Принцип работы устройства прост

Самая важная информация по теме: "Принцип работы устройства прост" с выводами от профессионалов. В случае возникновения вопросов и при необходимости актуализации данных вы можете обратиться к дежурному юристу.

Устройство и принцип работы транзистора

Практическую значимость биполярного транзистора для современной электроники и электротехники невозможно переоценить. Биполярные транзисторы применяются сегодня повсюду: для генерации и усиления сигналов, в электрических преобразователях, в приемниках и передатчиках, да и много где еще, перечислять можно очень долго.

Поэтому в рамках данной статьи мы не будем касаться всевозможных сфер применения биполярных транзисторов, а только рассмотрим устройство и общий принцип действия этого замечательного полупроводникового прибора, который начиная с 1950-х годов перевернул всю электронную промышленность, а с 70-х годов сильно способствовал ускорению технического прогресса.

Биполярный транзистор — трехэлектродный полупроводниковый прибор, включающий себя в качестве основы три слоя чередующихся по типу проводимости. Таким образом, транзисторы бывают NPN и PNP-типа. Полупроводниковые материалы, из которых делают транзисторы, это в основном: кремний, германий, арсенид галлия и другие.

Кремний, германий и другие вещества изначально являются диэлектриками, но если в них добавить примеси, то они станут полупроводниками. Добавки в кремний типа фосфора (донор электронов) сделают кремний полупроводником N-типа, а если в кремний добавить бор (акцептор электронов), то кремний станет полупроводником P-типа.

В результате полупроводники N-типа обладают электронной проводимостью, а полупроводники P-типа — дырочной проводимостью. Как вы поняли, проводимость определяется по виду рабочих носителей заряда.

Так вот, трехслойный пирог из полупроводников P-типа и N-типа — это по сути и есть биполярный транзистор. К каждому слою припаяны выводы, которые называются: эмиттер, коллектор и база.

База — это управляющий проводимостью электрод. Эмиттер — это источник носителей тока в цепи. Коллектор — это то место, в направлении которого устремляются носители тока под действием приложенной к устройству ЭДС.

Условные обозначения биполярных транзисторов типов NPN и PNP на схемах различны. Данные обозначения как раз и отражают устройство и принцип действия транзистора в электрической цепи. Стрелка всегда изображается между эмиттером и базой. Направление стрелки — это направление управляющего тока, который подается в цепь база-эмиттер.

Так, у NPN-транзистора стрелка направлена от базы в сторону эмиттера, это значит что в активном режиме именно электроны из эмиттера устремятся к коллектору, при этом управляющий ток должен быть направлен от базы — к эмиттеру.

У PNP-трназистора наоборот: стрелка направлена от эмиттера в сторону базы, это значит что в активном режиме дырки из эмиттера устремляются к коллектору, при этом управляющий ток должен быть направлен от эмиттера — к базе.

Давайте разберемся, почему так происходит. При подаче постоянного положительного напряжения на базу NPN-транзистора (в районе 0,7 вольт) относительно его эмиттера, p-n-переход база-эмиттер данного NPN-транзистора (см. рисунок) смещается в прямом направлении, и потенциальный барьер между переходами коллектор-база и база-эмиттер снижается, теперь электроны могут двигаться через него под действием ЭДС в цепи коллектор-эмиттер.

При достаточном токе базы, ток коллектор-эмиттер возникнет в данной цепи и сложится с током база-эмиттер. NPN-транзистор перейдет в открытое состояние.

Соотношение между током коллектора и управляющим током (базы) называется коэффициентом усиления транзистора по току. Данный параметр приводится в документации на транзистор, и может лежать в диапазоне от единиц до нескольких сотен.

При подаче постоянного отрицательного напряжения на базу PNP-транзистора (в районе -0,7 вольт) относительно его эмиттера, n-p-переход база-эмиттер данного PNP-транзистора смещается в прямом направлении, и потенциальный барьер между переходами коллектор-база и база-эмиттер снижается, теперь дырки могут двигаться через него под действием ЭДС в цепи коллектор-эмиттер.

Обратите внимание на полярность питания коллекторной цепи. При достаточном токе базы, ток коллектор-эмиттер возникнет в данной цепи и сложится с током база-эмиттер. PNP-транзистор перейдет в открытое состояние.

Биполярные транзисторы обычно используются в различных устройствах в усилительном, барьерном или в ключевом режиме.

В усилительном режиме ток базы никогда не опускается ниже тока удержания, при котором транзистор все время пребывает в открытом проводящем состоянии. В данном режиме колебания малого тока базы инициируют соответствующие колебания значительно большего тока коллектора.

В ключевом режиме транзистор переходит из закрытого состояния в открытое, выполняя роль быстродействующего электронного коммутатора. В барьерном режиме — путем варьирования тока базы управляют током нагрузки, включенной в цепь коллектора.

Источник: http://electricalschool.info/electronica/2187-ustroystvo-i-princip-raboty-tranzistora.html

Просто о сложном: принцип работы и устройство интроскопа

Рентген-телевизионное оборудование было и остается одним из наиболее востребованных технических средств досмотра посылок, ручной клади, багажа, грузов, а также транспортных средств. Рентгеновские установки (или сокращенно РТУ) выполняют задачи по обнаружению оружия, взрывчатки и детонирующих устройств, а также выявлению и предотвращению контрабанды наркотиков и других нелегально провозимых товаров.

Данный тип досмотрового оборудования также называют «интроскопами» (от. латинского intro — “внутри”), что означает визуальное наблюдение непрозрачных тел в непрозрачной среде. Таким образом, происходит поиск аномалий посредством анализа теневого изображения сканируемого объекта, воспроизведенного на экране оператора.

В основе технологии неинтрузивного (бесконтактного) досмотра лежат физические свойства рентгеновских (Х) лучей, позволяющие генерировать изображение сканируемого объекта без его непосредственного вскрытия:

1. Невидимое для человека Х-излучение способно проникать сквозь непрозрачные предметы и вещества;

2. Х-излучение поглощается другими веществами, чей атомный номер выше в периодической таблице Менделеева

3. Х-излучение вызывает свечение некоторых химических веществ и соединений

4. Х-лучи имеют линейный характер распространения

Разберемся, как это работает!

В этом нам поможет схема строения рентгеновской трубки, той самой, что изобрел немецкий физик В. Рентген, и которая лежит в основе любого современного интроскопа. В 1895 году технология досмотра выглядела так, как представлено на Рис. 1., с тех пор она значительно шагнула вперед, но принцип действия в целом остался прежним.

На Рис.1. показаны основные составные части рентгеновской трубки: катод, анод, нить накаливания, источник высокого напряжения и, собственно, стеклянная или керамическая колба. Рентгеновские лучи получаются путем целенаправленной бомбардировки анода потоком ускоренных электронов. Ускорение частиц происходит посредством нагрева нити накаливания до 2500⁰С. Поток ускоренных электронов, попадая на металлическую площадку под высоким напряжением (анод), отражаются уже в виде Х-излучения.

Первые интроскопы не сильно отличались от флюорографических аппаратов.

Рентгеновские лучи, проходя через объект досмотра, проецировались на флуоресцентный экран (Рис. 2). Оператор в свою очередь получал через защитное стекло “негативное изображение” (световой рельеф) обследуемого объекта. Принцип действия был достаточно прост, но не совсем безопасен.

Интроскопы на основе флюороскопии

Современный досмотровый туннель — освинцованный ящик, а рентгеновские лучи проходят на экран оператора не напрямую, а предварительно преломляясь через несколько зеркал (Рис.3).

Добившись преломления х-лучей, дальнейшая модернизация рентген-оборудования была направлена на повышение качества изображения посредством фотоэлектронных усилителей (детекторов) и преобразования проекции в телевизионный сигнал, транслирующийся на экране монитора оператора.

Но с наступлением эры информационных технологий, принцип сканирования кардинально изменился.

Современное рентген-телевизионное оборудование стало более безопасным с точки зрения работы с источником ионизирующего излучения, значительно эволюционировало в направлении оптического разрешения и функциональных возможностей.

Сегодня совершенствование технологии рентген-сканирования не останавливается. С момента появления первых моделей РТУ качество изображения шагнуло далеко вперед, во многом благодаря использованию высокочувствительных детекторов (фотодиодов) и компьютерной обработке данных.

Читайте так же:  Начисление задолженности по алиментам

Рентгеновское излучение проходит через сканируемый объект, проецируясь точно на линейку детекторов на противоположной стороне досмотрового туннеля (Рис.4).

Полученный сигнал обрабатывается аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и отправляется на компьютер для дальнейшего преобразования “срезов” объекта в единое изображение. Чуть позже для уменьшения размеров рентген-телевизионного оборудования стали использовать Г-образное расположение детекторов, как показано на Рис. 5,6.

Современные модели интроскопов разделяют материалы с применением эффекта Комптона, определяя две энергии рентген-лучей — высокую и низкую. Что это означает?

При столкновении кванта Х-излучения энергия передается электрону, которую он сбрасывает в виде свободного фотона, более низкой энергии. Т.е. при рассеянии рентгеновского излучения веществами с меньшим периодическим номером (органическими веществами) почти все Х-лучи имеют смещенную длину волны. Сегодня на рынке рентген-телевизионного оборудование преимущественно представлены именно двухэнергетические аппараты.

Выходя из коллиматора (рассеивателя) Х-лучи проникают через сканируемый объект и попадают на Г-образную матрицу детекторов. В двухэнергетических аппаратах используется в два раза больше детекторов, соответственно, с восприимчивостью к высокой и низкой энергии рентгеновских лучей. Полученный и обработанный от них сигнал сообщает системе обработки изображения информацию об органических, неорганических материалах и смесях.

Строение стандартных рентгеновских аппаратов, на примере популярного и наиболее востребованного оборудования, на Рис 7. представлена схема расположения основных компонентов РТУ.

Попадая на ленту конвейера, багаж движется в направлении досмотрового тоннеля. Как только он попадает под прицел фотоэлектрического датчика, в блок управления поступает сигнал, и оператор останавливает сумку для детального осмотра, как правило эта процедура занимает несколько секунд. Современные технологии сканирования направлены на повышение скорости и качества построения изображения до возможности проведения досмотра в режиме нон-стоп.

На рисунке отчетливо виден генератор рентгеновского излучения.

Для повышения эффективности проведения досмотра современное рентген-телевизионное оборудование обладает рядом аппаратных функций обработки изображения, такими, как выделение контуров подозрительных предметов или областей, цветовое маркирование, масштабирование и т.д. Но, пожалуй, важнейшей из них остается функция автоматического обнаружения угрозы, значительно повышающая скорость досмотра, снижая роль человеческого фактора и число ложных срабатываний.

При диагональном расположении генератора и Г-образного модуля с фотодиодами рентгеновские лучи проходят сквозь всё сечение тоннеля. Подобная схема сканирования не оставляет “слепых” зон, позволяя обследовать каждый участок багажа.

Детекторы обрабатывают Х-излучения в слабые токовые импульсы, которые усиливаются и преобразуются аналого-цифровым преобразователем в 16-битовые сигналы, которые затем передаются на компьютер.

Компьютер обрабатывает полученную информацию об изображении, предварительно корректируя погрешности. Сигнал каждого рентгенографического среза преобразуется в линию пикселей на экране монитора оператора, а преобразованные импульсы высокой и низкой энергии формируют изображение органических и неорганических предметов, выделяемых, соответственно, сине-зеленой или желто-оранжево-красной цветовой гаммой.

Для повышения эффективности проведения досмотра современное рентген-телевизионное оборудование обладает рядом аппаратных функций обработки изображения, такими, как выделение контуров подозрительных предметов или областей, цветовое маркирование, масштабирование и т.д. Но, пожалуй, важнейшей из них остается функция автоматического обнаружения угрозы, значительно повышающая скорость досмотра, снижая роль человеческого фактора и число ложных срабатываний.

Стоит понимать, каким бы совершенным ни было техническое решение, задачи обеспечения безопасности невыполнимы без компетентных операторов досмотра, владеющими профессиональными навыками обнаружения и знакомыми со спецификой работы и системой управления оборудования конкретного производителя.


Источник: http://holding-rus.ru/notes/prosto_o_slozhnom_printsip_raboty_i_ustroystvo_introskopa/

Виды и принципы действия полевых транзисторов для чайников

В электронике и радиотехнике очень часто применяются полупроводниковые приборы, к которым относятся и транзисторы. Полевые транзисторы (ПТ) потребляют значительно меньше электрической энергии, благодаря чему они применяются в различных маломощных устройствах. Кроме того, существуют модели, работающие на больших токах при малом потреблении питающего напряжения (U).

Общие сведения

FET или ПТ — полупроводниковый прибор, который при изменении управляющего U, регулирует I (силу тока). Этот тип транзистора называется еще униполярным. Появился он позже обычного транзистора (биполярного), но с ростом технологии получил широкое распространение среди цифровых устройств благодаря низкому энергопотреблению. Основное отличие заключается в методе регулирования I. В биполярном — регулирование I происходит при помощи управляющего I, а полевом — при помощи U (Рисунок 1).

Рисунок 1 — Отличие полевого от биполярного Т.

У ПТ нет I управления, и он обладает высоким входным сопротивлением (R), которое достигает несколько сотен ГОм (ГигаОм) или ТОм (ТерраОм). Для того чтобы узнать сферы применения ПТ, нужно внимательно изучить его. Носителями заряда являются электроны или дырки, а у биполярного — электроны и дырки.

Классификация и устройство

ПТ бывают нескольких видов, обладают различными характеристиками и устройством. Они делятся на 2 типа:

  1. С управляющим p-n — переходом (JFET).
  2. С изолированным затвором (MOSFET).

Кроме того, каждый из типов бывает с N и P каналами. У ПТ с N-каналом носителями заряда являются электроны, а у P-канального — дырки. Принцип работы для P и N аналогичен, отличие лишь в подаче U другой полярности в качестве управляющего.

Устройство JFET ПТ (рисунок 2) простое. Область N образовывает канал между зонами P. К концам канала N подключаются электроды, которые называются условно стоком (С) и истоком (И), так как все зависит от схемы подключения. Затвор (З) — тип электрода, который образовывается при закорачивании полупроводников P. Это обусловлено электрическим соединением при воздействии U. Возле С и И находится область повышенной концентрации или легирование (N+) электронов, что приводит к улучшению проводимости канала. Наличие зоны легирования значительно понижает образование паразитных p-n — переходов, образующихся при присоединении алюминия.

Рисунок 2 — Схематическое устройство ПТ типа JFET.

MOFSET называется МОП или МДП, также делятся на типы — со встроенным и индуцируемым каналами. В каждом из этих типов есть модели с P и N каналами. Полевой транзистор, обозначение которого представлено на рисунке 3, иногда обладает 4 выводами.

Рисунок 3 — Обозначение МДП-транзистора.

Устройство довольно простое и показано на рисунке 4. Для ПТ с N-каналом подложка (покрывается SiO2) обладает электропроводимостью P-типа. Через слой диэлектрика проводятся электроды стока и истока от зон с легированием, а также вывод, который закорачивается с истоком. Слой затвора находится над диэлектриком.

Рисунок 4 — Типичное устройство ПТ с индуцированным каналом.

Принцип работы JFET

JFET работает в 2 режимах. Эта особенность связана с тем, что подается на затвор напряжение положительной и отрицательной составляющей (рис. 5). При подключении U > 0 к стоку, а земли к истоку необходимо подсоединить затвор к земле (Uзи = 0). Во время постепенного повышения U между С и И (Uис) ПТ является обыкновенным проводником. При низких значениях Uис ширина канала является максимальной.

При высоких значениях Uис через канал протекают большие значения силы тока между истоком и стоком (Iис). Это состояние получило название омической области (ОО). В полупроводнике N-типа, а именно в зонах p-n — перехода происходит снижение концентрации свободных электронов. Несимметричное разрастание слоя снижения концентрации свободных электронов называется обедненным слоем. Разрастание случается со стороны подключенного источника питания. Происходит сильное сужение канала при повышении Uис, вследствие которого Iис растет незначительно. Работа ПТ в этом режиме называется насыщением.

Рисунок 5 — Схема работы JFET (Uзи = 0).

При подаче низкого отрицательного U на затворе происходит сильное сужение канала и уменьшение Iис. При уменьшении U произойдет закрытие канала, и ПТ будет работать в режиме отсечки, а U, при котором прекращается подача Iис, называется напряжением отсечки (Uотс). На рисунке 6 изображено графическое представление работы ПТ при Uзи 0 возникает электромагнитное поле, которое будет притягивать электроны из стока, истока и подложки. В результате этого произойдет расширение канала и повышение его проводимости, а Iис увеличится. ПТ начнет работать в режиме обогащения. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) представлена на рисунке 10.

Читайте так же:  Неустойка алиментам снизить

Рисунок 10 — ВАХ ПТ со встроенным каналом.

Несмотря на свою универсальность, ПТ обладают преимуществами и недостатками. Эти недостатки следуют из устройства, способа исполнения и ВАХ приборов.

Преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки являются условными понятиями, взятыми из сравнения полевых и биполярных транзисторов. Одним из свойств ПТ является высокое сопротивление Rвх. Причем у MOFSET его значение на несколько порядков выше, чем у JFET. ПТ практически не потребляют ток у источника сигнала, который нужно усилить.

Например, если взять обыкновенную схему, генерирующую сигнал на базе микросхемы-микроконтроллера. Эта схема управляет работой электродвигателя, но обладает низким значением тока, которого недостаточно для этих целей. В этом случае необходим усилитель, потребляющий малое количества I и генерирующий на выходе ток высокой величины. В усилителе такого типа и следует применить JFET, обладающий высоким Rвх. JFET обладает низким коэффициентом усиления по U. При построении усилителя на JFET (1 шт.) максимальный коэффициент усиления будет около 20, при использовании биполярного — несколько сотен.

В усилителях высокого качества применяются оба типа транзистора. При помощи ПТ происходит усиление по I, а затем, при помощи биполярного происходит усиление сигнала по U. Однако ПТ обладают рядом преимуществ перед биполярными. Эти преимущества заключаются в следующем:

  1. Высокое Rвх, благодаря которому происходит минимальное потребление I и U.
  2. Высокое усиление по I.
  3. Надежность работы и помехоустойчивость: при отсутствии протекания I через затвор, в результате чего управляющая цепь затвора изолирована от стока и истока.
  4. Высокое быстродействие перехода из одного состояния в другое, что позволяет применять ПТ на высоких частотах.

Кроме того, несмотря на широкое применение, ПТ обладают несколькими недостатками, не позволяющими полностью вытеснить с рынка биполярные транзисторы. К недостаткам относятся следующие:

  1. Повышенное падение U.
  2. Температура разрушения прибора.
  3. Потребление большего количества энергии на высоких частотах.
  4. Возникновение паразитного транзистора биполярного типа (ПБТ).
  5. Чувствительность к статическому электричеству.

Повышенное падение U возникает из-за высокого R между стоком и истоком во время открытого состояния. ПТ разрушается при превышении температуры по Цельсию 150 градусов, а биполярный — 200. ПТ обладает низким энергопотреблением только на низких частотах. При превышении частоты 1,6 ГГц энергопотребление возрастает по экспоненте. Исходя из этого, частоты микропроцессоров перестали расти, а делается упор на создании машин с большим количеством ядер.

При использовании мощного ПТ в его структуре образовывается ПБТ, при открытии которого ПТ выходит из строя. Для решения этой проблемы подложку закорачивают с И. Однако это не решает проблему полностью, так как при скачке U может произойти открытие ПБТ и выход из строя ПТ, а также цепочки из деталей, которые подключены к нему.

Существенным недостатком ПТ является чувствительность к статическому электричеству. Этот недостаток исходит от конструктивной особенности ПТ. Слой диэлектрика (изоляционный) тонкий, и его очень легко разрушить при помощи заряда статического электричества, который может достигать сотен или тысяч вольт. Для предотвращения выхода из строя при воздействии статического электричества предусмотрено заземление подложки и закорачивание ее с истоком. Кроме того, в некоторых типах ПТ между стоком и истоком стоит диод. При работе с интегральными микросхемами на ПТ следует применять антистатические меры: специальные браслеты и транспортировка в вакуумных антистатических упаковках.

Схемы подключения

ПТ подключается примерно так же, как и обыкновенный, но есть некоторые особенности. Существует 3 схемы включения полевых транзисторов: с общими истоком (ОИ), стоком (ОС) и затвором (ОЗ). Чаще всего применяется схема подключения с ОИ (схема 1). Это подключение позволяет получить значительное усиление по мощности. Однако подключение с ОИ используется в низкочастотных усилителях, а также обладает высокой входной емкостной характеристикой.

Схема 1 — Включение с ОИ.

При включении с ОС (схема 2) получается каскад с повторителем, который называется истоковым. Преимуществом является низкая входная емкость. Его применяют для изготовления буферных разделительных каскадов (например, пьезодатчик).

Схема 2 — Подключение с ОС.

При подключении с ОЗ (схема 3) не происходит значительного усиления по току, коэффициент усиления по мощности ниже, чем при подключениях с ОИ и ОС. Однако при помощи этого типа подключения возможно полностью избежать эффекта Миллера. Эта особенность позволяет увеличить максимальную частоту усиления (усиление СВЧ).

Схема 3 — Включение с ОЗ.

Таким образом, ПТ получили широкое применение в области информационных технологий. Однако не смогли вытеснить с рынка радиодеталей биполярные транзисторы. Это связано, прежде всего, с недостатками ПТ, которые кроются в принципе работы и конструктивной особенности. Главным недостатком является высокая чувствительность к полям статического электричества.

Источник: http://220v.guru/elementy-elektriki/tranzistory/vidy-i-principy-deystviya-polevyh-tranzistorov-dlya-chaynikov.html

Принцип работы и применение управляемого тиристора

Мигающая наружная реклама украшает городские кварталы. Забавный световой эффект «бегущие огни» сопровождает выступления эстрадных артистов. Новогодняя гирлянда на ёлке создаёт праздничное настроение. Маленькая деталь, которая управляет огромными электронными приборами, называется тиристор.

Принцип работы

Радиотехнический термин thyristor составлен из двух частей. В начале употреблено слово thyra, что означает на греческом языке «дверь» или «вход». Затем использовано окончание английского слова resistor, которое переводится как «сопротивление».

Тиристором называется полупроводниковое устройство, где на базе монокристалла собираются более двух p — n переходов. Суть электронно-дырочного соединения пары химических элементов — так расшифровывается понятие «p — n переход» — состоит в том, что при подключении прямого тока на выводах появляется разность потенциалов. При обратном токе совершается блокировка носителей заряда.

В устройство коммутируется сигнальный контакт, назначение которого состоит в управлении током пробоя границы разнозаряженных зон. На электрических схемах обозначение тиристора почти совпадает со значком диода. Различие состоит в том, что к катодному выводу пририсована стрелка управляющего электрода.

Конструкция прибора

Полупроводниковый прибор представляет собой структуру, которую образуют четыре слоя разной полярности, соединённых последовательно. Образуется цепочка p — n — p — n типа. К наружному слою с положительным зарядом подключён анодный вывод, к отрицательному полупроводнику — катод. К внутренним прослойкам допустимо присоединение до двух управляющих контактов.

Основообразующим элементом тиристора является кристалл кремния с заданной толщиной. Для формирования p-слоя применяются примеси бора и алюминия. Чтобы получить n-область используется фосфор. Нанесение добавок происходит с помощью диффузионной технологии. При температуре от 1000° C до 1300° C создаётся переходный слой глубиной 60 Мкм.

Внешний вид современных устройств непохож на детали, изготовленные два десятка лет назад. Раньше они выглядели как «летающие тарелки». Минусовый электрод и сигнальный контакт располагались на торце, а анодный вывод устанавливался с противоположной стороны или сбоку изделия. Сейчас тиристор представляет собой небольшой пластмассовый коробок с тремя электродами внизу. Расположение контактов указывается в описании устройства.

Режимы работы

Видео (кликните для воспроизведения).

Принцип действия тиристора характеризуется работой в двух устойчивых состояниях. Положение «закрыто» свидетельствует о низкой проводимости. Значение «открыто» указывает высокую электропроводность.

Как работает тиристор, для чайников объяснит диаграмма зависимости силы тока от напряжения. В исходной позиции полупроводниковый элемент заперт.

Даже значительное увеличение разности потенциалов на контактах не приведёт устройство в рабочее состояние. Линия графика почти горизонтальна.

Но стоит подать ток на управляющий вывод, как тиристор откроется. В этот момент линейный отрезок на графике круто изменяет угол наклона, близкий к вертикальному положению. От величины сигнального тока зависит уровень пробойного напряжения. Вольт-амперная характеристика объясняет, зачем требуется применение управляющего электрода. После обнуления командного сигнала устройство останется открытым, пока напряжение не уменьшится до уровня удержания.

Читайте так же:  Сколько нужно денег чтобы откосить от армии

Работа транзистора также основана на взаимодействии p — n переходов. От полупроводникового триода, который, как вентиль, плавно регулирует напряжение, тиристорный элемент отличается скачкообразным ростом разности потенциалов после появления сигнала управления. Своеобразный электронный ключ по команде открывает дорогу питанию электрической цепи.

Классификация тиристоров

Существует два варианта управления полупроводником: через катод или анод. Это зависит от полярности слоя, к которому подключено управление. Поэтому различают тиристоры с катодным или анодным управлением.

Возможен вариант отсутствия управляющего электрода. Такой прибор называется диодным тиристором, и включение устройства производит напряжение, подаваемое на основные контакты. Отсюда классификация на динисторы, не имеющие вывода управления, и тринисторы, у которых есть управляющий контакт.

По способностям пропускать ток в том или ином направлении тиристоры подразделяются на симметричные и асимметричные устройства. Симметричные полупроводники, которые профессионалы называют симисторами, способны проводить ток в обоих направлениях. В сущности, симистор — это пара тиристоров, включённых по встречно-параллельной схеме.

Асимметричные приборы пропускают ток только в одну сторону:

  • прямонаправленные устройства заперты при подключении напряжения обратного направления;
  • приборы, пропускающие обратный ток, открываются при подаче напряжения противоположной полярности.

В электронных схемах также используются запираемые тиристоры. Устройство открывается, когда на управляющий электрод подаётся ток. В положение «закрыто» прибор переходит при изменении полярности тока управления.

Технические характеристики

Области применения полупроводника разнообразны. В зависимости от того, для чего нужен тиристор, подбирается деталь с требуемыми техническими данными. Выбрать необходимый тип полупроводникового триода помогут рабочие параметры устройства:

  1. Максимальный ток от анода к катоду.
  2. Наибольшая величина обратного тока указывается только для типов, обладающих такой функцией.
  3. Максимальное прямоточное напряжение в положении «открыто».
  4. Минимальные напряжение и сила тока раскрытия p — n перехода.
  5. Предельный уровень сигнального тока, приводящий к пробою тиристора.
  6. Ток удержания определяет уровень, ниже которого наступает состояние «закрыто».
  7. Мощность указывает величину допустимой нагрузки.
  8. Время срабатывания.

Контроль работоспособности

Перед установкой тиристора в схему необходимо убедиться в его исправности. Целостность детали проверяется мультиметром или лампочкой, подключённой к источнику питания.

На измерительном приборе устанавливают функцию прозвонки. Сначала щупы присоединяют к аноду и катоду попеременно в прямом и обратном направлении. Цифра «1» на дисплее укажет, что ток не проходит, и деталь исправна. Затем прозванивают линию от анода до сигнального контакта.

Одна из цепей должна быть оборвана, а другая покажет небольшое сопротивление. Если в обоих случаях мультиметр обнаружит одинаковый результат, то тиристор неисправен.

Работоспособность детали можно проверить, собрав простую электрическую цепь. Анодный контакт присоединяют к «плюсовому» зажиму батарейки. Катод замыкают на «минус» источника питания через лампочку. Куском провода кратковременно смыкаются анодный и управляющий выводы. Лампа должна загореться и не гаснуть после разрыва цепочки «анод — управляющий электрод».

Работающий осветительный прибор указывает на исправность тиристора. При проверке необходимо учитывать величину подаваемого напряжения, которая должна быть достаточной для включения лампы.

Практическое применение

Благодаря принципу работы тиристор используют в преобразователях напряжения и выпрямителях тока. Вместе с силовым трансформатором полупроводник способен изменять уровень тока. На этой основе собраны зарядные устройства автомобильных аккумуляторов, а также мощные электросварочные аппараты. Способность прибора изменять переменное напряжение на постоянное напряжение используется в преобразователях.

В устройствах сигнализации тиристор включается командой от внешнего датчика, изменяющего напряжение на управляющем электроде. Конструкции, которые контролируют окружающую обстановку, могут реагировать на изменение температурного режима или объёмного наполнения пространства. За освещённостью объекта наблюдает оптотиристор.

Полупроводниковый тиристор предназначен для управления большими токами слаботочным сигналом. С помощью диммерных блоков, на которые подаётся команда от светового пульта, управляются театральные прожекторы и светильники.

Поддержание заданного температурного режима в печи обеспечивается регулятором мощности дуги горения. В электрических двигателях скорость вращения ведущего вала контролирует тиристорный регулятор частоты хода.

Архимед обещал перевернуть Землю, если бы у него была точка опоры. Управляемый тиристорный полупроводник является тем рычагом, который расширяет области применения электронных устройств. Небольшая радиодеталь умножает возможности человека в развитии научно-технического прогресса.

Источник: http://rusenergetics.ru/praktika/princip-raboty-tiristora

Принцип действия такого устройства весьма прост.

Видимые лучи солнца, проникая сквозь стекло (проходит обычно 80–85 %), встречаются с черным дном коллектора и в значительной степени поглощаются им. Дно начинает испускать тепловые инфракрасные лучи, которые не могут проникнуть сквозь стекло обратно наружу; в нижнем направлении путь ему преграждает слой теплоизоляции. Задержанное таким образом тепло передается теплоносителю, протекающему, как правило, по уложенному на дне коллектора змеевику из металлических или полимерных трубок.

Более сложный вариант предусматривает включение коллектора в отдельный контур. Циркулирующий в нем теплоноситель передает утилизированную солнечную энергию через теплообменник в теплоизолированный бак-аккумулятор, что позволяет «запасать» тепло в солнечное время суток и расходовать его, когда это требуется. Такая система используется не только для ГВС, но и для отопления. Конструкция бака может предусматривать электрический или газовый нагреватель, автоматически включаемый, когда энергии Солнца недостаточно.

Довольно распространенный и, пожалуй, наиболее перспективный вариант использования солнечной энергии для теплоснабжения индивидуальных домов и других небольших объектов – система, представляющая собой комбинацию солнечных коллекторов, бака-аккумулятора, одного или нескольких отопительных котлов. (Технологически более «продвинутая» схема предусматривает еще и тепловой насос.) Такое сочетание обеспечивает комфортные условия с наименьшими затратами традиционных энергоносителей. В данном случае бак-аккумулятор с системой встроенных (обычно) теплообменников играет роль объединяющего и согласующего элемента всей установки теплоснабжения.

В данное время преобладает использование тепловых коллекторов, всвязи с доступностью по цене. Но получение электроэнергии намного заманчивее, чем получение тепла. Наука не стоит на месте и в ближайшем будущем стоит ждать новые разработки в этом направлении. Они снизят затраты на производство солнечного электричества и обеспечат человечество дешевой и безопасной энергией.

Кроме солнечных коллекторов для нагрева жидких теплоносителей разработаны и воздухонагревательные устройства, состоящие из прозрачной стенки и нагревательного материала, между которыми перемещается поток сухого воздуха как за счет естественной, так и принудительной тяги. Такие коллекторы могут использоваться и для обогрева помещений, и для сушки продуктов.

Математическое моделирование простейшей солнечной водонагревательной установки, проведенное в Институте высоких температур РАН, показало, что в реальных климатических условиях средней полосы России целесообразно использование сезонных солнечных водонагревателей, работающих с марта по сентябрь. Для установки с отношением площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора 2 м2/100 л вероятность ежедневного нагрева воды в этот период до температуры не менее чем до 37 °С составляет 50–90 %, до температуры не менее чем 45 °С – 30–70 %, до температуры не менее чем 55 °С – 20–60 %. Максимальные значения вероятности относятся к летним месяцам.

Источник: http://www.surwiki.admsurgut.ru/wiki/index.php/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF_%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D1%8F_%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%83%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0_%D0%B2%D0%B5%D1%81%D1%8C%D0%BC%D0%B0_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82.

Прослушивающие устройства

Давать вам определение, что такое прослушивающие устройство, уже не имеет смысла, оно лежит рядом с вами, или вы держите его прямо сейчас в своих руках) Для этого, не надо быть экстрасенсом!

И так, не будем тритить наше драгоценное время на споры, какая прослушка лучше, GSM, GPS, GPRS или радио прослушка, а сразу перейдём к разновидностям устройств, которые можно преобрести и проверены в своей эффективности

Принцип работы прослушек

Принцип работы прослушивающих устройств, довольно таки прост. GSM жучки работают по принципу мобильного телефона, а значит вам необходимо будет установить в прибор обычную сим карту, можно даже зарубежную, и просто произвести звонок с любой дистанции прямо на номер сим установленнной в прослушку. После установки связи с GSM жучком, звонящий услышит два гудка, потом маяк автоматически поднимает трубку, не издавая ни звуковых, ни световых синалов и вы слышите всё что происходит вокруг жучка. По подобному принципу передаются фото, видео или координаты местоположения маячка, с помощью СМС, онлайн приложений или ПК. Просто разместите жучок в необходимом для вас месте, и получайте от него необходимую информацию. GSM жучок способен сам звонить или отправлять информацию пользователю. Активируясь по датчикам или командам пользователя.

Читайте так же:  Сколько действует справка для водительских из психдиспансера в 2020 году

Виды прослушивающих устройств

Естественно производители прослушивающих устройств не стояли на месте и старались угодить как можно большему количеству заинтересованных покупателей. Первое, и основное требование пользователей скрытых устройств, это их миниатюрность! Самый маленький GSM жучки практически в два раза меньше спичечного коробка! И да) время работы. Не надо быть человеком с техническими знаниями, чтобы понимать, чем меньше прослушивающее устройство, тем меньше время его работы, чем больше, тем и аккумулятор больше. В прочем, он занимает основное место в корпусе прослушивающих жучков и немного начинка. О да, начинка! Представляем вашему вниманию

GSM модуль

Собственно он и передаёт сигнал от прослушки, на ваш мобильный телефон или ПК. Передаёт как аудио сигнал, видео, фото и даже координаты местоположения. Правда, способ определения местоположения по сотовым вышкам не всегда достаточно точен, так как это на прямую зависит от количества сотовых вышек вокруг GSM прослушки. Точность варьируется от 25 метров до 1.5 км.

GPS модуль

для отправки координат по средством спутниковой связи. Точность определения местоположения до 3 метров. Охватывает практически 95% территории земного шара.

Микрофоны

Мы уже давно поняли, что это второе качество прибора, после размеров, которое стоит в приоритете для прослушивающих устройств. Поэтому, производители устанавливают в жучки, высокочувствительные микрофоны, позволяющие слышать в диаметре до 8 метров вокруг устройства, и даже распознавать голос, среди посторонних звуках!

Фото и видео камера

В случае, необходимости у пользователя прослушки не только слышать , но и видеть, то что происходит рядом с жучком, производителя устанавливают в прослушка камеры от 2 Мп до 12 Мп. Плюс возможность сохранения и передачи этого фото/видео файла дистанционно.

Источник: http://www.tehnograd.su/proslushivayushchie-ustroystva

Устройство электрического утюга: схема и принцип работы

Виды электрических утюгов

В зависимости от функций гладильную технику разделяют на несколько видов.

    Простая. Классические модели имеют скудную функциональность. В таких устройствах отсутствует система увлажнения ткани. Наличие терморегулятора позволяет изменять температуру нагрева подошвы, чтобы подобрать оптимальный режим для любых материалов – от деликатных до грубых.

С функцией отпаривания. С помощью струи горячего пара привести в порядок можно даже сильно измятую одежду. Утюги с парогенератором, в отличие от простых моделей, имеют резервуар для воды и встроенный разбрызгиватель.

Дорожная. Отличительными характеристиками приборов этого вида являются маленький вес и компактные размеры. Для регулярного использования в быту такая модель не подходит – небольшая площадь подошвы замедляет процесс глажки. Несмотря на скромные размеры, дорожный электрический утюг может иметь функции вертикального отпаривания, парового удара, непрерывной подачи пара.

Наличие дополнительных функций влияет на конструкцию прибора. Так, простые утюги, в которых не предусмотрена возможность отпаривания ткани, имею гладкую подошву без отверстий для выхода пара, у них также отсутствует резервуар для жидкости. Устройства с функцией автоматического сматывания шнура имеют специальный механизм и отсек, в который убирается провод.

Эксплуатация

Использование любой модели достаточно простое. Все, что требуется, это правильно выставлять режимы для глажки. В большинстве современных устройств датчик переключения расположен на верхней стороне. Есть модели, где регулятор находится прямо на ручке.

Вы должны просто включить утюг в розетку и подождать несколько минут. Как только подошва достигнет установленной температуры, прозвучит сигнал или лампа на корпусе погаснет. После этого можно приступать к глажке.

Не следует оставлять воду в парогенераторе или резервуаре после всех проведенных действий. Часто в ней содержатся микроэлементы, минералы и соли, которые могут повредить прибор или его комплектующие. Воду для утюга лучше предварительно фильтровать. Это поможет избежать засоров и поломок.

Конструкция прибора

Утюг устроен достаточно сложно. Внутри корпуса размещены несколько десятков элементов, основу которых составляют следующие узлы:

  • нагревательный элемент;
  • регулятор для поддержания температуры нагрева подошвы в заданных пределах;
  • сетевой шнур;
  • система подачи пара;
  • подошва.

На корпусе также находится индикатор. Когда лампочка горит, это свидетельствует о том, что рабочая поверхность еще не достигла нужной температуры.

Нагревательный элемент

Представляет собой нихромовую спираль, дополненную керамическими кольцами. К ней с помощью сетевого шнура поступает электрический ток, происходит нагревание спирали, а от ТЭН тепло передается подошве. В результате поверхность равномерно прогревается до заданной температуры.

Терморегулятор

Чтобы можно было подбирать подходящий режим для глажки различных типов ткани, в утюге имеется терморегулятор. Специальное колесико, расположенное на корпусе прибора, выставляют в определенное положение, чтобы отрегулировать термостат. Когда температура достигает нужного значения, происходит размыкание цепи, и подача напряжения прекращается.

Электрический провод

Шнур состоит из 3 жил, закрытых пластиковой изоляцией. Одна из жил используется для заземления – это позволяет снизить риск удара током.

Чтобы удлинить срок службы утюга, предотвратить перетирание полимерной оболочки в процессе глажки, провод дополнительно имеет тканевую оплетку. Возле основания прибора расположен пластиковый ограничитель, препятствующий излишним перегибам шнура.

Система подачи пара

Современные утюги оснащены системой подачи пара. Она состоит из резервуара для жидкости, размещенного в корпусе, специального заливного отверстия, сопла на носике, камеры, расположенной рядом с ТЭН, каналов, через которые пар подается к отверстиям в подошве.

Управление системой осуществляется с помощью 2 кнопок, расположенных на ручке устройства.

    Первая отвечает за подачу струи горячего влажного воздуха через отверстия в подошве. Превращение воды в пар происходит в отдельной камере. После нажатия соответствующей кнопки небольшая порция жидкости подается в специальный резервуар, где за считанные секунды нагревается, полученный пар поступает к подошве.

При нажатии на вторую кнопку через сопло, располагающееся на носике прибора, разбрызгивается вода. Эта функция позволяет увлажнить сильно смятую ткань, чтобы лучше разгладить складки.

Подошва

Подошва – это рабочая поверхность утюга. Ее форма, способность быстро и равномерно нагреваться существенно влияют на качество глажки. Самой удобной считается подошва с узким носиком и большим количеством отверстий для пара – с ее помощью можно эффективно справиться с самыми сложными заломами на ткани даже в труднодоступных местах, например между пуговицами.

Материал, применяемый для изготовления подошвы, также влияет на удобство использования прибора и качество глажки. Алюминий нагревается в короткие сроки, но неустойчив к механическому воздействию. Подошва из нержавеющей стали легко чистится, хорошо скользит. Керамическое покрытие справляется с любыми типами тканей. При этом уход за ним не отличается особой сложностью – для удаления нагара или грязи достаточно мыльного раствора и губки.

Сетевой шнур

Выход из строя электрошнура — довольно распространенный вид поломки. При таком повреждении утюг может вообще не включаться или работать урывками, может плохо греться подошва. Шнур может загибаться, завиваться, в места изгиба повреждается изоляция, некоторые провода могут перетереться совсем или частично. Если есть подобные повреждения, шнур лучше заменить вне зависимости от того, в нем причина или нет. Во всяком случае все места с поврежденной изоляцией надо заизолировать.

Читайте так же:  Какие документы нужны для оформления рефинансирования кредита

При любом повреждении начинается любой ремонт утюга с проверки шнура. Чтобы точно определить в нормальном он состоянии или нет, его необходимо прозвонить. Для этого достаточно снять заднюю крышку. Станет доступной клеммная колодка, к которой и подключен шнур. Понадобиться тестер или мультиметр. Ставим его в режим прозвонки, один щуп прижимаем к одному контакту вилки, вторым касаемся одного из проводов на колодке. При прикосновении к «правильному» проводу мультиметр должен издать писк. Это значит, что провод цел.

Проверяем целостность шнура электропитания

Цвет изоляции проводников может быть любым, но желто-зеленый это обязательно заземление (его надо проверять установив щуп на небольшую металлическую пластинку в нижней части вилки). Остальные два соединены со штырями вилки. Вот один из этих двух проводов должен звониться со штырем, к которому вы прижали щуп мультиметра. Ту же операцию повторяем с другим штырем.

Для полной уверенности в исправности шнура его нужно во время прозвонки помять/покрутить. Особенно в тех местах, где есть проблемы с изоляцией. Если писк от таких действий прерывается — шнур лучше заменить. Подлежит замене он и если один или оба штыря «не звонятся». Возможно вам повезет и дальнейший ремонт утюга вам не потребуется.

Электрическая схема и принцип работы

Стандартная электрическая схема прибора представлена на картинке и включает в себя:

  • нагревательный элемент;
  • систему регулирования температуры;
  • резистор;
  • лампу;
  • вилку.

В качестве нагревателя в обычных утюгах используют ТЭН. Он представляет собой спираль, помещенную в металлический или керамический корпус-трубку. При подаче напряжения металл раскаляется, и тепло подается к подошве.

Важно! Многие современные устройства имеют систему индикации, некоторые оснащены термопредохранителями, срабатывающими, когда температура нагрева превышает предельно допустимое значение.

Принцип работы утюга состоит в выделении тепловой энергии при прохождении электрического тока через нагревательный элемент. Тепло от ТЭН передается подошве. Для регулирования степени нагрева поверхности используют термостат. Колесико на корпусе прибора выставляют в определенное положение, после нагревания до заданной температуры подача тока прекращается. Когда поверхность остывает, ток снова поступает к ТЭН, на корпусе загорается индикатор.

Проверяем терморегулятор

Терморегулятор выглядит как пластина с группой контактов и торчащим пластиковым штырем, на который затем надевается диск.

Это терморегулятор на утюге

К пластине подходят два контакта. На них устанавливаем щупы мультиметра и проверяем работоспособность (прозваниваем). В положении «выключено» звук мультиметра должен пропадать, при включении и повороте в любое положение он должен продолжать звучать.

Повреждение может состоит в том, что в положении «включено» контакта все равно нет — тогда утюг не греет совсем. Может быть иная ситуация — он не отключается регулятором и/или не реагирует на положение регулятора. Обе причины в контактах. И, скорее всего, они подгорели.

В первом случае может мешать нагар, который можно счистить засунув между контактами кусочек наждачной бумаги с мелким зерном и пару раз и «поелозить» по контактам. Если наждачки нет, можно использовать пилочку для ногтей, но действовать надо аккуратно — температурные настройки зависят от изгиба пластин. Так что сильно изгибать их нельзя.

Во втором случае — если утюг не отключается — контакты, возможно, пригорели — сплавились. Ремонт утюга в этом случае состоит в попытке их разъединить. Но такой фокус удается редко. Выход — заменить его.

Терморегулятор с другого ракурса

Может быть другой момент: при падении контакты могли каким-то образом сцепиться. При нагреве подошвы утюга изгибающаяся термопластина давит на контактные группы, но контакты разомкнуться не могут. Результат тот же — утюг при нагреве не отключается. Ремонт утюга тоже аналогичен — пытаемся вернуть пластинам подвижность, стараясь не искривить их. Если не получается — меняем.

Особенности конструкции беспроводных утюгов

Беспроводное устройство состоит из самого утюга и базы – станции, на которую ставят прибор для подзарядки. Главное отличие таких моделей от всех других видов – отсутствие электрического шнура. Нагревание подошвы осуществляется через базу, которая накапливает электричество, а потом передает его нагревательному элементу. Прибор некоторое время работает (продолжительность зависит от мощности ТЭН, материала подошвы и других факторов), а после остывания подает сигнал о необходимости подзарядки. Сама станция подключается к электросети с помощью сетевого шнура.

Знание устройства утюга пригодится при выборе лучшей модели или в процессе ремонта прибора своими руками.

Подошва

Устройство утюга начинается с его основания. Подошва представляет собой толстую железную плиту треугольной формы, которая образует базу, на которой построен электрический прибор. Нижняя поверхность и края хромированы или покрыты керамическим раствором, чтобы предотвратить коррозию.

Опорная плита должна удерживать прижимную пластину и крышку на месте. Если разобрать верхнюю часть, можно увидеть две или иногда три шпильки. Они помогают удерживать положение крышки и прижимной пластины. Благодаря этому корпус становится прочнее, а все элементы внутри остаются защищенными от сильного давления. Подошва утюга из керамики также пользуется высоким спросом. Керамический элемент более надежный по мнению покупателей и многих экспертов.

Проверка работоспособности ТЭНа

Если утюг совсем не греется, возможно сгорел ТЭН. Если это так, то стоит купить новый утюг, так как замена обойдется почти в ту же сумму. Но прежде всего надо убедиться, что виноват именно ТЭН.

Это выходы нагревательного элемента утюга

Для того чтобы проверить ТЭН, добираемся до самой подошвы утюга. На ней, ближе к задней части, есть два выхода нагревательного элемента. Переводим мультиметр в положение измерения сопротивления (до 1000 Ом), проводим измерения. Если на дисплее цифры порядка 25о Ом, значит ТЭН в норме, если больше — сгорел. Как уже говорили, в случае перегорания ТЭНа ремонтировать утюг не стоит — выгоднее купить новый.

Определитесь с мощностью

По мощности утюги можно разделить на три группы.

  1. До 1 500 Вт — дорожные утюги. Хорошо справляются с лёгкими футболками и платьями, с постельным бельём и полотенцами придётся повозиться. Вариант для путешествий и одиночек.
  2. 1 600–2 000 Вт — бытовые утюги. Таким приборам по плечу практически любые вещи, даже слегка пересушенные. Вариант для семей, где гладят несколько раз в неделю.
  3. Более 2 000 Вт — профессиональные утюги. Такой мощностью могут похвастаться дорогие модели и паровые станции. Вариант для ателье и химчисток, а также семей, где очень много глажки.

Проверка предохранителя

Примерно в том же районе, где находится терморегулятор, установлен термопредохранитель. Он стоит на случай перегрева подошвы утюга — перегорает если утюг разогревается до опасных температур. Обычно на этот предохранитель надета защитная трубка и чаще всего она белого цвета.

Ремонт утюга: предохранитель и его прозвонка

Находите контакты, прозваниваете. В нормальном состоянии предохранитель «звенит», если перегорел — тишина. При желании, можно трубку сдвинуть, прозвонить напрямую — может быть обрыв/перегорание соединительного провода. Если перегорел предохранитель — выпаиваете, ищите аналогичный и устанавливаете его на место.

Исключать термопредохранитель из схемы не стоит — он убережет от пожара в случае проблем с терморегулятором: просто перегорит и утюг не будет работать. И хоть утюг потребует ремонта, ваш дом будет в безопасности.

Видео (кликните для воспроизведения).

Источник: http://instanko.ru/tehnika-v-bytu/utyug-dlya.html

Принцип работы устройства прост
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here