ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ - ΕΝΑΣ ΕΝΔΙΑΜΕΣΟΣ ΑΓΩΓΟΣ

Ο ημιαγωγός, αν αναλύσουμε τη λέξη, σημαίνει μισός αγωγός. Δηλαδή μισός καλός αγωγός και μισός μονωτής. Ο πιο καλός αγωγός έχει σθένος ένα ηλεκτρόνιο και ο πιο καλός μονωτής 8 ηλεκτρόνια. Στην περίπτωση του ημιαγωγού το σθένος είναι ακριβώς στη μέση αφού έχει 4 ηλεκτρόνια. Τέτοια υλικά είναι το πυρίτιο και το γερμάνιο.

Μετά από επεξεργασία των υλικών του ημιαγωγού, αποκτά στα 2 του άκρα 2 επαφές, μια τύπου P και μια τύπου N. Τέτοιος ημιαγωγός τύπου PN είναι η δίοδος, για τον οποίο θα μιλήσουμε σε επόμενο άρθρο.

-->

Περισσοτερα εδω

TRANSISTOR - ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

Το transistor είναι μια διάταξη ημιαγωγική, αφού περιέχει 2 ημιαγωγούς. Οι ημιαγωγοί είναι 2 τύπων, PN και NP. Ανάλογα με την διάταξη των ημιαγωγών αυτών έχουμε 2 τύπους transistor, PNP και NPN.

Τα αντίστοιχα σύμβολα για τους 2 αυτούς τύπους είναι:

Το βελάκι δείχνει την πόλωση του τρανζίστορ. Το σύμβολο P δείχνει οτι φορείς πλειονότητας είναι τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ενώ Ν είναι οι οπές. Επίσης ένα transistor έχει 3 περιοχές, τον εκπομπό Ε, τη βάση Β και τον συλλέκτη C. Η βάση Β βρίσκεται πάντα στη μέση αλλά η θέση των εκπομπού Ε - συλλέκτη C εξαρτάται όπως στο παραπάνω σχήμα από τον τύπο του. 

Ας αναφέρουμε κάποια βασικά για τα ρεύματα σε ένα transistor. Πρώτα να επισημάνουμε το λόγο που χρησιμοποιούμε μια τέτοια διάταξη. Χρησιμοποιείται σαν αναλογικό εξάρτημα για την ενίσχυση των ρευμάτων που εισέρχονται σε αυτό. Από τα πρώτα χρόνια που ανακαλύφθηκε χρησιμοποιούνταν στην ενίσχυση τηλεοπτικών και ραδιοφωνικών σημάτων. Ισχύει ότι το ρεύμα βάσης IB είναι κατά πολύ μικρότερο από τα 2 άλλα ρεύματα εκπομπού IE και συλλέκτη IC. Από τον νόμο Kirchhoff έχουμε:

IE = IC + IB

κι επειδή το IB είναι τόσο μικρό τότε IE ≅ IC

Κάποιοι συντελεστές που δείχνουν το λόγο των ρευμάτων είναι:

adc = IC/IE

βdc = IC/IB

Το βdc ονομάζεται απολαβή ή κέρδος ρεύματος λόγω της ιδιότητας του πολύ μικρού ρεύματος βάσης να δημιουργεί ένα πολύ μεγαλύτερο ρεύμα συλλέκτη.

Αντίστοιχα για τις τάσεις του τρανζίστορ ισχύει:

VCE = VC- VE

 VCB = VC - VB

 VBE = VB - VE

Λεπτομέρειες για βασικές περιπτώσεις κυκλωμάτων θα δούμε σε άλλα άρθρα.

Την κατάσταση ενός τρανζίστορ ελέγχουμε με ένα πολύμετρο.

Περισσοτερα εδω

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ

Ο τελεστικός ενισχυτής είναι ένας διαφορικός ενισχυτής, δηλαδή η απόκριση του βασίζεται στη διαφορά μεταξύ των 2 σημάτων εισόδου. Ενισχύει τη διαφορά Vd = V2 - V1 της εισόδου και βγάζει τάση εξόδου ως προς τη γη Vo. Οι ιδιότητες που έχει είναι μεγάλη απολαβή και σταθερότητα.

Ο ιδανικός ΤΕ παρουσιάζει τα εξής:

- κέρδος ανοιχτού βρόγχου "α" άπειρο

- αντίσταση εισόδου άπειρη

- αντίσταση εξόδου μηδέν

- I1 - I2 = 0

- Vo = αVd

- Vd = 0

- μηδενικό κέρδος κοινού σήματος  Acm (Acm = A/CMRR) CMRR - λόγος απόρριψης κοινού σήματος, δηλαδή η ικανότητα να απορρίπτει κοινά σήματα εισόδου, για να δίνει μεγαλύτερη τάση εξόδου.

- άπειρο εύρος ζώνης BW

Στις περισσότερες των περιπτώσεων ο Τ.Ε δεν είναι ιδανικός. Υπάρχει είτε αρνητική ανάδραση είτε διαιρέτες τάσης κτλ που αλλάζουν τα δεδομένα. Υπάρχουν τόσες περιπτώσεις με τελεστικούς ενισχυτές, που δε χωράνε σε μερικά άρθρα για να τα καλύψουμε. 

Περισσοτερα εδω

ΠΥΚΝΩΤΗΣ - ΧΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ

Ο πυκνωτής C είναι το άλλο παθητικό στοιχείο μαζί με το πηνίο. Λειτουργεί ως συσσωρευτής αφού αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια και μπορεί όπως μια πηγή τάσης (μπαταρία) να τροφοδοτήσει ένα κύκλωμα μέχρι να αδειάσει. Στην ουσία είναι 2 αγώγιμες πλάκες (οπλισμοί) που μεταξύ τους παρεμβάλλεται στρώμα μονωτικού υλικού(διηλεκτρικό). Τα χαρακτηριστικά του είναι τα εξής:

- Η σχέση έντασης - τάσης δίνεται από τον παρακάτω τύπο

i = C(dv/dt)

   όπου C η χωρητικότητα του πυκνωτή.

- Μονάδα μέτρησης είναι το F (Farad)

- στο συνεχές ρεύμα DC λειτουργεί σαν ανοιχτό κύκλωμα, αποθηκεύει όση ενέργεια μπορεί κατά τη διάρκεια τροφοδότησης και σε κάποιο σημείο σταματάει εφόσον έχει γεμίσει. Οπότε σταματάει και η ροή ρεύματος

- στο εναλλασσόμενο ρεύμα AC έχει σύνθετη αντίσταση

Περισσοτερα εδω

ΠΗΝΙΟ ΚΑΙ ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ

Το πηνίο όπως είπαμε και σε προηγούμενο άρθρο είναι μια αντίσταση που παρουσιάζει επαγωγικές ιδιότητες. Αυτό σημαίνει ότι μόλις περάσει στα άκρα του ηλεκτρικό ρεύμα, αναπτύσσει μαγνητική ροή. Ένα πηνίο στην ουσία είναι ένα αγώγιμο υλικό τυλιγμένο πάνω σε κύλινδρο. Τα χαρακτηριστικά ενός πηνίου είναι τα εξής:

- Όπως και ο πυκνωτής είναι παθητικό στοιχείο, δηλαδή έχει την ικανότητα να αποθηκεύει και να παρέχει ορισμένα ποσά ενέργειας. 

- Η τάση που δημιουργείται στα άκρα του σε σχέση με την ένταση ρεύματος δίνεται από τον παρακάτω τύπο:

v = L* di/dt

όπου L η αυτεπαγωγή.

- Σημαντικό για κάποιον που υπολογίζει κυκλώματα είναι να γνωρίζει πως το πηνίο συμπεριφέρεται ως βραχυκύκλωμα στο συνεχές ρεύμα DC, σαν να υπάρχει πχ ένα καλώδιο που κλείνει το κύκλωμα.

- Αντίστοιχα στο εναλλασσόμενο ρεύμα AC παρουσιάζει σύνθετη αντίσταση.

- Το πηνίο δε μπορεί να δεχτεί ακαριαίες αυξομειώσεις στην ένταση ρεύματος.
- Σε συνδυασμό με ένα πυκνωτή σε κύκλωμα παρουσιάζει το φαινόμενο της αυτεπαγωγής. Το οποίο σημαίνει ότι ενώ όπως προείπαμε παίρνει την ηλεκτρική ενέργεια του πυκνωτή, την κάνει μαγνητική, ταυτόχρονα ξαναμετατρέπεται σε ηλεκτρική. Η AC συχνότητα f που δημιουργείται ισούται με

 Στο παρόν άρθρο κάναμε μια πολύ γενική αναφορά με το στοιχείο του πηνίου για να έχει ένας αρχάριος μια πρώτη επαφή με αυτό.

Περισσοτερα εδω

ΩΜΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ

Η ωμική αντίσταση R μετριέται σε Ohm και τη βρίσκουμε με τον νόμο του Ohm:

R = V/ I

Στο εναλλασσόμενο ρεύμα AC η    R = Vo/Io 

  όπου Vo και Io η μέγιστη τιμή τάσης και έντασης.

Για να καταλάβουμε την τιμή μιας ωμικής αντίστασης πρέπει να γνωρίζουμε τον κώδικα χρωμάτων. 

Δίνουμε ένα παράδειγμα να καταλάβουμε πως μετράμε μια αντίσταση

Μετράμε τα χρώματα κατά σειρά από το 1 - 4 που είναι 1- καφέ, 2 - μαύρο, 3 - πορτοκαλί, 4 - χρυσό

Από τον παρακάτω πίνακα χρωμάτων βρίσκουμε πως το καφέ στην 1η λωρίδα είναι "1", το μαύρο στη 2η λωρίδα είναι "0", το πορτοκαλί στην 3η λωρίδα είναι ο πολλαπλασιαστής "10³" και το χρυσό στην 4η λωρίδα είναι ανοχή ±5%. Το ψηφίο στο νούμερο 1 αντιστοιχεί στις δεκάδες, το 2 στις μονάδες και το 3 είναι πολλαπλασιαστής. που σημαίνει ότι η τιμή της αντίστασης είναι R =10*10³ Ω= 10 ΚΩ και ανοχή 5%.

Χρώμα	1η λωρίδα     1ο ψηφίο	2η λωρίδα      2ο ψηφίο	3η λωρίδα   πολλαπ/στής	4η λωρίδα         ανοχή	θερμικός συντελεστής
Μαύρο	0	0	Χ1
Καφέ	1	1	X10	±1% (F)	100 ppm
Κόκκινο	2	2	X100	±2% (G)	50 ppm
Πορτοκαλί	3	3	X1000		15 ppm
Κίτρινο	4	4	X10.000		25 ppm
Πράσινο	5	5	X100.000	±0.5% (D)
Μπλε	6	6	X1.000.000	±0.25% (C)
Μωβ	7	7	X10.000.000	±0.1% (B)
Γκρι	8	8	X100.000.000	±0.05% (A)
Λευκό	9	9	X1.000.000.000
Χρυσαφί			X0.1	±5% (J)
Ασημί			X0.01	±10% (Κ)
Κανένα				±20% (Μ)

Περισσοτερα εδω

Η ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΕ ΕΝΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ

Η αντίσταση παίζει σημαντικό ρόλο σε ένα κύκλωμα. Όλα τα υλικά έχουν κάποια αντίσταση μικρή ή μεγάλη. Αυτή καθορίζει και την αγωγιμότητα του υλικού. Όταν παρουσιάζεται αντίσταση απειροελάχιστη ως και μηδενική, το υλικό είναι καλός αγωγός του ρεύματος. Στην αντίθετη περίπτωση πολύ μεγάλης ή άπειρης αντίστασης έχουμε κακό αγωγό ή μονωτή.

Το όνομα "αντίσταση" οφείλεται στο κατά πόσο ένα σώμα αντιστέκεται στη διέλευση του ρεύματος. Ανάλογα με το φαινόμενο που παρουσιάζεται έχουμε 3 ειδών αντιστάσεις, την ωμική, χωρητική κι επαγωγική. Η πρώτη συμβολίζεται με R και μετριέται σε Ω (Ohm), η δεύτερη συμβολίζεται με Xc και μετριέται σε F (farad), η τρίτη με X_L και μετριέται σε henry(χένρι). Τα αντίστοιχα υλικά ονομάζονται αντιστάσεις, πυκνωτές και πηνία. Οι αντίστοιχοι τύποι που τους εκφράζουν είναι:

R= V/I     Νόμος του Ohm

Xc= 1/ωC   όπου ω η γωνιακή συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος και ισούται με ω= 2πf

                            C η χωρητικότητα του πυκνωτή

X_{L= ωL όπου L ο συντελεστής αυτεπαγωγής του πηνίου}

_{Θα αναλύσουμε την κάθε κατηγορία χωριστά σε επόμενα άρθρα.}

Περισσοτερα εδω