трусики женские украина

На головну

 Елементна база радіотехніки - Комунікації і зв'язок

Зміст

Введення

1. Детекторні радіоприймачі

2. Принципи роботи діода

3. Принципи роботи тріода

4. Транзистори

5. Напівпровідники

Висновок

Список літератури:

Введення

Подібно світловим хвилям, радіохвилі можуть практично без втрат поширюватися на великі відстані в земній атмосфері, і це робить їх корисними носіями закодованої інформації.

Після появи рівнянь Максвелла стало ясно, що вони пророкують існування невідомого науці природного явища - поперечних електромагнітних хвиль, що представляють собою розповсюджуються в просторі із швидкістю світла коливання взаємопов'язаних електричного і магнітного поля. Сам Джеймс Кларк Максвелл першим і вказав науковому співтовариству на це наслідок з виведеної ним системи рівнянь. У цьому ламанні швидкість поширення електромагнітних хвиль у вакуумі виявилася настільки важливою і фундаментальною вселенської константою, що її позначили окремою літерою з на відміну від усіх інших швидкостей, які прийнято позначати буквою v.

У XX столітті електромагнітні хвилі почали міцно входити в побут людей. Ще до війни в квартирах городян з'явилися радіоли, потім - телевізори, в 60-і роки поширилися надзвичайно широко. У 90-х роках в наш побут стали проникати радіотелефони, мікрохвильові печі, пульти дистанційного керування телевізорами, відеомагнітофонами і т.д. Всі ці прилади випромінюють або приймають електромагнітні хвилі.

1. Детекторні радіоприймачі

Перші приймачі електромагнітних коливань використовували когерером, а трохи пізніше напівпровідникові детектори Ефект детектування, іншими словами, перетворення змінної напруги в постійний струм - випрямлення був відомий ще до винаходу радіоприймача. Ще в 1874 р англійський фізик К.Ф.Браун (до речі, отримав спільно з Марконі нобелівську премію в 1906 р за відкриття радіо; Попов до цього часу помер, а Нобелівська премія дається тільки живим) відкрив випрямляючий дію точкових контактів на напівпровідниковому кристалі . Ці кволі пристрої з голочками залишалися основним елементом вхідного ланцюга приймача, хоча мали невисоку чутливість, були не стабільні і вимагали індивідуальної настройки - треба було знайти те місце на напівпровідниковому кристалі, де голка з провідника і кристал забезпечували детектування. Чому це відбувалося, пояснити ніхто не міг.

Але детекторні приймачі мали великий недолік - вони працювали при великому вхідному сигналі. Єдиною можливістю підвищення дальності радіозв'язку було збільшення потужності передавачів. Треба було знайти можливість посилення сигналів. Посилення стало можливим завдяки відкриттю радіолампи.

Ефект випромінювання якихось частинок або променів розпеченим електродом, що має негативний потенціал, був виявлений всесвітньо відомим винахідником Т.А.Едіссоном. Ці промені назвали катодними і з'ясували, що вони являють собою потік негативно заряджених частинок - електронів. Колега Едісона Флемінг створив в 1904 році прилад, що використовує ефект Едісона, і назвав його діодом. Діод складався з розпеченої нитки - катода, розташованої усередині металевого циліндра - анода. Вся ця конструкція містилася всередину скляного балона з відкачати повітря.

Принципи роботи діода

Принцип роботи діода був ясний (на відміну від принципу роботи напівпровідникового діода). Навколо катода створюється електронна хмара, щільність якого зменшується в міру віддалення від нього. Якщо потенціали катода і анода однакові і анод розташовується досить близько до катода, то частина електронів потрапить на анод, і в зовнішній ланцюга (провіднику, що сполучає анод з катодом) буде текти невеликий струм.

 Потенціали катода і анода рівні Потенціал анода вище потенціалу катода Потенціал анода нижче потенціалу катода

Якщо між катодом і анодом включити джерело напруги плюсом до анода, то потенціал анода буде позитивним по відношенню до катода. Під впливом виниклого всередині діода електричного поля електрони будуть рухатися до анода, і в зовнішній ланцюга потече сильний струм. Якщо змінити полярність джерела живлення, тобто мінус під'єднати до анода, а плюс - до катода, то всередині діода виникне гальмуючий електричне поле, яке буде відштовхувати електрони від анода, і струм у зовнішній ланцюга буде дорівнювати нулю.

Залежність струму I, що протікає через діод, від напруги V, прикладеного до діода називається вольтамперної характеристикою діода. Якщо прикладена напруга менше напруги запирання Vзап, діод замкнений, струм через нього не тече. Коли напруга перевищує напругу запирання, діод відкривається, через нього протікає струм. Чим більше прикладена напруга, тим більше струм. При великій напрузі струм обмежується, так як всі електрони, що випромінюються катодом, потрапляють на анод.

Ламповий діод був більш стабільним пристроєм, ніж напівпровідниковий діод, але якби він тільки замінив напівпровідниковий діод, то його цінність була б невелика. У той час він був цінний тим, що відкрив шлях для лампової електроніки. І через два роки, в 1906 р американцем де Форестом був створений триод (аудіон, як назвав його Лі де Форест). Цей триод майже не володів посиленням і забезпечував тільки детектування, але дуже швидко його конструкція удосконалилася, і він став підсилювальним елементом. Швидкому прогресу електронних ламп сприяло те, що були зрозумілими фізичні принципи їх роботи.

Принципи роботи тріода

Тріод відрізнявся від діода тим, що між катодом і анодом розташовувався ще один електрод - сітка, призначений для управління потоком електронів. Конструктивно сітка представляла собою спіраль з великим кроком, намотану навколо катода на невеликим відстані від нього. Великий крок, то є великий проміжок між витками, забезпечував практично безперешкодне проходження електронів через спіраль.

Між катодом і анодом включається джерело живлення (100 - 200 В), що створює сильне електричне поле, що змушує електрони рухатися до анода. Джерело напруги, включений між сіткою і катодом (одиниці вольт), мінусом підключений до сітки і створює гальмівний для електронів полі. Так як сітка розташована поблизу катода, то поле, створюване їй, може повністю компенсувати ускоряющее для електронів поле, створюване анодом. При напрузі на сітці, меншому напруги запирання, електрони не можуть наблизитися до сітки, анодний струм IАравен нулю, лампа замкнена. При збільшенні напруги на сітці переважаючим стає електричне поле, створюване анодом. Електрони будуть проходити через сітку і спрямовуватися до анода. Кількість пропускаються сіткою електронів збільшується зі збільшенням потенціалу сітки. На саму сітку електрони потрапити не можуть, так як вона негативно заряджена і струм в сеточной ланцюзі дорівнює нулю.

Важливою характеристикою електронної лампи є залежність анодного струму IАот напруги на сітці VСі параметр лампи, званий крутизною S = ?IA / ?VС. Для наведеної на малюнку характеристики S ? 4,5 мА / В. Коефіцієнт посилення залежить від величини опору R в анодному ланцюзі, з якого знімається вихідна напруга. Коефіцієнт посилення дорівнює SR. При опорі R = 10 кОм коефіцієнт посилення дорівнює 10 * 4,5 = 45

Транзистори

Після тріода з'явилися Багатоелектродні лампи: тетрод - з двома сітками, пентод - з трьома сітками, октод - з чотирма і пентагрид - з п'ятьма сітками. Але в 50-ті роки минулого століття почався занепад лампової техніки. З'явилися напівпровідникові підсилювальні елементи. Вони володіли набагато меншими розмірами, чого вимагала в той час розвивається військова техніка і ЕОМ.

У 1947 р з'явився перший точковий біполярний транзистор. Його розробили співробітники фірми Bell Telephone Laboratories, фізики Вільям Шоклі, Джон Бардін і Уолтер Х.Браттейн. У 1956 р вони отримали Нобелівську премію з фізики за дослідження напівпровідників і відкриття транзисторного ефекту. Відразу слідом за винаходом точкового транзистора Шоклі запропонував структуру площинного транзистора, але він не був в змозі перевірити свою теорію роботи цього приладу просто тому, що в той час ще не існувало шляхів створення площинного транзистора. Площинний транзистор з'явився тільки на початку 50-х років.

Основою транзистора є напівпровідниковий матеріал. Напівпровідниками є хімічні Елементи вуглець, германій та кремній. Спочатку в транзисторах використовувався Німеччин, зараз, в основному, кремній. Атоми і германію та кремнію на зовнішній електронній оболонці містять по чотири електрони, як показано нижче на малюнку. А має бути заповнена ця оболонка вісьмома електронами. Тому атоми утворюють кристалічну решітку, в якій кожен атом "віддає в спільне користування" свої чотири електрона сусіднім чотирьом атомам. І таким чином, кожен атом має на зовнішній оболонці по восьми електронів, що рухаються по немислимим орбітах.

 Кристалічна решітка чистого кремнію

При низькій температурі ця структура стійка, вільних носіїв електричного заряду немає, і напівпровідник веде себе як ізолятор. З підвищенням температури деякі з електронів починають сходити зі своїх немислимих орбіт. І таким чином з'являються вільні електрони. Чим вища температура, тим більше вільних електронів, тим вище провідність напівпровідника. А на орбіті того атома, який покинув електрон, утворилося пусте місце, недолік електрона. Його назвали діркою - віртуальної часткою з позитивним зарядом

 Освіта електронно-діркової пари

 Кристалічні ґрати напівпровідника п-типу

Таким чином, в напівпровіднику постійно утворюються і знищуються електронно-діркові пари, які й визначають провідність напівпровідника. Для того, щоб порушити рівність електронів і дірок, виробляють легування додавання в малій кількості домішок, валентність яких відрізняється від чотирьох. Використовуються п'ятивалентні домішки: миш'як, сурма, фосфор, і тривалентні: індій, галій. Атом домішки займає місце атома кремнію в кристалічній решітці. При цьому утворюється або вільний електрон, як показано на малюнку при легуванні фосфором, або вільна дірка при легуванні тривалентними домішками. Ці вільні носії електрики, не пов'язані з електронно-дірковий парами, називаються основними носіями. Якщо основними носіями є електрони, то матеріал називається напівпровідником п-типу. Якщо ж основними носіями є дірки, то р-типу.

Напівпровідники

електромагнітна хвиля приймач транзистор

Розглянемо, що відбудеться якщо з'єднати напівпровідники різних типів провідності. У місці контакту утворюється р-п перехід. У напівпровіднику р-типу дірки, що знаходяться поблизу р-п переходу, рухаються до напівпровідника п-типу, де є вільні електрони. У свою чергу, електрони з напівпровідника п-типу рухаються через р-п перехід в сторону напівпровідника р-типу. Але далеко ні ті ні інші основні носії пройти не зможуть, так для кожного вільного електрона знаходиться дірка, то є пусте місце в електронній оболонці атомів. І таким чином поблизу р-п переходу утворюється тонкий шар напівпровідника, в якому немає основних носіїв і існують тільки електронно-діркові пари. Цей шар називається збідненим шаром.

-

-

-

-

-

-

-

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

п

р

 Збіднений шар

 Потенційний

 бар'єр

+

+

+

-

-

-

п

р

 р-п перехід Зміна потенціалу

У збідненим шарі порушується електрична нейтральність напівпровідника. У напівпровіднику р-типу в збідненим шарі не вистачає дірок, тому він заряджений негативно. А в напівпровіднику п-типу в збідненим шарі не вистачає електронів, тому він заряджений позитивно. Таким чином, в місці з'єднання напівпровідників різного типу виникає потенційний бар'єр, який не дозволяє основним носіям подолати р-п перехід. Величина потенційного бар'єра залежить від напівпровідникового матеріалу. Для германію він становить 0,3 В, а для кремнію - 0,7 В.

Розглянемо, що відбувається, коли до р-п переходу прикладається напруга від зовнішнього джерела.

 р-п перехід зміщений у прямому напрямку

 р-п перехід зміщений у зворотному напрямку

Якщо "мінус" джерела з'єднаний з напівпровідником п-типу, а "плюс" - з напівпровідником р-типу, то це призведе до появи нових електронів і дірок і руху їх до р-п переходу. Електрони і дірки проникають в збіднений шар і зменшують його товщину. Якщо напруга джерела перевищує потенційний бар'єр, то збіднений шар перестає існувати, і основні носії вільно переходять кордон з'єднання матеріалів. У цьому випадку говорять, що р-п перехід зміщений у прямому напрямку.

Якщо поміняти полярність джерела, тобто під'єднати плюс джерела до напівпровідника п-типу, а мінус - до напівпровідника р-типу, то електрони і дірки будуть віддалятися від р-п переходу, і величина бар'єра збільшиться. У цьому випадку говорять, що р-п перехід зміщений у зворотному напрямку.

Такі властивості р-п переходу дозволяють використовувати його в якості детектора - діода з односторонньою провідністю.

Вольтамперная характеристика діода показує, що напівпровідниковий діод починає пропускати струм, коли прикладається напруга перевищує потенційний бар'єр. Якщо напруга менше потенційного бар'єру, то тече дуже маленький струм, пов'язаний з електронно-дірковий парами. Для германію це мікроампери, а для кремнію - наноампер.

Площинний транзистор п-р-п типу

Зазначені властивості р-п переходу лежать в основі роботи площинних транзисторів. У площинному транзисторі п-р-п типу колектор і емітер є напівпровідниками п типу, а база полупроводником р типу. Транзистор містить два р-п переходу: емітер-база і база-колектор.

Якщо на базу не подається напруги, то р-п переходи протидіють переміщенню основних носіїв з полупрводніка одного типу в напівпровідник іншого типу. Транзистор замкнений. На емітерний перехід (емітер-база) виникає потенційний бар'єр (0,7 В для кремнію і 0,3 для германію). Колекторний перехід (база-колектор) зміщений у орбратном напрвлении, так як до напівпровідника п типу прикладена позитивна напруга щодо напівпровідника р типу. Розподіл потенціалу в околиці бази для цього випадку показано нижче.

 На базу напруга не подається На базу подається напруга, що перевищує потенційний бар'єр

Якщо на базу подається напруга, що перевищує потенційний бар'єр, то емітерний перехід зміщується в прямому напрямі. Основні носії з емітера п типу (електрони) вільно переходять в базу і там під дією потенціалу колектора швидко переходять в колектор, так як колекторний перехід для них є не гальмуючим, а пришвидшує. Звичайно, частина електронів, проходячи через базу, може знищитися дірками. Але, по перше, базовий шар дуже тонкий (мікрометри), а, по-друге матеріал бази слабо легирован, тобто дірок багато менше, ніж електронів.

Площинний транзистор, на відміну від лампи, є підсилювачем струму, тому основним параметром транзистора є коефіцієнт посилення по струму ? = ?IК / ?IБ. Як правило ? близький до 100.

Висновок

Живі об'єкти випромінюють електромагнітні хвилі. Клітини, тканини і органи є структурами з точними електричними характеристиками. Рух зарядів в організмі людини пов'язано з метаболічними процесами, що відбуваються в організмі. Величезна кількість біохімічних реакцій супроводжується різноманітними частотними характеристиками власного електромагнітного випромінювання.

Бурхливий розвиток галузей народного господарства призвело до використання у всіх промислових виробництвах, в медицині і в побуті електромагнітних хвиль. Причому в ряді випадків людина виявляється схильний їх впливу. Електромагнітні хвилі, взаємодіючи з тканинами тіла людини, викликають певні функціональні зміни. При інтенсивному опроміненні ці зміни можуть зробити шкідливий вплив на організм людини.

Людина «приручає» електромагнітні хвилі, створює все більш безпечні побутові прилади, адже знання природи впливу електромагнітних хвиль на організм людини, норм допустимих опромінень, методів контролю інтенсивності випромінювань і засобів захисту від них є абсолютно необхідним для подальшого успішного їх застосування все в більш нових галузях науки і техніки.

Список літератури

1. Аксеновіч Л. А. Фізика в середній школі: Теорія. Завдання. Тести: Учеб. посібник для установ, що забезпечують отримання заг. середовищ, освіти / Л. А. Аксеновіч, Н.Н.Ракіна, К. С. Фаріно; Під ред. К. С. Фаріно. - Мн .: Адукация i вихаванне, 2004. - C. 437-440.

2. С.П. Бортніков «Безпека життєдіяльності» навчально-методичний комплекс, Ульяновськ, 2004.

3. Т.А. Хван, П.А. Хван. Основи екології. Серія "Підручники і навчальні посібники". Ростов н / Д: "Фенікс", 2003. - 256 с.

4. Фізика, 9 кл. / А.В. Перишкін, Е.М. Гутник. М .: Дрофа, 2002

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка