Přidání dalších poznámek - ZEO.
This commit is contained in:
parent
b7b93227f7
commit
99d137db4c
|
|
@ -171,4 +171,300 @@ $P=\frac{N_2}{N_1}=\frac{U_2}{U_1}=\frac{I_1}{I_2}$
|
|||
- Správněji **induktivní reaktance**
|
||||
- Induktance je **důsledkem přeměny energie proudového pole na energii magnetického pole**
|
||||
- V RL obvodech **induktance způsobuje fázový posuv mezi proudem a napětím**. **Proud** procházející obvodem **se zpožďuje za napětím**
|
||||
- $X_L = L*\omega$
|
||||
- $X_L = L*\omega$
|
||||
|
||||
## Diody
|
||||
- dioda má **dvě elektrody**, **anodu** a **katodu**
|
||||
- je-li **anoda kladnější než katoda, dioda vede proud**
|
||||
- obráceně proud nevede
|
||||
|
||||
### Spínací dioda
|
||||
- **Schotkyho** dioda
|
||||
- Tam kde se rychle mění polarita
|
||||
|
||||
### Fotodioda
|
||||
- Upravena tak aby k PN přechodu mohlo světlo
|
||||
- Bez osvětlení funguje jako běžná dioda
|
||||
- Reakce 10-6 až 10-9 s
|
||||
- Princip fotoelektrického jevu
|
||||
- Odporový režim – zapojím v závěrném směru a mám světlo-citlivý odpor
|
||||
|
||||
### LED (Svítivá) dioda
|
||||
- Charakteristika analogická k normálním diodám
|
||||
- Podstatně vyšší úbytek napětí
|
||||
- Na přechodu se emituje světlo
|
||||
- Projde proud -> rekombinují se elektrony -> uvolňuje se energie - > energie se vyzáří v podobě elektronu
|
||||
- Malé proudy
|
||||
- Předřadné rezisory
|
||||
|
||||
## Usměrňovače
|
||||
- **„Jednoduchý“ obvod pro převod AC na DC**
|
||||
- Většina obvodů potřebuje DC napětí
|
||||
- Dnes už téměř zcela vyřadil motorgenerátory
|
||||
- i vícefázové
|
||||
|
||||
### Usměrňovač - Jednocestný
|
||||
### Usměrňovač - Dvoucestný můstkový
|
||||
### Zenerova dioda
|
||||
- Speciální dioda s úzkým PN převodem
|
||||
- Používá se v závěrném směru – omezí napětí
|
||||
- Zenerův jev
|
||||
- Lavinový efekt
|
||||
|
||||
## Baterie
|
||||
### Rozdělení
|
||||
- **Primární články**
|
||||
– nenabíjecí chemické baterie
|
||||
- **Sekundární články** / Akumulátory
|
||||
– lze je nabít
|
||||
- Chemická energie se mění na elektrickou a naopak
|
||||
|
||||
- Monočlánek
|
||||
- Baterie
|
||||
|
||||
### Primární články
|
||||
- liší se dle své konstrukce (tvaru) a použité **chemie**
|
||||
- Tužková AA, mikrotužková AAA
|
||||
- C a D články
|
||||
- 9V
|
||||
- **Karbon-Zinek**
|
||||
- **Lithium**
|
||||
- **Alkalické**
|
||||
- výhody:
|
||||
- malé samovybíjení (roky)
|
||||
- dostupné všude
|
||||
- nevýhody:
|
||||
- jen jedno použití
|
||||
- vyšší vnitřní odpor (malé proudy)
|
||||
- vytékání
|
||||
- nerecyklují se
|
||||
|
||||
#### Karbon-zinkové
|
||||
- Původní typ
|
||||
- Pro málo náročné aplikace (ovladače, hračky,…)
|
||||
- Levné
|
||||
- Poměrně malá kapacita
|
||||
|
||||
#### Alkalické
|
||||
- výhody:
|
||||
- Velmi rozšířené
|
||||
- Vyšší kapacita
|
||||
- Velmi nízké samovybíjení
|
||||
- nevýhody:
|
||||
- Vyšší vnitřní odpor – malé zátěže
|
||||
- Dražší
|
||||
- Špatně snáší chlad
|
||||
- Vyšší náchylnost k vytékání
|
||||
|
||||
#### Lithiové
|
||||
- NEZAMĚNIT s Li-ion – ty jsou nabíjecí!
|
||||
- Různé typy a rozměry ale **nejčastěji knoflíky** CR20xx - Velmi lehké
|
||||
- Téměř nulové samovybíjení (až 20 let)
|
||||
- Malý vnitřní odpor (velké proudy)
|
||||
- Vyšší kapacita
|
||||
- Vyšší cena
|
||||
- Pozor na stejný rozměr (AA) ale vyšší napětí (3,6V)
|
||||
|
||||
### Akumulátory
|
||||
- Akumulátorem rozumíme takovou baterii nebo článek, který lze nabít elektrickou energií a následně vybít do zátěže s tím, že tento proces lze provádět opakovaně
|
||||
- Potkáme asi více než primární články (ty jsou vytlačovány NiMH)
|
||||
- Aku-pack/baterie
|
||||
|
||||
#### Dělení
|
||||
- Různé druhy, ale hlavně:
|
||||
- „Chemie“
|
||||
- Hustota energie
|
||||
- Napětí článku
|
||||
- Stabilita (životnost)
|
||||
|
||||
#### Hustota energie
|
||||
- Udává nám kolik energie jsme schopni uložit do jednotkového objemu
|
||||
- Olověný: 60-110 Wh/L
|
||||
- NiCd: 150–200 Wh/L
|
||||
- NiMH: 140-300 Wh/L
|
||||
- NiZn: 280 Wh/L
|
||||
- Li-ion: 250-676 Wh/L
|
||||
- Pro srovnání: Alkalický článek (primární): 250-434 Wh/L
|
||||
|
||||
#### Napětí článku
|
||||
- NiMH: 1.20V/článek
|
||||
- NiCd: 1.20V/článek
|
||||
- NiZn: 1.65V/článek
|
||||
- Olověný: 2.10V/článek
|
||||
- Li-ion: 3.60V/článek
|
||||
- Pro celou baterii (akupack) se sčítají jednotlivé články
|
||||
|
||||
#### Olověné baterie
|
||||
- Akumulátor s elektrodami na bázi olova, jehož elektrolytem je kyselina sírová H2SO4
|
||||
- Dneska klasicky tzv. gelové bezúdržbové akumulátory
|
||||
- Poskytuje vysoké rázové proudy
|
||||
- Spolehlivost (5 a více let, 500-800 cyklů)
|
||||
- Snese mírné přebíjení
|
||||
- Nesnese podbití (rychle nabíjet jinak klesá kapacita)
|
||||
- Velká hmotnost
|
||||
- 2,1-1,95V
|
||||
|
||||
#### NiMH,NiCd,NiZn
|
||||
- Snaha nahradit primární články
|
||||
- Nejprve NiCd – zastaralé a nahrazené NiMHa jsou velmi citlivé na přebíjení
|
||||
- NiZn – fajn na proudy ale malá životnost (200- 300 ale po 50 silné samovybíjení)
|
||||
- Dále se budeme věnovat NiMH
|
||||
|
||||
#### NiMH
|
||||
- Ideálně s napětím 1,2 V nahrazují primární články
|
||||
- Nickel Methal Hybride
|
||||
- Samovybíjení – první den 5-20%, potom 1-4%denně
|
||||
- Proto technologie NiMH LSD (Low Self- Discharge) – sice o 20-30% nižší kapacita ale udrží 90% více než rok
|
||||
- Životnost cca 1000 cyklů (spec. i 2000) ale zásadní vliv hraje správné nabíjení
|
||||
|
||||
#### Li-Ion
|
||||
- Lithium iontové články se díky svým vlastnostem používají hojně ve spotřební elektronice
|
||||
- Díky vyššímu nominálnímu napětí článku (3,6V) může zařízení vyžadující vyšší napětí pracovat s méně články místo např. baterie složené z více NiMH článků
|
||||
- Monočlánek velikosti 18650
|
||||
- Velká hustota energie
|
||||
- 4,2-2,6V
|
||||
- Malé samovybíjení
|
||||
- 500-1000 Cyklů
|
||||
- Pozor na podbití (2V a následné nabití může znamenat výbuch článku!)
|
||||
- Stárnutí (po 2-3 letech KO i když se nepoužívají)
|
||||
- Specifické je i nabíjení – nesmí se ani přebíjet
|
||||
|
||||
#### Li-pol (Lithium-polymer)
|
||||
- Li-pol akumulátor používá místo tekutého elektrolytu (Li-ion) elektrolyt pevný
|
||||
- Velmi lehké (15%) ale objemnější (20%)
|
||||
- Libovolné tvary
|
||||
- Tenké tvary
|
||||
- Pro RC, PDA, Mobily,…
|
||||
- Ostatní vlastnosti dost podobné jako Li-ion
|
||||
|
||||
## Spínané zdroje a DC-DC měniče
|
||||
- výhody:
|
||||
- Malá hmotnost
|
||||
- Vysoká účinnost
|
||||
- Menší rozměry
|
||||
- nevýhody:
|
||||
- Rušení od spínání
|
||||
- Omezená životnost (Namáhané kondenzátory)
|
||||
|
||||
### DC-DC měniče
|
||||
- Nábojová pumpa
|
||||
– topologie pro velmi nízké výkony (proud řádu jednotek miliampérů.)
|
||||
- Výhodou je konstrukce bez cívek – jako zásobník energie využívá kondenzátory
|
||||
- **Snižovač napětí** – (angl. step-down nebo buck-converter)
|
||||
- **Zvyšovač napětí** – (angl. step-up nebo boost-converter)
|
||||
- **Invertor** (angl. buck-boost – umožňuje zvyšování i snižování napětí, obrací polaritu napětí. (Nemá nic společného se svářecím invertorem)
|
||||
- **Bezrozptylový měnič**
|
||||
– výstupní napětí může být vyšší nebo nižší než vstupní, polarita zůstává stejná
|
||||
- **Obousměrný měnič**
|
||||
– umožňuje přenos napětí oběma směry
|
||||
- tj. výstup může fungovat jako vstup a naopak
|
||||
- použití např. při řízení motorů s možností rekuperačního brždění.
|
||||
- Bezrozptylový invertor (Ćuk) – obrací polaritu vstupního napětí
|
||||
|
||||
#### Zvyšovač napětí
|
||||
- Vypínač sepnut nebo rozepnut
|
||||
- Pokud sepnut – ze zdroje teče proud a levý konec je +
|
||||
- Pokud rozepnut – cívka začne ztrácet mag. pole a změní se její polarita
|
||||
- Sčítá se napětí cívky a napětí zdroje a hlavně se nabíjí kondenzátor na vyšší napětí od cívky
|
||||
|
||||
#### Snižovač napětí
|
||||
- Spínač má dva stavy – vypnuto zapnuto
|
||||
- Když zapnuto – teče proud který je nějak omezen cívkou a levá strana +
|
||||
- Když rozepnuto – přepólování pravá strana + cívka se chová jako zdroj a maximální napětí omezí ZD
|
||||
|
||||
## Operační zesilovače
|
||||
- Jeden z nejčastěji používaných prvků
|
||||
- **Operační** – „umí“ matematické operace =>
|
||||
- Základní prvek pro zracování analogového signálu (součet, rozdíl, negace, integrace, derivace, generování signálu, …)
|
||||
- V zásadě ekvivalent mikroprocesoru pro analog
|
||||
- Původně určen (nejen) pro analogové počítače
|
||||
|
||||
### Blokové schéma operačního zesilovače
|
||||
### Rozdělení operačního zesilovače
|
||||
- Univerzální
|
||||
- Pro běžné použití
|
||||
- Přístrojové
|
||||
- Pro měření malých napětí (velké zesílení malé zb. nap.)
|
||||
- Širokopásmové a rychlé
|
||||
- Pro vysoké frekvence 20 – 700 MHz
|
||||
- Pro velká výstupní napětí – Stovky voltů
|
||||
- Speciální
|
||||
- Speciální aplikace většinou s malou spotřebou
|
||||
- Podle technologie
|
||||
– Bipolární
|
||||
– Unipolární
|
||||
- Podle napájení
|
||||
– Symetrické
|
||||
– Nesymetrické (zřídka)
|
||||
|
||||
### Zpětná vazba
|
||||
- OZ **bez zpětné vazby** => **plné zesílení**
|
||||
- OZ se **zápornou zpětnou vazbou** => **vede z výstupu do invertujícího vstupu**
|
||||
- OZ s **kladnou zpětnou vazbou** => vede z výstupu do **ne**invertujícího vstupu
|
||||
- OZ se **zápornou** a **kladnou zpětnou vazbou** => vede z výstupu do **obou vstupů**
|
||||
|
||||
## Tranzistory
|
||||
### Typy
|
||||
- bipolární
|
||||
- unipolární
|
||||
|
||||
### Bipolární tranzistor
|
||||
- je elektronická součástka se třemi elektrodami
|
||||
- zesilují I, U nebo obojí - záleží na způsobu zapojení
|
||||
- využívají ke své činnosti elektrony i díry.
|
||||
- Bipolární tranzistor se skládá ze tří různě dotovaných oblastí tvořících dva přechody PN v těsném uspořádání.
|
||||
- Názvy emitoru a kolektoru respektují skutečnost, že silně dotovaný emitor "emituje" díry do úzké báze, kterou většina z nich projde a je "sbírána" kolektorem
|
||||
- Počet prošlých částic z emitoru do kolektoru lze ovládat velikostí proudu do báze
|
||||
- Název báze vznikl historicky, když u prvního tranzistoru byla báze tvořena základní destičkou (base), do níž byly shora přitlačeny přívody emitoru a kolektoru.
|
||||
- Šipka ve schematické značce vyznačuje kladný směr proudu emitorem
|
||||
|
||||
#### Podmínky funkce
|
||||
- Tenká vrstva báze
|
||||
- Emitor dotovaný více než báze
|
||||
- Báze dotovaná více než kolektor
|
||||
|
||||
### Unipolární tranzistory
|
||||
- Polovodičový prvek, který se používá pro:
|
||||
- Zesilování signálů
|
||||
- Spínání signálů
|
||||
- Regulaci logických funkcí
|
||||
- Je tvořen základní polovodičovou destičkou slabě dotovanou příměsí, tj. o velkém odporu
|
||||
- Na destičce např. typu N jsou zhotoveny dvě oblasti s opačným druhem vodivosti P, ze kterých jsou vyvedeny C a E
|
||||
- Hradlo G je od základní destičky odděleno vrstvou SiO2. • Izolační vrstvička tvoří dielektrikum kondenzátoru, jehož elektrodami jsou hradlo a polovodičová destička, která je obvykle svorkou S připojena na E
|
||||
- Po připojení napětí UGE zápornou svorkou na hradlo a kladnou na E, indukuje se pod vrstvou oxidu na základní destičce kladný náboj, který mění její vodivost z typu N na P
|
||||
- Od tzv. prahového napětí UGE=UT vzniká mezi C a E indukovaný kanál, který vodivě spojuje obě elektrody
|
||||
- Po připojení napětí UCE mezi C a E uzavírá se kanálem proud IC, jehož velikost závisí na napětí UCE i
|
||||
UGE
|
||||
|
||||
#### Typy unipolárních tranzistorů
|
||||
- JFET (unipolární tranzistor s přechodovým hradlem) Regulace proudu probíhá přivedením napětí mezi svorky G a S
|
||||
- Přivedeme-li na řídící elektrodu závěrné napětí, dojde k rozšíření PN přechodu. Pokud je dostatečně vysoké řídící napětí, dojde k zahrazení nebo omezení proudu protékajícího mezi elektrodami S a D.
|
||||
- MSFET (unipolární tranzistor s přechodovým hradlem)
|
||||
- TFT
|
||||
- IGFET
|
||||
- MOFSET
|
||||
- S vodivým kanálem
|
||||
- S indukovaným kanálem
|
||||
- MNFSET
|
||||
- MESFET(unipolární tranzistor s izolovaným hradlem)
|
||||
|
||||
#### Unipolární tranzistor jako spínací prvek
|
||||
- Použití tranzistorů řízených polem ve funkci spínacího prvku má řadu výhod:
|
||||
- izolované hradlo umožňuje téměř dokonalé oddělení řídicího a spínaného obvodu
|
||||
- tranzistory řízené polem umožňují spínat signály mající kladnou i zápornou polaritu napětí,
|
||||
- protože neobsahují přechod PN jako bipolární tranzistory, neprojevuje se u nich nutnost zotavení přechodu PN při otevírání nebo zavírání tranzistoru
|
||||
- protože mezi kolektorem a emitorem není žádný přechod PN, neprojevuje se napěťový posuv způsobený napětím na tomto
|
||||
přechodu jako u bipolárních tranzistorů
|
||||
- protože má FET při sepnutí odpor rDS(on) řádově jednotky až stovky ohmů a v rozepnutém stavu řádově MΩ, je vhodný pro použití ve funkci spínače (poměr odporů v sepnutém a rozepnutém stavu je velký)
|
||||
|
||||
- Nevýhoda použití tranzistorů řízených polem ve funkci spínacího prvku:
|
||||
- při vyšších kmitočtech se projevuje vliv vnitřních kapacit, což má za následek pokles impedance uzavřeného FETu
|
||||
- rychlost spínání je omezena vnitřními kapacitami tranzistoru
|
||||
|
||||
#### Řízený odpor
|
||||
- Možnost této aplikace vyplývá z toho, že kolektorový odpor mezi kolektorem a emitorem je možné v odporové oblasti lineárně měřit řídicímnapětím na hradle tranzistoru
|
||||
- Při uvedeném použití je tranzistor provozován v lineární odporové oblasti s napětím mezi kolektorem a emitorem menším než asi 100 až 200 mV
|
||||
- Přibližně do uvedených hodnot napětí mezi kolektorem a emitorem jsou výstupní charakteristiky tranzistoru JFET lineární a souměrné kolem počátku souřadnic. Kolektorový proud je lineárně závislý na kolektorovémnapětí, napětí na kolektoru může být kladné nebo záporné
|
||||
- Voltampérové charakteristiky jsou charakteristikami odporů. Lineární závislost proudu na přiloženém napětí charakterizuje lineární rezistor
|
||||
- Parametrem výstupních charakteristik je napětí UGS, takže změnou tohoto napětí je možné měnit hodnotu odporu. Se zvětšováním záporné hodnoty napětí UGS (pro NJFET) dochází ke zmenšování šířky kanálu a zároveň i velikosti jeho odporu
|
||||
|
||||
|
|
|
|||
Loading…
Reference in a new issue