stamprietguesthouse.com

  

Bästa artiklarna:

  
Main / Vad är en stabistor?

Vad är en stabistor?

Den stabistor som också kallas en framåtriktad referensdiod är den tekniska termen som används för att beteckna en speciell typ av halvledarkiseldiod med extremt stabila framspänningsegenskaper. Dessa enheter är speciellt utformade för lågspänningsstabiliseringsapplikationer som kräver en garanterad spänning över ett stort strömområde och mycket stabil över temperatur. I dessa applikationer erbjuder stabistorer förbättrad dynamisk impedansspänningsförändring jämfört med Stabistors tillverkas med plan epitaxial teknik och en typisk enhet är BAS17, [4] tillverkad av flera halvledarföretag.

Halvledarmaterial Ett halvledarmaterial har ett elektriskt konduktivitetsvärde som faller mellan det för en metall, som koppar, etc. Deras motstånd minskar när deras temperatur ökar, beteende motsatt det för en metall, deras ledande egenskaper kan ändras på användbara sätt av den avsiktliga, kontrollerad införande av föroreningar i kristallstrukturen.

Där två olika dopade regioner finns i samma kristall skapas en halvledarkoppling; laddningsbärarnas beteende som inkluderar elektroner och elektronhål vid dessa korsningar är grunden för dioder och all modern elektronik.

Några exempel på halvledare är kisel och galliumarsenid. Efter kisel är galliumarsenid den näst vanligaste halvledaren som används i laserdioder, solceller, mikrovågsfrekvensintegrerade kretsar, andra.

Kisel är ett viktigt element för att tillverka de flesta elektroniska kretsar. Halvledaranordningar kan visa en rad användbara egenskaper som att passera ström mer i en riktning än den andra, vilket visar variabelt motstånd, känslighet för ljus eller värme. Eftersom de elektriska egenskaperna hos ett halvledarmaterial kan modifieras genom dopning, eller genom applicering av elektriska fält eller ljus, kan anordningar tillverkade av halvledare användas för förstärkning och energiomvandling.

Konduktiviteten hos kisel ökas genom tillsats av en liten mängd trevärda atomer; denna process är känd som dopning och resulterande halvledare är kända som dopade eller yttre halvledare. Förutom dopning kan ledningsförmågan hos en halvledare förbättras genom att öka dess temperatur; detta strider mot beteendet hos en metall i vilken konduktiviteten minskar med ökad temperatur.

Den moderna förståelsen för en halvledares egenskaper bygger på kvantfysik för att förklara rörelsen hos laddningsbärare i ett kristallgitter.

Doping ökar antalet laddningsbärare i kristallen; när en dopad halvledare innehåller fria hål kallas den "p-typ", när den innehåller fria elektroner är den känd som "n-typ". Halvledarmaterialen som används i elektroniska apparater dopas under exakta förhållanden för att kontrollera koncentrationen och regionerna av dop- och n-typ.

En enda halvledarkristall kan ha många regioner av p- och n-typ. Även om vissa rena element och många föreningar uppvisar halvledaregenskaper är kisel och galliumföreningar de mest använda i elektroniska apparater.

Element nära den så kallade "metalloidtrappan", där metalloiderna finns på det periodiska systemet, används som halvledare; några av egenskaperna hos halvledarmaterial observerades under mitten av 1800-talet och första decennierna av 1900-talet. Den första praktiska tillämpningen av halvledare inom elektronik var 1904-utvecklingen av kattens whisker-detektor, en primitiv halvledardiod som användes i tidiga radiomottagare.

Utvecklingen inom kvantfysik möjliggjorde i sin tur utvecklingen av transistorn 1947 och den integrerade kretsen 1958.

Variabel elektrisk ledningsförmåga Halvledare i deras naturliga tillstånd är dåliga ledare eftersom en ström kräver flöde av elektroner, halvledare har sina valensband fyllda, vilket förhindrar inträde av nya elektroner.

Det finns flera utvecklade tekniker som gör att halvledande material kan bete sig som ledande material, såsom dopning eller gating. Dessa modifieringar har två resultat: Ett obalanserat antal elektroner skulle få en ström att strömma genom materialet. Heterojunktioner Heterojunktioner uppstår när två olika dopade halvledande material sammanfogas. Till exempel kan en konfiguration bestå av n-dopat germanium; detta resulterar i ett utbyte av elektroner och hål mellan de olika dopade halvledande materialen.

Det n-dopade germaniumet skulle ha ett överskott av elektroner, det p-dopade germaniumet skulle ha ett överskott av hål; överföringen sker tills jämvikt uppnås genom en process som kallas rekombination, vilket får migrerande elektroner från n-typen att komma i kontakt med de migrerande hålen från p-typen.

En produkt av denna process är laddade joner. Upphetsade elektroner En skillnad i elektrisk potential på ett halvledande material skulle få det att lämna termisk jämvikt och skapa en icke-jämviktssituation. Detta introducerar elektroner och hål i systemet, som interagerar via en process som kallas ambipolär diffusion.

Närhelst termisk jämvikt störs i ett halvledande material, ändras antalet hål och elektroner; sådana störningar kan uppstå som ett resultat av en temperaturskillnad eller fotoner, som kan komma in i systemet och skapa elektroner och hål. Processen som skapar och förintar elektroner och hål kallas generation och rekombination. Ljusemission I vissa halvledare kan upphetsade elektroner koppla av genom att avge ljus istället för att producera värme; dessa halvledare används i konstruktionen av ljusdioder och fluorescerande kvantpunkter.

Hög värmeledningsförmåga Halvledare med hög värmeledningsförmåga kan användas för värmeavledning och för att förbättra termisk hantering av elektronik. Omvandling av termisk energi Halvledare har stora termoelektriska effektfaktorer som gör dem användbara i termoelektriska generatorer, liksom höga termoelektriska värden som gör dem användbara i termoelektriska kylare.

Ett stort antal element och föreningar har halvledande egenskaper, inklusive: Vissa rena element finns i grupp 14 på sidorna. Diod En diod är en tvåterminalelektronisk komponent som leder ström i en riktning.

Ett diodvakuumrör eller termiondiod är ett vakuumrör med två elektroder, en uppvärmd katod och en platta, i vilken elektroner kan flöda i endast en riktning, från katod till platta. En halvledardiod, den vanligaste typen idag, är en kristallin bit av halvledarmaterial med en p-n-koppling ansluten till två elektriska anslutningar.

Halvledardioder var de första elektroniska enheterna för halvledare; upptäckten av asymmetrisk elektrisk ledning över kontakten mellan ett kristallint mineral och en metall gjordes av den tyska fysikern Ferdinand Braun 1874. Idag är de flesta dioder gjorda av kisel, men andra material som galliumarsenid och germanium används; den vanligaste funktionen hos en diod är att låta en elektrisk ström passera i en riktning, medan den blockeras i motsatt riktning.

Som sådan kan dioden ses som en elektronisk version av en backventil; detta enkelriktade beteende kallas rättelse, används för att omvandla växelström till likström. Former av likriktare, dioder kan användas för sådana uppgifter som att extrahera modulering från radiosignaler i radiomottagare. Dioder kan emellertid ha mer komplicerat beteende än denna enkla av-på-funktion på grund av deras olinjära strömspänningsegenskaper.

Halvledardioder börjar leda elektricitet endast om en viss tröskelspänning eller inkopplad spänning finns i framåtriktningen; spänningsfallet över en förspänd diod varierar bara lite med strömmen, är en funktion av temperaturen.

Diodernas höga motstånd mot ström som strömmar i omvänd riktning sjunker till ett lågt motstånd när omvänd spänning över dioden når ett värde som kallas nedbrytningsspänningen. En halvledardiodes strömspänningskaraktäristik kan skräddarsys genom att välja halvledarmaterial och dopningsföroreningar som införs i materialen under tillverkning; dessa tekniker används för att skapa specialdioder. Till exempel används dioder för att reglera spänning, för att skydda kretsar från högspänningsspänningar, för att elektroniskt ställa in radio- och TV-mottagare, för att generera radiofrekventa svängningar, för att producera ljus.

Dioder, både vakuum och halvledare, kan användas som brusgeneratorer. Termioniska dioder och halvledardioder utvecklades separat, samtidigt i början av 1900-talet, som radiomottagardetektorer; fram till 1950-talet användes vakuumdioder mer i radio eftersom de tidiga punktkontakt halvledardioderna var mindre stabila.

1873 observerade Frederick Guthrie att en jordad, vit het metallkula som fördes i närheten av ett elektroskop skulle urladda ett positivt laddat elektroskop, men inte ett negativt laddat elektroskop. År 1880 observerade Thomas Edison enriktad ström mellan uppvärmda och ouppvärmda element i en glödlampa som heter Edison-effekt, beviljades patent på tillämpning av fenomenet för användning i en likspänningsmätare. Cirka 20 år insåg John Ambrose Fleming att Edison-effekten kunde användas som radiodetektor.

Fleming patenterade den första sanna termiondioden, Fleming-ventilen, i Storbritannien den 16 november 1904. Under vakuumrörens era användes ventildioder i all elektronik som radioapparater, ljudsystem och instrumentering, förlorade de marknadsandelar från början av sent 1940-talet på grund av selenlikriktarteknik och halvledardioder under 1960-talet. Idag används de fortfarande i några högeffektiva applikationer där deras förmåga att motstå transienta spänningar och deras robusthet ger dem en fördel jämfört med halvledaranordningar, i musikinstrument och audiofila applikationer.

År 1874 upptäckte den tyska forskaren Karl Ferdinand Braun den "ensidiga ledningen" över en kontakt mellan en metall och ett mineral. Den indiska forskaren Jagadish Chandra Bose var den första som använde en kristall för att upptäcka radiovågor 1894; kristalldetektorn utvecklades till en praktisk anordning för trådlös telegrafi av Greenleaf Whittier Pickard, som uppfann en kiselkristalldetektor 1903 och fick patent på den 20 november 1906.

Andra experimenter försökte en mängd andra mineraler som detektorer. Halvledarprinciper var okända för utvecklarna av dessa tidiga likriktare. Under 1930-talet avancerade fysikförståelsen och i mitten av 1930-talet insåg forskare vid Bell Telephone Laboratories kristalldetektorns potential för användning i mikrovågsteknik.

Spänningsregulator En spänningsregulator är ett system som är utformat för att automatiskt upprätthålla en konstant spänningsnivå. En spänningsregulator kan innehålla negativ återkoppling, den kan använda elektroniska komponenter. Beroende på design kan den användas för att reglera en eller flera likspänningar. Elektroniska spänningsregulatorer finns i enheter som nätaggregat där de stabiliserar likspänningarna som används av processorn och andra element.

I bilgeneratorer och kraftverkgeneratoranläggningar styr spänningsregulatorerna anläggningens uteffekt. I ett eldistributionssystem kan spänningsregulatorer installeras vid en transformatorstation eller längs distributionsledningar så att alla kunder får konstant spänning oberoende av hur mycket ström som dras från ledningen.

På grund av den logaritmiska formen på diodens V-I-kurvor ändras spänningen över dioden endast på grund av förändringar i strömtagen eller förändringar i ingången; när noggrann spänningskontroll och effektivitet inte är viktigt kan den här designen vara bra. Eftersom en diod framspänning är liten är denna typ av spänningsregulator endast lämplig för lågspänningsreglerad utgång.

När högre spänningsutgång behövs kan en zenerdiod eller serie zenerdioder användas. Zener-diodregulatorer använder zener-diodens fasta omvänd spänning, som kan vara ganska stor.

Återkopplingsspänningsregulatorer fungerar genom att jämföra den verkliga utspänningen med en viss fast referensspänning. Varje skillnad förstärks och används för att styra regleringselementet på ett sådant sätt att spänningsfelet minskas; detta bildar en negativ återkopplingsstyrslinga.

Det kommer att bli en kompromiss mellan stabilitet och snabba reaktioner på förändringar. Om utspänningen är för låg beordras regleringselementet, upp till en punkt, att producera en högre utspänning - genom att släppa mindre av ingångsspänningen eller dra ingångsström under längre perioder. Många regulatorer har emellertid överströmsskydd, så att de slutar skaffa ström om utströmmen är för hög, vissa regulatorer kan stängas av om ingångsspänningen ligger utanför ett visst intervall.

I elektromekaniska regulatorer åstadkommes spänningsreglering genom att linda avkänningstråden för att skapa en elektromagnet. Magnetfältet som produceras av strömmen lockar en rörlig järnkärna som hålls tillbaka under fjäderspänning eller gravitation. när spänningen ökar ökar också strömmen, förstärker magnetfältet som produceras av spolen och drar kärnan mot fältet.

Magneten är fysiskt ansluten till en mekanisk strömbrytare, som öppnas när magneten rör sig in i fältet; när spänningen minskar, så minskar strömmen, vilket frigör fjäderspänningen eller kärnans vikt och får den att dra sig tillbaka. Detta gör att strömmen kan strömma en gång till. Om den mekaniska regulatorns design är känslig för små spänningsvariationer, kan rörelsen av solenoidkärnan användas för att flytta en väljarströmbrytare över ett intervall av motstånd eller transformatorlindningar för att trappa ut eller ner på utspänningen eller för att rotera läget för en AC-regulator med rörlig spole.

Tidiga bilgeneratorer och generatorer hade en mekanisk spänningsregulator som använde en, två eller tre reläer och olika motstånd för att stabilisera generatorns effekt vid mer än 6 eller 12 V, oberoende av motorns varvtal eller den varierande belastningen på fordonets elektriska system.

Reläet använde en pulsbreddsmodulering för att reglera utmatningen från generatorn, kontrollera fältströmmen som når generatorn och på detta sätt kontrollera utspänningen som produceras tillbaka till generatorn och försöker köra den som en motor. Likriktardioderna i en generator utför automatiskt denna funktion så att ett specifikt relä inte behövs.

Mer moderna konstruktioner använder nu solid state-teknik för att utföra samma funktion som reläerna utför i elektromekaniska regulatorer.

Elektromekaniska regulatorer används för stabilisering av nätspänningen - se AC-spänningsstabilisatorer nedan. Generatorer, som används i kraftverk eller i standby-kraftsystem, kommer att ha automatiska spänningsregulatorer för att stabilisera sina spänningar när belastningen på generatorerna ändras. de första automatiska spänningsregulatorerna för generatorer var elektromekaniska system, men en modern AVR använder solid state-enheter. En AVR är ett återkopplingsstyrsystem som mäter generatorns utspänning, jämför den utsignalen med ett börvärde, genererar en felsignal som används för att justera generatorns excitation.

När exciteringsströmmen i generatorns fältlindning ökar kommer dess utgångsspänning att öka. AVR: n kommer att styra strömmen genom att använda kraftelektroniska enheter. När en generator är ansluten parallellt med andra källor, såsom ett elektriskt överföringsnät, har förändring av excitationen en större effekt på den reaktiva effekten som genereras av generatorn än på dess anslutningsspänning, inställd av det anslutna kraftsystemet.

Om flera generatorer är anslutna parallellt kommer AVR-systemet att ha kretsar för att säkerställa alla generatorer. Förstärkare En förstärkare, elektronisk förstärkare eller förstärkare är en elektronisk anordning som kan öka effekten av en signal. Det är en tvåportars elektronisk krets som använder elektrisk kraft från en strömförsörjning för att öka amplituden för en signal som appliceras på dess ingångar, vilket ger en proportionellt större amplitudsignal vid dess utgång; mängden förstärkning som tillhandahålls av en förstärkare mäts av dess förstärkning: En förstärkare är en krets.

En förstärkare kan antingen vara en separat utrustning eller en elektrisk krets som finns i en annan enhet.

(с) 2019 stamprietguesthouse.com