10-12, sector 1, Bucureşti-010176, tel. 021-3111162, fax. 021-3125498, vet @ tvet.ro

Circuite cu componente electronice analogiceMaterial de învăţare – partea I

Domeniul: Electronică şi automatizăriCalificarea: Tehnician în automatizări

Nivel 3

2009

mailto:[email protected]

AUTOR:DANIELA CONDEI – Profesor grad didactic I

COORDONATOR:

GABRIELA DIACONU – Profesor grad didactic I

CONSULTANŢĂ:

IOANA CÎRSTEA – expert CNDIPT

GABRIELA CIOBANU – expert CNDIPT

ANGELA POPESCU – expert CNDIPT

DANA STROIE – expert CNDIPT

Acest material a fost elaborat în cadrul proiectului Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul TIC, proiect cofinanţat din Fondul Social European în cadrul POS DRU 2007-2013

2

CuprinsI. Introducere...................................................................................................................................4II. Resurse........................................................................................................................................8

Tema 1. Diode semiconductoare.................................................................................................9Fişa de documentare 1.1. Diode semiconductoare..................................................................9Activitatea de învăţare 1.1. Măsurarea rezistenţelor diodei semiconductoare......................13Activitatea de învăţare 1.2. Ridicarea caracteristicii curent – tensiune a diodelor semiconductoare....................................................................................................................15Activitatea de învăţare 1.3. Ridicarea caracteristicii curent – tensiune a diodei Zener.........17Activitatea de învăţare 1.4. Funcţionarea diodei semiconductoare.......................................19Activitatea de învăţare 1.5. Tipuri de diode semiconductoare..............................................20Activitatea de învăţare 1.6. Parametrii diodelor Zener..........................................................21

Tema 2. Tranzistorul bipolar.....................................................................................................22Fişa de documentare 2.1. Tranzistorul bipolar......................................................................22Activitatea de învăţare 2.1. Ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistorului bipolar......25Activitatea de învăţare 2.2. Ce ştim despre tranzistorul bipolar............................................27Activitatea de învăţare 2.3. Caracteristicile tranzistorului bipolar........................................28Activitatea de învăţare 2.4. Moduri de conectare a tranzistorului bipolar.............................29

Tema 3. Tranzistoare cu efect de câmp.....................................................................................30Fişa de documentare 3.1. Tranzistoare cu efect de câmp......................................................30Activitatea de învăţare 3.1. Ridicarea caracteristicilor de ieşire pentru TEC-J.....................34Activitatea de învăţare 3.2. Identificare TEC - J...................................................................36Activitatea de învăţare 3.3. Tranzistoare cu efect de câmp cu poartă izolată........................37Activitatea de învăţare 3.4. Regiunile caracteristicilor de ieşire ale unui TEC - MOS.........38

Tema 4. Tiristorul......................................................................................................................39Fişa de documentare 4.1. Tiristorul.......................................................................................39Activitatea de învăţare 4.1. Ridicarea caracteristicilor anodice ale tiristorului.....................41Activitatea de învăţare 4.2. Tiristorul – dispozitiv multijoncţiune........................................43Activitatea de învăţare 4.3. Identificarea tiristorului.............................................................44Activitatea de învăţare 4.4. Funcţionarea tiristorului............................................................45

Tema 5. Dispozitive optoelectronice.........................................................................................46Fişa de documentare 5.1. Dispozitive optoelectronice..........................................................46Activitatea de învăţare 5.1. Ridicarea caracteristicilor statice ale fotodiodei........................49Activitatea de învăţare 5.2. Ridicarea caracteristicilor statice ale fototranzistorului............51Activitatea de învăţare 5.3. Ridicarea caracteristicii statice a diodei electroluminiscente....52Activitatea de învăţare 5.4. Ridicarea caracteristicii de transfer a optocuplorului................53Activitatea de învăţare 5.5. Tipuri de dispozitive optoelectronice........................................54Activitatea de învăţare 5.6. Simbolurile dispozitivelor optoelectronice................................55

III. Glosar.......................................................................................................................................56IV. Bibliografie..............................................................................................................................57

I. IntroducereMaterialul de invatare are rolul de a conduce elevul la dobandirea competentelor pentru:Domeniul: Electronică şi automatizăriCalificarea: Tehnician în automatizăriNivelul de calificare 3Materialul cuprinde:

- fişe de documentare- activităţi de învăţare- glosar

Prezentul material de invatare se adresează elevilor din cadrul şcolilor liceale, domeniul Electronică şi automatizări, calificarea Tehnician în automatizări.

Competenţa / Rezultatul învăţării Teme Elemente component

Identifică componentele electronice analogice

Tema 1. Diode semiconductoare

Fişa de documentare 1.1 Diode semiconductoare

Activitatea de învăţare 1.1 Măsurarea rezistenţelor diodei semiconductoare

Activitatea de învăţare 1.2 Ridicarea caracteristicii curent – tensiune a diodelor cu Ge şi Si

Activitatea de învăţare 1.3 Ridicarea caracteristicii curent – tensiune a diodei Zener

Activitatea de învăţare 1.5 Tipuri de diode semiconductoare

Activitatea de învăţare 1.6 Parametrii diodelor Zener

Tema 2. Tranzistorul bipolar

Fişa de documentare 2.1 Tranzistorul bipolar

Activitatea de învăţare 2.1 Ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistorului bipolar

Activitatea de învăţare 2.2 Ce ştim despre tranzistorul

bipolar Tema 3.

Tranzistoare cu efect de câmp

Fişa de documentare 3.1 Tranzistoare cu efect de câmp

Activitatea de învăţare 3.1 Ridicarea caracteristiclor de ieşire pentru TEC-J


Activitatea de învăţare 3.2 Identificare TEC - J

Activitatea de învăţare 3.3 Tranzistoare cu efect de câmp cu poartă izolată

Tema 4. Tiristorul Fişa de documentare 4.1 Tiristorul

Activitatea de învăţare 4.1 Ridicarea caracteristicilor anodice ale tiristorului

Activitatea de învăţare 4.2 Tiristorul - dispozitiv multijoncţiune

Activitatea de învăţare 4.3 Identificarea tiristorului

Tema 5. Dispozitive optoelectronice

Fişa de documentare 5.1 Dispozitive optoelectronice

Activitatea de învăţare 5.1 Ridicarea caracteristicilor statice ale fotodiodei

Activitatea de învăţare 5.2 Ridicarea caracteristicilor statice ale fototranzistorului

Activitatea de învăţare 5.3 Ridicarea caracteristicilor statice a diodei electroluminiscente

Activitatea de învăţare 5.4 Ridicarea caracteristici de transfer a optocuplorului

Activitatea de învăţare 5.5 Tipuri de dispozitive optoelectronice

Activitatea de învăţare 5.6 Simbolurile dispozitivelor optoelectronice

Verifică funcţionalitatea componentelor

electronice analogice


Fişa de documentare 1.1 Diode semiconductoare

Activitatea de învăţare 1.1 Măsurarea rezistenţelor diodei semiconductoare

Activitatea de învăţare 1.2 Ridicarea caracteristicii curent – tensiune a diodelor cu Ge şi Si

5


Activitatea de învăţare 1.3 Ridicarea caracteristicii curent – tensiune a diodei Zener

Activitatea de învăţare 1.4 Funcţionarea diodei semiconductoare

Activitatea de învăţare 1.5 Tipuri de diode semiconductoare

Activitatea de învăţare 1.6 Parametrii diodelor Zener


Fişa de documentare 2.1 Tranzistorul bipolar

Activitatea de învăţare 2.1 Ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistorului bipolar

Activitatea de învăţare 2.2 Ce ştim despre tranzistorul

bipolar Activitatea de învăţare 2.3 Caracteristicile tranzistorului

bipolar Activitatea de învăţare 2.4 Moduri de conectare a

tranzistorului bipolar Tema 3.

Tranzistoare cu efect de câmp

Fişa de documentare 3.1 Tranzistoare cu efect de câmp

Activitatea de învăţare 3.1 Ridicarea caracteristiclor de ieşire pentru TEC-J

Activitatea de învăţare 3.2 Identificare TEC - J Activitatea de învăţare 3.3

Tranzistoare cu efect de câmp cu poartă izolată

Activitatea de învăţare 3.4 Regiunile caracteristicilor de

ieşire ale unui TEC - MOS

Tema 4. Tiristorul Fişa de documentare 4.1 Tiristorul

Activitatea de învăţare 4.1 Ridicarea caracteristicilor anodice ale tiristorului

6


Activitatea de învăţare 4.2 Tiristorul - dispozitiv multijoncţiune

Activitatea de învăţare 4.3 Identificarea tiristorului

Activitatea de învăţare 4.4 Funcţionarea tiristorului


Fişa de documentare 5.1 Dispozitive optoelectronice

Activitatea de învăţare 5.1 Ridicarea caracteristicilor statice ale fotodiodei

Activitatea de învăţare 5.2 Ridicarea caracteristicilor statice ale fototranzistorului

Activitatea de învăţare 5.3 Ridicarea caracteristicilor statice a diodei electroluminiscente

Activitatea de învăţare 5.4 Ridicarea caracteristici de transfer a optocuplorului

Absolventul învăţământului liceal cu specialitatea Tehnician în automatizări trebuie să fie capabil să îndeplinească sarcini cu caracter tehnic şi să se familiarizeze cu principiile de funcţionare, caracteristicile şi parametrii specifici ai componentelor analogice de circuit dar şi cu schemele de principiu şi funcţionarea circuitelor electronice uzuale.

7

II. ResursePrezentul material de invatare cuprinde diferite tipuri de resurse care pot fi folosite

de elevi:

- fişe de documentare;

- activităţi de învăţare.

Elevii pot folosi atât materialul prezent (în forma printată) cât şi varianta echivalentă online.

8


Fişa de documentare 1.1. Diode semiconductoareDispozitivele semiconductoare au în construcţia lor regiuni ale reţelei monocristaline cu diverse impurificări atât ca mărime a concentraţiei cât şi ca tip de impuritate (regiune de tip donor - n, regiune tip acceptor - p). Cele mai utilizate materiale semiconductoare folosite în construcţia dispozitivelor semiconductoare de circuit sunt siliciul şi germaniul.Joncţiunea pn are o importanţă esenţială în funcţionarea unei clase mari de dispozitive electronice semiconductoare, ele conţinând una sau mai multe joncţiuni. Dioda semiconductoare, al cărei simbol este reprezentat în Fig. 1.1.1, se caracterizează prin conducţie unidirecţională:- în cazul polarizării în sens direct permite trecerea unui curent mare (curent direct), - în cazul polarizării în sens invers permite trecerea unui curent mic (curent invers).

Fig. 1.1.1 Simbolul general al diodei semiconductoare

Regiunea p a joncţiunii constituie anodul diodei, iar regiunea n, catodul.Funcţionarea diodei este descrisă prin intermediul unui grafic denumit caracteristica statică de funcţionare (Fig. 1.1.2). Aceasta furnizează informaţii despre modul în care curentul prin diodă variază în funcţie de tensiunea care se aplică între terminalele acesteia.

Fig. 1.1.2 Caracteristica de funcţionare a diodei semiconductoare

În cazul în care tensiunea pe diodă este pozitivă, se spune că aceasta funcţionează în conducţie directă.

În cazul în care tensiunea pe diodă este negativă, se spune că aceasta funcţionează în conducţie inversă.

Prin noţiunea de polarizare a unei diode se înţelege stabilirea tipului de conducţie în curent continuu. Astfel, dacă dioda funcţionează în curent continuu în conducţie directă, se spune că aceasta este polarizată direct. Analog, dacă dioda funcţionează în curent continuu în conducţie inversă, se spune că aceasta este polarizată invers. Funcţionarea în curent continuu a unei diode este complet caracterizată de către valorea curentului continuu care trece prin aceasta şi de tensiunea continuă între terminalele diodei.

anod catod

9

Punctul Static de Funcţionare furnizează întotdeauna informaţii despre regimul în care funcţionează dioda. Această observaţie este valabilă şi pentru alte tipuri de dispozitive semiconductoare. Polarizarea diodei este realizată prin intermediul unui circuit special, numit circuit de polarizare.

Principalii parametrii ai diodei semiconductoare sunt: Tensiunea de deschidere, (UD) - la diodele care sunt construite din germaniu UD este

cuprinsă între 0,2V-0,4V, iar cele din siliciu între 0,4V-0,8V; Curentul maxim direct, (IAm); Tensiunea maximă inversă, (UBR).

Diodele redresoare sunt utilizate pentru redresarea curentului electric alternativ. Frecvenţa semnalelor redresate este, de regulă, frecvenţa industrială (50/60Hz).Se pot construi cu germaniu, cu siliciu, iar la puteri mici, cu seleniu. Cele mai răspândite sunt cele cu siliciu.

Avantajele diodelor cu siliciu faţă de cele cu germaniu sunt:- curentul invers este mult mai mic;- tensiunea de străpungere este mult mai mare;- temperatura maximă de lucru de 190 grade faţă de 90 grade la

germaniu.Dezavantajul diodelor cu siliciu faţă de cele cu germaniu este: - tensiunea de deschidere puţin mai mare. Performanţele unei diode redresoare sunt caracteristice prin 2 mărimi limită care nu trebuie depăşite în timpul funcţionării: - Intensitatea maximă a curentului direct (IM), de ordinul amperi

- zeci de mii de amperi; - Tensiunea inversă maximă (UM), de ordinul zeci de volţi - zeci

de mii de volţi.

Parametrii acestor diode sunt: Tensiunea inversă repetitivă maxim admisă, (URM); Curentul mediu redresat (curentul mediu la care poate fi solicitată dioda), I0; Căderea de tensiune în regim de polarizare directă la un curent dat, (UFM); Rezistenţa termică joncţiune capsulă, (Rthj-c), sau joncţiune ambiant, (Rthj-a).

Diodele varicap (varactoare), cu simbolul din Fig. 1.1.3, prezintă capacităţi diferite în funcţie de tensiunea de polarizare. Denumirea diodei provine de la VARIable CAPacitor.

Fig. 1.1.3 Simbolul diodei varicap

anod catod

10

Aceste diode utilizează proprietatea joncţiunii p-n de a se comporta ca o capacitate ce depinde de tensiunea continuă de polarizare inversă (aceasta este capacitatea de barieră).

Posibilitatea de a varia o capacitate într-un circuit prin varierea unei surse de polarizare este necesară în circuitele de schimbare a frecvenţei, circuitele de reglaj automat al frecvenţei, precum şi modulaţia frecvenţei.Diodele varicap au capacităţi de ordinul pF sau zecilor de pF şi se construiesc cu siliciu pentru a avea o rezistenţă internă mai mare în polarizarea inversă. În acest fel ele pot fi asimilate cu un condensator cu pierderi neglijabile.

Diodele Zener (diode stabilizatoare), cu simbolul din Fig. 1.1.4, sunt diode de construcţie specială, care nu se distrug în cazul în care se străpung, ci funcţionează chiar în regiunea de străpungere şi se utilizează ca stabilizatoare de tensiune.

Fig. 1.1.4 Simbolul diodei ZenerFuncţionarea acestora se bazează pe proprietatea joncţiunii p-n de a avea în regiunea de străpungere, o tensiune la borne constantă într-o gamă largă de variaţie a curentului invers, cum se poate observa în caracteristica curent – tensiune (Fig. 1.1.5).

Fig. 1.1.5 Caracteristica curent - tensiune a diodei ZenerDioda funcţionează într-un regim de străpungere controlat, în care atât curentul cât şi puterea disipată sunt menţinute la valori pe care dioda le poate suporta în regim permanent, fără să se distrugă.Dioda Zener este construită cu siliciu, caracteristica de funcţionare a acesteia modificându-se la variaţia temperaturii de lucru.Când este polarizată direct (+ pe anod şi – pe catod) funcţionează ca o diodă cu joncţiune şi când este polarizată invers (- pe anod şi + pe catod) funcţionează în regim de străpungere.

Parametrii principali ai diodelor Zener sunt: Tensinea nominală de stabilizare, (UZ); Rezistenţa dinamică, (Rzd); Curentul maxim admis în polarizare inversă, (IZmax); Puterea de disipaţie a diodei, (Pd); Coeficientul de variaţie a tensiunii stabilizate cu temperatura, (α).

anod catod

11

Diodele tunel, cu simbolul din Fig. 1.1.6, sunt un tip de diode semiconductoare capabile de operare la viteze foarte mari.

Fig. 1.1.6 Simbolul diodei tunel

La baza funcţionării diodelor tunel stă aşa - numitul efect tunel. Diodele tunel au concentraţii mari de impurităţi atât în zona p cât şi în zona n (joncţiune de tip p+n+). De aceea, regiunea de trecere este foarte îngustă în raport cu diodele obişnuite. La polarizare directă caracteristica curent - tensiune (Fig. 1.1.7) are forma literei N şi posedă o zonă p-v de rezistenţă negativă de valoarea zecilor de ohmi. La polarizare inversă dioda tunel nu are regim de saturaţie, ci are o rezistenţă internă foarte mică. De aceea o inversare a tensiunii pe dioda tunel poate duce la distrugerea acesteia. Diodele tunel au o viteză de comutare foarte mare.

Fig. 1.1.7 Caracteristica curent – tensiune a diodei tunelPentru o bună funcţionare este de dorit ca raportul dintre curentul maxim şi curentul minim să fie cât mai mare. Dacă se foloseşte ca material semiconductor, arseniura de galiu acest raport depăşeşte valoare 15.Dioda tunel lucrează la puteri mici de ordinul waţilor. Caracteristica diodei nu depindede variaţiile de temperatură de aceea ea poate lucra la frecvenţe foarte înalte de ordinul 104 MHz.

Parametrii diodei tunel sunt: Punctul de vale corespunzător curentului Iv şi tensiunii Uv; Punctul de vârf corespunzător curentului Ip şi tensiunii Up.

Această diodă este folosită la realizarea următoarelor circuite:- amplificatoare de frecvenţe foarte înalte;- oscilatoare de frecvenţe foarte înalte;- circuite basculante monostabile, bistabile şi astabile Dezavantajul diodei tunel este că are numai două borne şi deci nu se poate face separarea între circuitul de intrare şi cel de ieşire.

anod catod

12

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Semiconductor&action=edit&redlink=1

Activitatea de învăţare 1.1. Măsurarea rezistenţelor diodei semiconductoare

Competenţa: Identifică componentele electronice analogice Verifică funcţionalitatea componentelor electronice analogice

Obiectivul/obiective vizate:După parcurgerea acestei activităţi vei fi capabil să:

- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- identifici terminalele diodelor;- testezi starea diodelor.

Durata: 20 min.

Tipul activităţii: experimentul

Sugestii: elevii se pot organiza în grupe de 3 – 4 elevi

Sarcina de lucru: Determinaţi cu ajutorul Ω-metrului, rezistenţa în curent continuu la polarizare directă şi inversă a diodelor semiconductoare puse la dispozitie. Se vor efectua măsurătorile pe fiecare din cele patru game de lucru ale aparatului de măsură: x1, x10, x100, x1K.

Mod de lucru: Cu ajutorul unui ohmmetru sau a unui multimetrului MAVO-35 se măsoară

rezistenţa unor diode cu Ge şi Si în conducţie directă şi inversă, pe toate gamele ohmmetrului, rezultatele notându-se în Tab.1.

Tab. 1. Datele experimentale pentru măsurarea rezistenţei directe şi inverse unor diode cu Ge şi Si.

R() Ge SiGama Direct Invers Direct Invers110100k1

Înainte de utilizarea ohmmetrului trebuie realizată „reglarea zeroului” (aducerea acului indicator la zero). Acest reglaj se realizează prin scurtcircuitarea bornelor aparatului de măsură si modificarea rezistenţei potenţiometrului Rp. Acest reglaj permite utilizarea aceleiaşi scale a ohmmetrului pentru mai multe game de rezistenţe şi trebuie efectuat la fiecare trecere de la o gamă la alta.

În cazul utilizării unui multimetru digital, în funcţionarea sa ca ohmmetru, semnele bornelor sunt inversate.

13

Se observă că valorile obţinute pentru Rdir şi Rinv diferă de la o gamă de masură la alta, fapt datorat modificării rezistenţei interne a aparatului de la o scală la alta.

Comparaţi Rdirectă şi Rinversă , în funcţie de starea diodei şi completaţi Tab. 2

Tab. 2. Testarea diodelorStarea diodei Rdirectă Rinversă

FuncţionalăStrăpunsăÎntreruptă

Dacă aţi realizat cerinţa, treceţi la activitatea următoare, în caz contrar consultaţi fişa de documentare 1.1 şi refaceţi activitatea.

14

Activitatea de învăţare 1.2. Ridicarea caracteristicii curent – tensiune a diodelor semiconductoare



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristica unei diode polarizate direct şi invers;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru: Reprezentaţi grafic caracteristicile curent – tensiune pentru o diodă de Ge şi una de Si.

Mod de lucru:Ridicarea caracteristicii în polarizare directă Realizaţi montajul din Fig. 1, utilizând o diodă de Ge.

Fig. 1 Montaj pentru ridicarea caracteristicii diodei în polarizare directă

Înaintea începerii măsurătorilor: Fixaţi E=0; Fixaţi miliampermetrul pe gama de 25 mA; Fixaţi voltmetrul pe gama de 1V;

Variaţi curentul IA (variind tensiunea de alimentare E) şi măsuraţi tensiunea UA la bornele diodei;

Completaţi Tab. 1; Repetaţi pentru montajul cu dioda de Si;

+A

C- E U

mA

UA-

-+

+1 2

IAR = 330Ω

15

Tab. 1. Datele experimentale pentru caracteristica directă a celor două diodeIA (mA) 0,1 0,5 1 5 10 15 20 25

UA (V) GeSi

Pentru curenţi mai mici de 1mA se fixează voltmetrul în poziţia 1, iar pentru curenţi mai mari de 1mA se conectează voltmetrul în poziţia 2

Ridicarea caracteristicii în polarizare inversă Realizaţi montajul din Fig. 2 utilizând o diodă de Ge.

Fig. 2 Montaj pentru ridicarea caracteristicii diodei în polarizare inversă

Înaintea începerii măsurătorilor: Fixaţi E=0; Fixaţi miliampermetrul pe gama de 50 µA; Fixaţi voltmetrul pe gama de 25V;

Variaţi E de la 0 la 24 V şi măsuraţi curentul IA din circuit cu ajutorul mA-metrului;

Completaţi Tab. 2; Repetaţi pentru montajul cu dioda de Si.

Se va avea grijă să nu se atingă tensiunea de străpungere a diodei cu Ge, fenomen pus în evidenţă de creşterea rapidă a curentului prin diodă.

Tab. 2. Datele experimentale pentru caracteristica inversă a celor două diodeUA (V) 0,2 0,4 0,6 1 2 5 10 15 20 24

IA(A) GeSi

Reprezentaţi grafic pe aceeaşi foaie caracteristicile curent – tensiune ale celor două diode;

Comparaţi cele două caracteristici.


+-

R = 10kΩ

E U

mA

C

AUA

-

-+

+1 2

IA

16

Activitatea de învăţare 1.3. Ridicarea caracteristicii curent – tensiune a diodei Zener



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristica unei diode Zener polarizate direct şi invers;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru Reprezentaţi grafic caracteristica curent – tensiune pentru o diodă Zener.

Mod de lucru:Ridicarea carcteristicii în polarizare inversă Realizaţi montajul din Fig. 1, utilizând o diodă Zener.

Fig. 1. Montaj pentru ridicarea caracteristicii diodei Zener în polarizare inversă

Înaintea începerii măsurătorilor: Fixaţi E= 0; Fixaţi miliampermetrul pe gama de 25 mA; Fixaţi voltmetrul pe gama de 10V;

Variaţi curentul IA (variind tensiunea de alimentare E) şi măsuraţi tensiunea UA la bornele diodei;

Completaţi Tab. 1.

+E U

mA

UA-

-+

+

-

1 2

IA

DZ

R = 680Ω

17

Tab. 1. Datele experimentale pentru caracteristica inversă a diodei ZenerIz (mA) 0,05 0,1 0,5 0,8 1 2 5 10 15 25Uz (V)

Pentru curenţi mai mici de 1mA se fixează voltmetrul în poziţia 1, iar pentru curenţi mai mari de 1mA se conectează voltmetrul în poziţia 2.

Ridicarea caracteristicii în polarizare directă Realizaţi montajul din Fig. 2 utilizând o diodă Zener.

Fig. 2. Montaj pentru ridicarea caracteristicii diodei Zener în polarizare directă

Înaintea începerii măsurătorilor: Fixaţi E= 0; Fixaţi miliampermetrul pe gama de 25 mA; Fixaţi voltmetrul pe gama de 1V;

Variaţi curentul IA (variind tensiunea de alimentare E) şi măsuraţi tensiunea UA

la bornele diodei; Completaţi Tab. 2;

Tab. 2. Datele experimentale pentru caracteristica inversă a celor două diodeIA (mA) 0,1 0,5 1 5 10 15 20 25UA (V)

Reprezentaţi grafic pe o foaie caracteristica curent – tensiune a diodei Zener.


+-

R = 680Ω

E U

mA

UA-

-+

+1 2

IA

DZ

18

Activitatea de învăţare 1.4. Funcţionarea diodei semiconductoare

Competenţa: Verifică funcţionalitatea componentelor electronice analogice


- descrii principiul de funcţionare al diodelor semiconductoare;- identifici punctul static de funcţionare al diodei semiconductoare;- diferenţiezi regimurile de funcţionare ale diodei semiconductoare.

Durata: 15 min.

Tipul activităţii: expansiune

Sugestii: elevii se vor împărţi în grupe de 2-3 elevi sau pot lucra individual

Sarcina de lucru: Pornind de la următoarele două enunţuri incomplete, realizaţi un eseu de aproximativ 10 rânduri în care să dezvoltaţi ideile conţinute în enunţuri. În realizarea eseului trebuie să folosiţi minim 7 cuvinte din lista de mai jos.„Din caracteristica curent tensiune a diodei semiconductoare se observă că aceasta poate funcţiona în regim de ...................................”„Funcţionarea în curent continuu a diodei semiconductoare este caracterizată de ............................”

Lista de cuvinte: conducţie, directă, inversă, polarizare, circuit de polarizare, sursă de alimentare, rezistenţă de polarizare, PSF, străpungere, curent continuu, tensiune continuă.


19

Activitatea de învăţare 1.5. Tipuri de diode semiconductoare



- identifici tipuri de diode semiconductoare;- precizezi principalii parametri pentru fiecare tip de diodă semiconductoare;- descrii funcţionarea fiecărui tip de diodă semiconductoare;- identifici utilizările fiecărui tip de diodă semiconductoare.

Durata: 20 min.

Tipul activităţii: metoda grupurilor de experţi – peer learning

Sugestii: elevii se vor împărţi în 4 grupe

Sarcina de lucru: Având la dispoziţie 10 minute, fiecare grupă va completa câte o linie a tabelului de mai jos, folosind surse diferite.

Tip de diode semiconductoare Simbol Principiu de

funcţionare Parametri Utilizări

Dioda redresoareDioda varicapDioda ZenerDioda tunel

După ce aţi devenit „experţi” în dispozitivul optoelectronic studiat, reorganizaţi grupele astfel încât în grupele nou formate să existe cel puţin o persoană din fiecare grupă iniţială. Timp de 10 minute veţi împărţi cu ceilalţi colegi din grupa nou formată cunoştinţeţe acumulate în etapa anterioară.


20

Activitatea de învăţare 1.6. Parametrii diodelor Zener



- precizezi principalii parametri ai diodelor Zener;- identifici notaţiile principalilor parametrii ai diodelor Zener.

Durata: 10 min.

Tipul activităţii: potrivire

Sugestii: elevii se vor împărţi în grupe mici (2 – 3 elevi) sau pot lucra individual

Sarcina de lucru: În coloana A sunt enumeraţi principalii parametrii ai diodelor Zener, iar în coloana B notaţiile parametrilor. Scrieţi pe foaie asocierile corecte dintre fiecare cifră din coloana A şi litera corespunzătoare din coloana B.

A. Parametrii diodelor Zener B. Notaţiile parametrilor

1. Tensiunea nominală de stabilizare a. IZmax

2. Rezisenţa dinamică b. UZ

3. Curentul maxim admis în polarizare inversă

c. α

4. Puterea de disipaţie d. Rzd

5. Coeficientul de variaţie a tensiunii stabilizate cu temperatura

e. Pd

Dacă aţi realizat corect toate asocierile, treceţi la activitatea următoare, în caz contrar consultaţi fişa de documentare 1.1 şi refaceţi activitatea.

21


Fişa de documentare 2.1. Tranzistorul bipolar

Tranzistorul bipolar este un dispozitiv semiconductor cu două joncţiuni în succesiune npn sau pnp. Cele trei zone se numesc emitor (E), bază (B), colector (C). Tranzistoarele pot fi „pnp” (zona din mijloc dopată cu elemente „donoare” de electroni, celelalte două dopate cu elemente „acceptoare”), sau „npn” (dopat invers). Totuşi, din cauza grosimii foarte mici a zonei centrale (baza), cele două joncţiuni nu funcţionează independent şi între terminalele extreme (colector şi emitor) poate apărea un curent, aceasta fiind şi proprietatea cea mai importantă a tranzistorului, şi aceea care permite folosirea lui pe post de amplificator.

Se numeşte bipolar deoarece conducţia este asigurată de două tipuri de purtători de sarcină, electroni şi goluri.

Particularităţi constructive:- E este mult mai impurificat decât B sau C;- B este mult mai subţire decât E şi C (de ordinul micronilor sau chiar zecimilor de microni).În simbolurile grafice corespunzătoare celor două structuri, npn şi pnp (Fig. 2.1), săgeata din simbol corespunde joncţiunii pn emitor-bază (vârful săgeţii merge întotdeauna de la zona p spre zona n) şi arată şi sensul normal pozitiv al curentului principal prin tranzistor.

Fig. 2.1 Structura şi simbolurile grafice ale tranzistorului bipolarSe pot defini trei curenţi şi trei tensiuni (Fig. 2.2), dar pentru descrierea funcţionării nu sunt necesare toate aceste şase mărimi. Tensiunile şi curenţii sunt legate prin relaţiile:

uCB = uCE + uEB şi iE = iB + iC

Fig. 2.2 Curenţii şi tensiunile tranzistorului bipolar

22

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Semiconductor&action=edit&redlink=1

Deoarece tranzistorul amplifică în putere, adică transferă curentul din circuitul de intrare de rezistenţă mică în circuitul de ieşire de rezistenţă mare, de aici denumirea TRANSfer reZISTOR adică transfer de rezistenţă.

În funcţie de modul în care sunt polarizate cele două joncţiuni, un tranzistor bipolar se poate afla în următoarele regimuri de funcţionare:a) regimul activ normal, în care joncţiunea emitor-bază este polarizată direct iar joncţiunea colector-bază este polarizată invers. În acest regim se obţine cea mai mare amplificare;b) regimul invers în care joncţiunile sunt polarizate invers faţă de cazul anterior;c) regimul de blocare în care ambele joncţiuni sunt polarizate invers. În acest caz tranzistorul este blocat (prin el nu circulă curent);d) regimul de saturaţie în care cele două joncţiuni sunt polarizate direct.

Curenţii tranzistorului. Notând αIE ( unde α - coeficient de transfer al emitorului) acea parte a curentului emitorului care trece prin joncţiunea colectorului, vom scrie expresia pentru curentul colectorului în modul următor:

IC = αIE + ICB0

Curentul invers al colectorului. ICB0 este egal cu curentul ce trece prin joncţiunea colectorului, când la colector se aplică tensiune inversă şi când curentul emitorului este egal cu zero. Prin contactul bazei trece curentul IB, care este egal cu diferenţa dintre curentul emitorului şi colectorului:

IB = IE – IC

Din cele două relaţii avem:IB = IE (1 – α) – ICB0

Dacă vom deconecta circuitul emitorului (IE = 0 şi IC = ICB0), atunci vom avea: –IB = ICB0

În aşa mod, prin contactul emitorului (circuitul emitor - bază) curge curentul de dirijare IE

(de intrare), prin contactul colectorului (circuitul colector - baza) – curentul de dirijare αIE

(de ieşire) şi curentul invers al colectorului ICB0, iar prin contactul bazei – diferenţa curentului emitorului şi colectorului.În tranzistoarele reale curenţii IE şi IC şi creşterile lor ΔIE şi ΔIC sunt aproximativ egale după valori.

Coeficienţii de transfer a curenţilor. Modificarea curentului colectorului rezultată din modificarea curentului emitorului este condiţionată numai de electroni. Însă, curentul total al emitorului este determinat atît de electroni cât şi de goluri. Cu cât mai mulţi electroni (în comparaţie cu numărul golurilor) trec prin joncţiunea emitorului şi cu cât mai puţini din aceşti electroni se recombină în bază, neajungând la joncţiunea colectorului, cu atât mai bine tranzistorul transmite schimbările curentului emitorului în circuitul colectorului.Coeficientul static de transfer al emitorului poate fi determinat după formula:

Coeficientul static de transfer al curentului bazei poate fi determinat după formula:

23

Caracteristicile statice ale unui tranzistor bipolar sunt grafice ce reprezintă dependenţa dintre curenţii ce trec prin bornele tranzistorului şi tensiunile ce se aplică la aceste borne. Tranzistorului fiind un dispozitiv cu trei borne, în orice schemă electrică el poate fi conectat în trei moduri diferite: conectare cu baza comună (BC) (Fig. 2.3.a), conectare cu emitorul comun (EC) (Fig. 2.3.b) şi cu colectorul comun (CC) (Fig. 3.3.c).

a – bază comună; b – emitor comun; c – colector comunFig. 2.3 Moduri fundamentale de conectare ale tranzistorului

Fiecare din schemele de conectare ale tranzistorului se caracterizează prin patru familii de caracteristici: Iieş = f (Uieş) la Iin = const – caracteristici de ieşire; Uin = f (Iin) la Uieş = const – caracteristici de intrare; Iieş = f (Iin) la Uieş = const – caracteristici de transfer a curentului; Uin = f (Uieş) la Iin = const – caracteristici de reacţie inversă după tensiune.În cataloage de obicei sunt prezentate primele două tipuri de caracteristici (de intrare şi de ieşire), căci sunt cele mai importante şi utilizabile.

Indiferent de tipul tranzistorului, în planul caracteristicilor de ieşire se disting trei regiuni de lucru :- regiunea de saturaţie care se află în extremitatea stângă a caracteristicilor de ieşire;- regiunea de blocare care se află sub caracteristica IB = 0;- regiunea activă normală de lucru care se află între cele două regiuni de blocare şi saturaţie.

Asigurarea integrităţii tranzistoarelor necesită considerarea unor limitări impuse mărimilor ce le determină regimul de lucru. Valorile maxime absolute sunt valori care nu trebuie depăşite în timpul funcţionării montajului, deoarece se pot produce defectarea tranzistorului. De regulă în această grupă apar:- tensiunile maxime între terminale: VCB0, VCE0, VEB0;

- curentul maxim de collector şi de bază: ICM, IBM;- puterea maximă disipată: Ptot;- temperature maximă a joncţiunii: TjM.O regulă practică utilă recomandă încărcarea tranzistorului la cel mult, 0,75 din valorile de catalog ale acestor parametri.

Tranzistoarele pot fi folosite în echipamentele electronice cu componente discrete, în amplificatoare de semnal (în domeniul audio, video, radio), amplificatoare de instrumentaţie, oscilatoare, modulatoare şi demodulatoare, filtre, surse de alimentare liniare sau în comutaţie sau în circuite integrate, tehnologia de astăzi permiţând integrarea într-o singură capsulă a milioane de tranzistori.

24

Activitatea de învăţare 2.1. Ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistorului bipolar



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristicile staticile ale unui tranzistor bipolar;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru: Reprezentaţi grafic caracteristicile de intrare şi de ieşire pentru un tranzistor bipolar.

Mod de lucru:

Ridicarea caracteristicilor de intrare ale tranzistorului în conexiune EC

Realizaţi montajul din Fig. 1.

Fig. 1. Montaj pentru ridicarea caracteristicilor de intrare ale tranzistorului în conexiune EC

Modificaţi curentul de bază IB din sursa S1 şi completaţi Tab. 1.

Tab. 1. Datele experimentale pentru caracteristicile de intrareUCE [v] IB [μA] 0 2 5 10 20 30 40 50

0 UBE [v]5 UBE [v]

25

10 UBE [v]Ridicarea caracteristicilor de ieşire ale tranzistorului în conexiune EC

Realizaţi montajul din Fig. 2.

Fig. 2. Montaj pentru ridicarea caracteristicilor de ieşire ale tranzistorului în conexiune EC

Modificaţi curentul de bază IB din sursa S1, modificaţi tensiunea UCE din sursa S2

şi completaţi Tab. 2.

Tab.2. Datele experimentale pentru caracteristicile de ieşire ale tranzistorului în conexiune ECIB [μA] UCE [v] 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1 3 5 7 9 10

0 IC [mA]10 IC [mA]20 IC [mA]30 IC [mA]40 IC [mA]

Reprezentaţi grafic pe aceeaşi foaie familia de caracteristici de intrare ale tranzistorului;

Reprezentaţi grafic pe aceeaşi foaie familia de caracteristici de ieşire ale tranzistorului.


26

Activitatea de învăţare 2.2. Ce ştim despre tranzistorul bipolar



- descrii principiul de funcţionare a tranzistorului bipolar;- identifici tipuri de tranzistoare bipolare;- identifici modurile de conectare a tranzitorului bipolar;- deduci ecuaţiile fundamentale in cc;- reprezinţi caracteristicile statice ale tranzistorului bipolar;- precizezi principalii parametri care limitează funcţionarea tranzistorului bipolar;- identifici utilizările tranzistorului bipolar.

Durata: 20 min.

Tipul activităţii: cubul


Sarcina de lucru: Pe feţele unui cub se înscriu următoarele sarcini de lucru referitoare la tranzistorul bipolar.

Fiecare grup de elevi îşi va alege câte un coordonator, acesta va rostogoli cubul şi fiecărei grupe îi va reveni o sarcină de lucru care va fi rezolvată pe o foaie de hârtie A3. După 10 minute foile scrise vor fi lipite astfel încât să alcătuiască un cub desfăşurat. Se va analiza fiecare foaie şi se vor face completări acolo unde este cazul.

1.Principiul de funcţionare

2Structură şi simboluri grafice

4Ecuaţii

fundamentale de cc

5Caracteristici

statice

3Tipuri de conexiuni

6Parametrii care

limiteză funcţionarea şi utilizări

27


28

Activitatea de învăţare 2.3. Caracteristicile tranzistorului bipolar



- precizezi principalele familii de caracteristici ale tranzistorului bipolar;- identifici expresiile matematice corespunzătoare fiecărei familii de caracteristici.

Durata: 10 min.



Sarcina de lucru: În coloana A sunt enumerate principalele familii de caracteristici ale tranzistorului bipolar, iar în coloana B expresiile matematice ale acestora. Scrieţi pe foaie asocierile corecte dintre fiecare cifră din coloana A şi litera corespunzătoare din coloana B.

A. Famili de caracteristici B. Expresiile matematice

1. caracteristici de ieşire a. Iieş = f (Iin) la Uieş = const

2. caracteristici de intrare b. Uin = f (Uieş) la Iin = const3. caracteristici de transfer a curentului

c. Iieş = f (Uieş) la Iin = const

4. carcateristici de reacţie inversă după tensiune

d. Uin = f (Iin) la Uieş = const


29

Activitatea de învăţare 2.4. Moduri de conectare a tranzistorului bipolar



- identifici principalele moduri de conectare a tranzistorului bipolar.

Durata: 15 min.

Tipul activităţii: hartă tip pânză de păianjen

Sugestii: elevii se vor împărţi în grupe de 2 – 3 elevi

Sarcina de lucru: Folosind diferite surse, obţineţi informaţii despre modurile de conectare a tranzistorului bipolar şi organizaţi-le după modelul următor:


Tranzistorul bipolarModuri de conectare

Emitor comun

Bază comună

Colector comun

30

Tema 3. Tranzistoare cu efect de câmp

Fişa de documentare 3.1. Tranzistoare cu efect de câmp

Tranzistoarele cu efect de câmp prescurtate TEC sau FET (Field Effect Transistor) fac parte din familia tranzistoarelor unipolare. la care conducţia electrică este asigurată de un singur tip de purtător de sarcină, fie electroni, fie goluri. Funcţionarea lor se bazează pe variaţia conductivităţii unui "canal" dintr-un material semiconductor, ale cărui dimensiuni transversale sau concentraţii de purtători de sarcină mobili pot fi controlate cu ajutorul câmpului electric transversal, creat între un electrod de comandă numit poartă (gate) situat în vecinătatea canalului şi masa semiconductorului unde este format sau indus acest canal.

În funcţie de tipul de purtători care produc curentul electric, avem:- TEC cu canal de tip n, în care purtătorii sunt electroni;- TEC cu canal de tip p, în care purtătorii sunt goluri.

După modul de realizare a controlului conductanţei canalului, avem:- TEC cu joncţiuni (TEC–J sau J-FET);- TEC cu grilă (poartă izolată), având la bază structura metal–oxid–semiconductor

(TEC–MOS) sau metal–izolator–semiconductor (TEC–MIS).

Tranzistorul cu efect de câmp cu joncţiune (TEC-J) funcţionează cu purtători majoritari (electroni în canalul n, respectiv goluri în canalul p) fiind un rezistor a cărui secţiune este controlată de grosimea regiunii sarcinii spaţiale a unei joncţiuni pn. Termenul de efect de câmp este legat de existenţa câmpului electric în zona de sarcină spaţială, câmp a cărui intensitate este determinată de tensiunea aplicată pe terminalul poartă (gate).

Fig.3.1 Structura unui TEC-J cu canal n

Conducţia are loc într-un canal n (Fig. 3.1) între contactele sursă (care emite electroni) şi respectiv drenă (care îi colectează). Electrodul denumit poartă contactează zona difuzată p+ care împreună cu substratul p+ delimitează canalul n. Joncţiunea pn poartă-canal este polarizată invers, iar grosimea regiunii de sarcină spaţială asociată acestei joncţiuni face ca secţiunea conductivă a canalului (regiunea n neutră) să fie mai mică decât distanţa dintre cele doua joncţiuni. Această secţiune este controlabilă electric prin diferenţa de potenţial care există între poartă şi canal.

Fig. 3.2 Simboluri grafice pentru TEC - J

Săgeata din simbolul grafic (Fig. 3.2) desemnează o joncţiune pn (sensul săgeţii de la plan). Curentul de poartă este foarte mic (de ordinul nA) şi va fi considerat practic nul. Curentul de drenă iD este normal pozitiv intră în drena tranzistorului cu canal n (electrod care evacuează electroni) şi iese din drena tranzistorului cu canal p. Curentul de sursă este egal cu cel de drenă.

31

Caracteristicile statice ale TEC-Ja. Caracteristicile de ieşire (Fig.3.3) iD = iD (uDS ) cu uGS = constant, numite şi caracteristici de drenă.

Fig. 3.3 Caracteristici de ieşire ale TEC-JTEC-J este folosit în zona liniară la tensiuni mici drenă-sursă ca rezistenţă controlată în tensiune. Aici conductanţa drenă-sursă este identică cu conductanţa canalului şi rezistenţa drenă-sursă este funcţie liniară de tensiunea poartă-sursă aplicată.Pentru tensiuni mai mari, distingem a zona neliniară, o zona de saturaţie a curentului de drenă (aici curentul de drenă depinde foarte slab de tensiunea drenă-sursă), după care urmează o zonă de creştere abrupt (străpungere) a curentului, nemarcată pe grafic.Zona neliniară este caracterizată de uDS < uDS,sat, unde uDS,sat este tensiunea la care apare saturaţia curentului de drenă.Zona de saturaţie este caracterizată de faptul că ID nu mai creşte cu uDS. uDS < uDS,sat, iD = iD,sat

Saturaţia corespunde momentului în care canalul este strangulat lângă drenă. Această strangulare apare la rândul ei atunci când diferenţa de potenţial între poartă şi extremitatea de lângă drenă a canalului este egală cu tensiunea de prag.b. Caracteristicile de transfer (Fig. 3.4) sunt iD = iD(uGS). Dispozitivul este folosit ca amplificator în zona de saturaţie caracterizată de uDS >uDS,sat , unde iD este practic independent de uDS.

Fig.3.4 Caracteristicile de transfer ale TEC-J

Zona preferată de lucru este cea de la curenţi mari, acolo unde şi panta caracteristicii este mai mare. Aici curentul scade cu creşterea temperaturii (la UGS = const) dar problema ambalării termice nu se pune în cazul TEC-J.

Tranzistorul TEC-MOS este un dispozitiv electronic bazat pe conducţia curentului electric la suprafaţa semiconductorului. Proprietăţile conductive ale suprafeţei semiconductorului sunt controlate de un câmp electric aplicat printr-un electrod izolat de semiconductor (poartă). Conducţia se realizează pe suprafaţa substratului de siliciu, între doua zone cu tip de conductivitate opus celui al substratului; numite sursă (S) şi drenă (D).

32

În funcţie de modul de formare a canalului şi de tipul său, TEC-MOS – urile sunt de patru categorii:- cu canal n, iniţial;- cu canal p, iniţial;- cu canal n, Indus;- cu canal p, Indus.

Fig. 3.5 Structura unui TEC-MOS cu canal iniţial de tip p

În figura 3.5 s-a considerat un substrat de tip n; în acest caz sursa şi drena sunt de tip p. Pentru a se putea stabili un curent electric între sursă şi drenă, suprafaţa semiconductorului trebuie inversată ca tip de conductivitate, adică să devină de tip p. În acest caz, la suprafaţă apare un canal conductor, de tip p, care leagă sursa de drenă. Inversarea tipului de conductivitate a suprafeţei, precum şi controlul rezistivităţii canalului se face de către poartă.

Simbolurile grafice pentru tranzistoare MOS cu canal n şi p sunt prezentate în figura 3.6:

Fig. 3.6 Simboluri pentru TEC-MOS

De obicei în aplicaţii obişnuite substratul se leagă la sursă, dar există dispozitive la care substratul apare ca un terminal separat. Se observă aceeaşi semnificaţie pentru săgeata din simbolul grafic.

Caracteristicile statice ale tranzistorului MOSa. Caracteristicile de drenă sau de ieşire (Fig. 3.7), iD = iD (uDS ) cu uGS = constant.

Fig. 3.7 Caracteristicile de ieşire ale unui TEC- MOSSe deosebesc trei regiuni:- Regiunea liniară, pentru valori mici ale uDS,iD creşte proporţional cu tensiunea;- Regiunea de saturaţie, iD rămâne aproape constant chiar la creşteri relative mari ale

uDS;- Regiunea de străpungere, creşterea uDS peste o anumită valoare produce o

multiplicare în avalanşă a purtătorilor de sarcină.

33

b. Caracteristicile de transfer, iD = iD(uGS).

tip n tip pFig. 3.8 Caracteristicile de transfer pentru TEC-MOS cu canal indus

În cazul TEC-MOS cu canal indus (Fig. 3.8), dacă acesta este de tip p ambele tensiuni UGS, UDS sunt negative. Aceste tranzistoare au canal indus prin aplicarea unei tensiuni UGS mai mari decât valoarea de prag.

tip n tip pFig. 3.9 Caracteristica de transfer pentru

TEC-MOS cu canal iniţial

Unele tranzistoare prezintă canal chiar la tensiuni poartă-sursă nule (UGS = 0) şi se numesc tranzistoare MOS cu canal iniţial (Fig. 3.9). Această situaţie se întâlneşte în special la tranzistoare cu canal n. Un asemenea tranzistor poate lucra cu orice polaritate a tensiunii de poartă. Dacă tensiunea de poartă este pozitivă UGS > 0, regimul se numeşte regim de îmbogăţire datorită creşterii concentraţiei de electroni în canal; dacă tensiunea de poartă este negativă UGS < 0, regimul poartă denumirea de regim de sărăcire şi duce la scăderea concentraţiei de electroni din canal până la dispariţia lui (la UGS = U T).

Tranzistoarele MOS nu prezintă fenomenele de străpungere secundară şi ambalare termică.

34

Activitatea de învăţare 3.1. Ridicarea caracteristicilor de ieşire pentru TEC-J



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristicile de ieşire pentru TEC-J;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru: Reprezentaţi grafic caracteristicile de ieşire pentru TEC - J.

Mod de lucru: Realizaţi montajul din Fig. 1.

Fig. 1. Montaj pentru ridicarea caracteristicilor de ieşire pentru TEC - J Pentru diferite valori ale tensiunii UGS, variaţi tensiunea UDS; Măsuraţi valorile curentului ID; Completaţi Tab. 1.

Tab. 1. Datele experimentale pentru caracteristicile de ieşire pentru TEC-JUGS [v] UDS [V] 1 2 5 10

0 ID [mA]-1 ID [mA]-2 ID [mA]-3 ID [mA]

S1

S2-

-

+

+

VV

2M2

10KmA

UDSUGS

ID

35

Aveţi grijă ca ID să nu depăşească 15 mA şi UDS să nu depăşească 30 V. Reprezentaţi grafic pe o foaie caracteristicile de ieşire pentru TEC – J.


36

Activitatea de învăţare 3.2. Identificare TEC - J



- identifici terminalele unui TEC-J;- identifici mărimile specifice unui TEC - J.

Durata: 10 min.

Tipul activităţii: problematizare


Sarcina de lucru: Pornind de la simbolul TEC – J reprezentat în figură, identificaţi terminalele acestuia şi mărimile specifice reprezentate.


37

Activitatea de învăţare 3.3. Tranzistoare cu efect de câmp cu poartă izolată



- descrii principiul de funcţionare al tranzistoarelor cu efect de câmp cu poartă izolată;

- clasifici tranzistoarele cu efect de câmp cu poartă izolată;- diferenţiezi principalele caracteristici statice ale tranzistoarelor cu efect de câmp

cu poartă izolată.

Durata: 10 min.

Tipul activităţii: expansiune


Sarcina de lucru: Pornind de la următoarele două enunţuri incomplete, realizaţi un eseu de aproximativ 10 rânduri în care să dezvoltaţi ideile conţinute în enunţuri. În realizarea eseului trebuie să folosiţi minim 7 cuvinte din lista de mai jos.„Tranzistorul cu efect de câmp cu poartă izolată este un dispozitiv electronic bazat pe conducţia curentului la suprafaţa....................”„În funcţie de modul de formare a canalului şi de tipul său, tranzistoarele cu efect de câmp cu poartă izolată sunt ............................”

Lista de cuvinte: poartă, semicondutor, oxid, sursă, drenă, canal n, canal p, iniţial, indus, substrat, caracterstici statice, transfer, ieşire.


38

Activitatea de învăţare 3.4. Regiunile caracteristicilor de ieşire ale unui TEC - MOS



- precizezi principalele regiuni ale caracteristicilor de ieşire ale unui TEC - MOS;- identifici caracteristicile fiecărei regiuni .

Durata: 10 min.



Sarcina de lucru: În coloana A sunt enumerate principalele regiuni ale caracteristicilor de ieşire ale unui TEC-MOS, iar în coloana B caracteristicile acestora. Scrieţi pe foaie asocierile corecte dintre fiecare cifră din coloana A şi litera corespunzătoare din coloana B.

A. Regiunile caracteristicilor de ieşire

B. Caracteristicile regiunilor

1. regiunea liniară a. curentul de drenă rămâne aproape constant chiar la creşteri relativ mari ale tensiunii drenă – sursă.

2. regiunea de saturaţie b. creşterea tensiunii drenă – sursă peste o anumită valoare produce o multiplicare în avalanşă a purtătorilor de sarcină.

3. regiunea de străpungere c. valori mici ale tensiunii drenă – sursă, curentul de drenă creşte proporţional cu tensiunea.


39

Tema 4. Tiristorul

Fişa de documentare 4.1. Tiristorul

Denumirea de tiristor provine de la numele unui tub electronic cu gaz numit tiratron (TIRatron transISTOR). Tiristorul este un dispozitiv multijoncţiune cu o structură pnpn prevăzută cu electrod de comandă prin conectarea zonei p adiacente catodului (Fig. 4.1.1. a)

a – structură; b – simbolFig. 4.1.1. Tiristorul

Electrodul de comandă, poarta, G (gate), anod şi catod sunt cele trei terminale ale tiristorului simbolizat în Fig. 4.1.1.b.

Amorsarea tiristorului se realizează prin injectarea unui curent pe poartă, la o tensiune mai mică decât cea de autoamorsare sau la tensiunea de autoamorsare fără curent de poartă, mod utilizat foarte rar sau deloc.Analiza fenomenelor fizice ce au loc la amorsarea tiristorului prin injectarea unui curent de poartă se poate face echivalând structura cu două tranzistoare complementare, după cum se vede în schema echivalentă (Fig. 4.1.2)

Fig. 4.1.2 Schema echivalentă a unui tiristor

Fig. 4.1.3 Caracteristicile statice curent – tensiune ale tiristorului

Din caracteristicile statice curent – tensiune ale tiristorului (Fig. 4.1.3) se observă posibilitatea creşterii nelimitate a curentului prin structură, dacă este îndeplinită condiţia de amorsare, amorsarea poate avea loc la o tensiune anodică mai mică decât tensiunea de autoamorsare. Iniţierea amorsării este provocată prin injectarea unui curent iG prin joncţiunea J3 şi nu prin creşterea tensiunii anodice. Dependenţa factorilor de curent de curentul prin dispozitiv stă la baza procesului de amorsare a tiristorului. Se observă că la curenţii de poartă mai mari tensiunea de amorsare este mică, peste o anumită valoare a curentului de poartă, amorsarea are loc pe curba punctată, ca la o joncţiune pn (tiristorul este de fapt o diodă comandată).

40

În funcţionare normală, tensiunea anodică trebuie să fie mai mică decât tensiunea de autoaprindere UBO. Pentru comutare directă se aplică un curent de poartă căruia îi corespunde o tensiune de aprindere UA<UBO.În polarizare inversă, tiristorul se comportă ca o dioda pnpn, prin el trecând un curent mic, iar la tensiunea UB are loc străpungerea tiristorului.

Pentru a bloca tiristorul trebuie micşorat curentul prin structură sub valoarea de menţinere IH (HOLD) (tensiunea la borne scade şi ea sub valoarea de menţinere UH), deoarece după amorsare, poarta îsi pierde rolul de electrod de comandă, în sensul că nu poate acţiona şi pentru blocarea tiristorului, totuşi acest rol va fi reluat dar numai după blocarea tiristorului.

Semnalul de comandă pentru amorsarea tiristorului poate fi atât semnal continuu cât şi impulsuri de polaritate corespunzătoare. Comutarea directă şi blocarea tiristorului au loc în timp finit, fiind legate de procese fizice de injecţie şi extracţie de purtători de sarcină. Timpul de comutare directă creşte cu temperatura şi cu curentul anodic, dar scade când amplitudinea semnalului de comandâ creşte. Dacă semnalul de comandă este un impuls, trebuie sa aibă o durată minimă, timp de menţinere pe poartă, sub care comutarea nu are loc. Timpul de comutare inversă creşte de asemenea cu temperatura şi curentul anodic şi scade când amplitudinea semnalului de comutare creşte. Astfel, pentru blocare este suficient să micşorăm tensiunea anodică sub valoarea de menţinere, dar timpul de comutare inversă scade dacă inversăm polaritatea tensiunii pe anod. Dacă semnalul de blocare este un impuls, există o durată minimă a acestuia, numită timp de revenire pe poartă sub care blocarea nu are loc. În tiristoarele rapide timpii de comutare sunt de ordinul a câteva microsecunde, iar timpul de blocare este în general mai mare decât cel de comutare directă.

Cu ajutorul tiristorului pot fi controlate puteri mari, fiind utilizat frecvent în circuitele redresoare comandate şi invertoare. Posibilitatea de control a momentului amorsării determină un domeniu larg de aplicaţii pentru acest dispozitiv care poate fi alimentat de la tensiuni de ordinul zecilor la tensiuni de ordinul sutelor de volţi şi corespunzător curenţilor de ordinul sutelor de amperi.

41

Activitatea de învăţare 4.1. Ridicarea caracteristicilor anodice ale tiristorului



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristicile anodice ale tiristorului;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru: Reprezentaţi grafic caracteristicile anodice ale tiristorului.


Fig. 1. Montaj pentru ridicarea caracteristicilor anodice ale tiristorului

Reglaţi sursa S1 astfel încât curentul IG = 0; Reglaţi sursa S2 astfel încât curentul prin tiristor IA să ia valorile din Tab. 1; Măsuraţi tensiunea UAK pentru fiecare valoare a curentului IA şi completaţi Tab. 1; Reglaţi sursa S1 astfel încât IG să ia toate valorile din Tab.1 şi repetaţi paşii

anteriori; Completaţi Tab.1.

42

Tab. 1. Datele experimentale pentru caracteristicile anodice ale tiristoruluiIA [mA] 0 5 10 15 20 25

IG = 0 UAK [V]IG = 2 mA UAK [V]IG = 4 mA UAK [V]IG = 6 mA UAK [V]IG = 8 mA UAK [V]IG = 10 mA UAK [V]

Reprezentaţi grafic pe o foaie caracteristicile anodice ale tiristorului.


43

Activitatea de învăţare 4.2. Tiristorul – dispozitiv multijoncţiune



- identifici tiristorul;- descrii principiul de funcţionare;- reprezinţi caracteristicile tiristorului;- precizezi principalele utilizări ale tiristorului.

Durata: 15 min.

Tipul activităţii: hartă tip pânză de păianjen

Sugestii: elevii se vor împărţi în grupe de 2 – 3 elevi

Sarcina de lucru: Folosind diferite surse, obţineţi informaţii despre tiristor şi organizaţi-le după modelul următor:


Simbol

TiristorulCaracteristici

Utilizări

Principiul de funcţionare

44

Activitatea de învăţare 4.3. Identificarea tiristorului



- identifici terminalele tiristorului;- identifici mărimile specifice tiristorului.

Durata: 10 min.

Tipul activităţii: problematizare


Sarcina de lucru: Pornind de la simbolul tiristorului reprezentat în figură, identificaţi terminalele acestuia şi mărimile specifice reprezentate.


45

Activitatea de învăţare 4.4. Funcţionarea tiristorului



- identifici mărimile caracteristice tiristorului;- explici funcţionarea tiristorului.

Durata: 15 min.

Tipul activităţii: studiu de caz


Sarcina de lucru: În figura de mai jos sunt reprezentate caracteristicile curent tensiune ale tiristorului.

a. precizaţi cum este iniţiată amorsarea;b. precizaţi cum se blochează tiristorul;c. precizaţi ce tipuri de semnale se folosesc pentru comandă.


46


Fişa de documentare 5.1. Dispozitive optoelectronice

Dispozitivele optoelectronice reprezintă elemente care transformă energia radiaţiilor luminoase (sau a altor radiaţii din spectrul invizibil) în energie electrică sau invers. Transformarea energiei radiaţiei electromagnetice în energie electrică şi invers se face în mod direct, fără intermediul altor forme de energie. Fenomenele fizice fundamentale care stau la baza funcţionării dispozitivelor optoelectronice sunt absorbţia radiaţiei electromagnetice în corpul solid şi recombinarea radiativă a purtătorilor de sarcină în semiconductor. Dispozitivele optoelectronice se împart în două mari categorii:

- dispozitive bazate pe efectul fotoelectric intern

- fotoelementul, fotorezistenţa, fotodioda, fototranzistorul, fototiristorul

- dispozitive optoelectronice electroluminescente

- dioda electroluminscentă, optocuplorul

Fotoelementul, simbolizat în Fig. 5.1.1, reprezintă un dispozitiv optoelectronic care nu necesită alimentarea de la o sursă de tensiune exterioară, el generând o anumită tensiune atunci când este iluminat. Valoarea tensiunii care este măsurată pe o asemenea celulă care nu este conectată într-un circuit poartă denumirea de tensiune de circuit deschis şi are o variaţie pronunţată la iluminări mici, iar curentul care străbate terminalele celulei în timpul unui scurtcircuit poartă denumirea de curent de scurtcircuit şi are o variaţie pronunţată cu cât iluminarea este mai puternică. Cu cât aria unei celule este mai mare cu atât curentul de scurtcircuit este mai mare.

Fig. 5.1.1 Simbolul fotoelementului

Dacă în aplicaţii dorim să utilizăm curentul unei astfel de celule se vor utiliza rezistori de sarcini mici, iar dacă dorim utilizarea tensiunii, rezistorul de sarcină trebuie să aibă o valoare mare. Valoarea curentului de scurtcircuit depinde şi de lungimea de undă a luminii (culoarea) care lumineaza fotocelula.

Fotorezistenţa, simbolizată în Fig. 5.1.2, este formată dintr-o peliculă semiconductoare depusă prin evaporarea în vid pe un grătar metalic fixat în prealabil pe o placă izolatoare. Această peliculă se protejează de obicei prin acoperire cu lac sau peliculă de masă plastic. Acestea au proprietatea de a-şi modifica valoarea rezistenţei electrice sub acţiunea fluxului luminos. Într-un circuit care conţine un astfel de dispozitiv alimentat de la o sursă de tensiune constantă, curentul va creşte odată cu iluminarea fotorezistorului.Variaţia rezistenţei lor cu temperature şi inerţia ridicată în funcţionare, constituie inconvenientele acestor dispozitive.

Fig. 5.1.2 Simbolul fotorezistenţei

47

Principalii parametri ai fotorezistenţei sunt: Rezistenţa de întuneric, (R0); Sensibilitatea, (S).

Fotodioda, simbolizată în Fig. 5.1.3 nu diferă din punct de vedere a structurii fizice faţă de diodele obişnuite. Fotodioda este constituită dintr-o jonctiune pn de construcţie specială, astfel încât să facă posibilă incidenţa razelor de lumină în domeniul zonei de difuzie a acesteia. În funcţionarea normală jonctiunea pn este polarizată invers cu ajutorul unei sursei externe. Incidenţa razelor de lumină în zona de difuzie determină o creştere a curentului invers. Pot fi folosite la frecvenţe de ordinul miilor de Hz.

Fig. 5.1.3 Simbolul fotodiodei

Principalii parametrii ai unei fotodiode sunt: Curentul de întuneric, (ID); Tensiunea inversă maximă, (URM); Curentul de iluminare, (IL); Sensibilitatea, (S).

Fototranzistorul, simbolizat în Fig. 5.1.4, este format din trei zone (pnp sau npn) numite colector, bază şi emitor. Zona sensibilă la lumină formând-o joncţiune bază- colector. Spre deosebire de fotodiode fototranzistoarele realizează şi o amplificare a curentului fotoelectric. Fluxul luminos are rolul curentului de bază de aceea fototranzistorul nu este prevăzut cu terminalul pentru bază. În circuite fototranzistorul se montează în conexiune emitor comun, polarizarea făcânduse ca şi la tranzistor, emitorul la potenţialul negativ iar colectorul la potenţialul pozitiv pentru un tranzistor npn.Inerţia în funcţionare a fototranzistorului este mai mare decât a fotodiodei.

Fig. 5.1.4 Simbolul fototranzistorul

Fototiristorul este un dispozitiv optoelectronic realizat pe o structură de tiristor, a cărui aprindere se face sub acţiunea unui flux luminos. Şi în acest caz tensiunea de amorsare scade cu creşterea intensităţii fluxului luminos.

48

Dioda electroluminiscentă (LED- ul), simbolizată în Fig. 5.2.1, numită LED-Light Emmiting Diode se bazează pe fenomenul invers fotodiodei. Culoarea luminii emise depinde de semiconductorul utilizat.

Fig. 5.2.1 Simbolul diodei electroluminiscente

LED-urile pot fi folosite ca indicatoare numerice sau indicatoare optice pe panourile aparatelor. LED-ul emite lumina într-o anumită bandă foarte îngustă de lungimi de undă care este caracteristică unei anumite culori. Pentru LED-uri RGB, poate fi un singur LED cu trei structuri (Red/Green/Blue) încorporate care sunt comandate pe trei linii separate de comandă a culorii, sau un “punct luminos", compus din structuri LED roşu/verde/albastru distincte. Prin comanda separată a fiecărei culori din cele trei se obţin peste 16 milioane de nuanţe (principiu care este utilizat şi în monitoarele cu LED-uri

Parametrii electrici ai LED-urilor sunt identici cu cei ai diodelor: Curentul direct, (IF); Tensiunea de deschidere a joncţiunii, (UF); Tensiunea inversă, (UR).

Optocuplorul, simbolizat în Fig. 5.2.2, este ansamblul format dintr-un LED şi un receptor luminos (fotodiodă, fototranzistor) montat într-o capsulă comună opacă.

Fig. 5.2.2 Simbolul optocuplorului

Aceste dispozitive au o gamă largă de aplicaţii ele putând înlocuii relee, putând izola partea de forţă de partea de comandă în sistemele automate şi în multe alte aplicaţii. Într-un astfel de dispozitiv se transmit într-un singur sens de la intrare la ieşire.De obicei randamente de transfer relativ ridicate se obţin în domeniul frecvenţelor infraroşii. Optocuploarele pot fi utilizate pentru transfer de semnale atât de curent continuu, cât şi de curent alternativ, frecvenţa limită fiind ordinul zecilor de MHz.

Pe lângă parametrii ce se referă separate la emiţător şi receptor, parametrii specifici optocuplorului sunt: Tensiunea de lucru care este diferenţa de potenţial între emitor şi receptor; Factorul de transfer în curent care este egal cu raportul dintre variaţia curentului la

ieşire şi variaţia curentului la intrare; Timpul de răspuns care reprezintă timpul scurs între momentul aplicării semnalului

luminos şi cel la care fotocurentul creşte până la 0,1 din valoarea sa maximă.

49

Activitatea de învăţare 5.1. Ridicarea caracteristicilor statice ale fotodiodei



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristicile statice ale fotodiodei;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru: Reprezentaţi grafic caracteristicile statice ale fotodiodei.


Fig. 1. Montaj pentru ridicarea caracteristicilor statice ale fotodiodei

Acoperiţi fotodioda pentru a nu fi iluminată; Variaţi tensiunea sursei S2; Completaţi Tab. 1;

Tab. 1. Datele experimentale pentru caracteristica statică de întuneric a fotodiodeiUCC [V] 1 3 5 8 10IFD [μA]UFD [V]

Reglaţi I1 = 10 mA şi modificaţi UCC din sursa S2 din volt în volt până se obţine o instabilitate a lui IFD. Valoarea lui UFD în acest caz reprezintă URmax (tensiunea inversă maximă);

Pentru diferite valori ale curentului I1, variaţi tensiunea sursei S2; Completaţi Tab.2;Tab. 2. Datele experimentale pentru caracteristicile statice la iluminare a fotodiodei

50

I1 [mA] UFD [V] 0 .........................................................................URmax

IFD [mA]IFD [mA]IFD [mA]

Trasaţi caracteristicile statice ale fotodiodei în cadranul trei al planului curent - tensiune.


51

Activitatea de învăţare 5.2. Ridicarea caracteristicilor statice ale fototranzistorului



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristicile statice ale fototranzisorului;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru: Reprezentaţi grafic caracteristicile statice ale fototranzistorului.


Fig. 1. Montaj pentru ridicarea caracteristicilor statice ale fototranzistorului Pentru diferite valori ale curentului I1, variaţi tensiunea UCE; Completaţi Tab.1;Tab. 1. Datele experimentale pentru caracteristicilor statice ale fototranzistorului

I1 [mA] UCE [V] 0 1 2 3 5 8 10IC [mA]IC [mA]IC [mA]IC [mA]

Trasaţi caracteristicile statice ale fototranzistorului.


52

Activitatea de învăţare 5.3. Ridicarea caracteristicii statice a diodei electroluminiscente



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristica statică a diodei electroluminiscente;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru: Reprezentaţi grafic caracteristica statică a diodei electroluminiscente.


Fig. 1. Montaj pentru ridicarea caracteristicii statice a diodei electroluminiscente Pentru diferite valori ale curentului prin LED, IL, măsuraţi tensiunea la bornele

sale, UL; Completaţi Tab.1;

Tab. 1. Datele experimentale pentru ridicarea caracteristicii statice a diodei electroluminiscenteIL [mA] 1 2 3 5 8 10 12 15 20UL[V] Trasaţi caracteristica statică a diodei electroluminiscente.


53

Activitatea de învăţare 5.4. Ridicarea caracteristicii de transfer a optocuplorului



- colectezi datele numerice corespunzătoare activităţii planificate;- selectezi datele obţinute din măsurători sau alte surse;- înregistrezi datele;- ridici caracteristica de transfer a optocuplorului;- formulezi concluzii pe baza unei analize critice.

Durata: 50 min.



Sarcina de lucru: Reprezentaţi grafic caracteristica de transfer a optocuplorului.


Fig. 1. Montaj pentru ridicarea caracteristicii de transfer a optocuplorului

Reglaţi sursa S2 la 12 V; Pentru diferite valori ale curentului prin elementul emiţător (LED), IL, măsuraţi

curentul prin fototranzistor, IC; Completaţi Tab.1;

Tab. 1. Datele experimentale pentru caracteristica de transfer a optocuploruluiIL [mA] 1 2 3 5 8 10 12 15 20IC [mA]

Trasaţi caracteristica de transfer a optocuplorului.


54

Activitatea de învăţare 5.5. Tipuri de dispozitive optoelectronice

Competenţa: Identifică componentele electronice analogice


- identifici tipuri de dispozitive optoelectronice;- precizezi principalii parametri pentru fiecare tip de dispozitiv optoelectronic;- descrii funcţionarea fiecărui tip de dipozitiv optoelectronic;- identifici utilizările fiecărui tip de dispozitiv optoelectronic.

Durata: 20 min.

Tipul activităţii: metoda grupurilor de experţi – peer learning


Sarcina de lucru: Având la dispoziţie 10 minute, fiecare grupă va completa câte o linie a tabelului de mai jos, folosind surse diferite.

Tip de dispozitiv optoelectronic Simbol Principiu de

funcţionare Parametri Utilizări

FotoelementulFotorezistenţaFotodiodaFototranzistorulLEDOptocuplor

După ce aţi devenit „experţi” în dispozitivul optoelectronic studiat, reorganizaţi grupele astfel încât în grupele nou formate să existe cel puţin o persoană din fiecare grupă iniţială. Timp de 10 minute veţi împărţi cu ceilalţi colegi din grupa nou formată cunoştinţeţe acumulate în etapa anterioară.


55

Activitatea de învăţare 5.6. Simbolurile dispozitivelor optoelectronice

Competenţa: Identifică componentele electronice analogice


- precizezi principalele dispozitive optoelectronice;- identifici simbolurile dispozitivelor optoelectronice.

Durata: 10 min.



Sarcina de lucru: În coloana A sunt enumerate pricipalele dispozitive optoelectronice, iar în coloana B simbolurile acestora. Scrieţi pe foaie asocierile corecte dintre fiecare cifră din coloana A şi litera corespunzătoare din coloana B.

A. Dispozitive optoelectronice B. Simboluri1. Fotoelementul

a. 2. Fotorezistenţa

b. 3. Fotodioda

c. 4. Fototranzistorul

d. 5. Dioda electroluminiscentă

e. 6. Optocuplorul

f.


56

III. Glosar

Amorsare – comutarea dispozitivului electronic din starea de blocare în starea de conducţie.

Circuit de polarizare – circuit alcătuit dintr-o sursă de alimentare (o sursă de tensiune continuă sau o sursă de curent continuu), care se mai numeşte şi sursă de polarizare şi o rezistenţă de polarizare care are rolul de a limita curentul prin diodă astfel încât aceasta să nu se distrugă.

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.

Dioda - componentă electronică constituită dintr-o joncţiune pn prevăzută cu contacte metalice la regiunile p şi n şi introdusă într-o capsulă din sticlă, material plastic, ceramică sau metal.

Dispozitive multijoncţiune – dispozitive semiconductoare din siliciu, care au în structura lor mai mult de două joncţiuni pn.

Efectul de tranzistor - efectul de comandă a curentului printr-o joncţiune polarizată invers cu ajutorul curentului unei joncţiuni polarizate direct şi plasată în apropiere.

Efectul tunel - un electron cu energie mai mică decât bariera energetică corespunzătoare barierei de potenţial reuşeşte să treacă dincolo de aceasta nu peste barieră ci prin ea (ca printr-un tunel).

Joncţiunea pn - zonă de contact dintre două cristale semiconductoare, unul de tip p şi unul de tip n, având o grosime foarte mică de aproximativ 10-8 ... 10-6 m.

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

Polarizare inversă - aplicarea unei diferenţe de potenţial unei joncţiuni pn astfel ca + să fie conectat la regiunea n, iar – la regiunea p.

Punct Static de Funcţionare (PSF) - perechea de mărimi electrice compusă din curentul continuu prin diodă şi de tensiunea continuă pe diodă reprezentată în planul caracteristicii, cu coordonatele iA, uA.

Tranzistorul bipolar - o pastilă de siliciu dopată astfel incât să se creeze trei straturi dopate diferit, şi deci două joncţiuni pn; una emitor-bază şi alta bază-colector.

58

IV. Bibliografie

1. Biţoiu, Adrian. Băluţă, Gheorghe. Iţcou, Corneliu. Lingvaz, Iosif. (1984). Practica electronistului amator, Bucureşti: Editura Albatros

2. Ceangă, Emil. Saimac, Anton. Banu, Emilian. (1981). Electronică Industrială, Bucureşti: Editura didactică şi pedagogică

3. Ceangă, Emil. (1978). Îndrumar de laborator pentru electronică, Galaţi: Universitatea “Dunărea de Jos” Galaţi

4. Croitoru, Victor. Sofron, Emil. Componente şi circuite electronice – Lucrări practice: Bucureşti: Editura didactică şi pedagogică

5. Dan, Pentru Alexandru. Luca, Dan Mihai. Albu, Adrian. Dunca, Tudor. Primejdie, George. (1986). Diode cu siliciu - catalog, Bucureşti: Editura Tehnică

6. Dascalu, Dan. Rusu, Adrian. Profirescu, Marcel. Costea, Ioan. (1982). Dispozitive şi circuite electronice, Bucureşti: Editura didactică şi pedagogică

7. Florea, S. Dumitrache, I. Găburici, V. Munteanu, F. Dumitriu, S. Catană, I. (1983). Electronică industrială şi automatizări, Bucureşti: Editura Didactică şi Pedagogică

8. Stan, Alexandru Iulian. Cănescu, Traian. Huhulescu, Mihai. Popescu, Constanţiu. Simulescu, Dragoş. (1998). Aparate, echipamente şi instalaţii de electronică industrislă – tehnologia meseriei- manual pentru clasele a IX –a şi a X –a licee industriale şi şcoli profesionale, Bucureşti: Editura didactică şi pedagogică

9. Steriu, Dan. Brezeanu, Gheorghe. (1990). Dispozitive şi circuite electronice Îndrumar de laborator, Bucureşti: Facultatea de electronică şi telecomunicaţii

10.Vasilescu, Gabriel. Lungu, Şerban. (1981). Electronică, Bucureşti: Editura Didactică şi Pedagogică

59

Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul...

Documents

Transcript of Învăţământul profesional şi tehnic în domeniul...