Bài giảng về điện tử. Một khóa học ngắn hạn. Mạch điện có sự kết nối hỗn hợp của các phần tử
(Tài liệu)
n1.doc
Khóa học ngắn hạn
trong kỹ thuật điện (bộ phận thư tín)
Giới thiệu
Định nghĩa cơ bản
1.1. Giải thích và thuật ngữ cơ bản
1.2. Các phần tử mạch tương đương thụ động
1.3. Yếu tố hoạt động mạch tương đương
1.4. Các định nghĩa cơ bản liên quan đến lược đồ
1.5. Các phương thức hoạt động của mạch điện
1.6. Các định luật cơ bản của mạch điện
Các phép biến đổi mạch tương đương Kết nối song song các phần tử mạch điện
2.1. Kết nối nối tiếp các phần tử mạch điện
2.2. Kết nối song song các phần tử mạch điện
3.1. Tính toán mạch điện một chiều
phương pháp đông máu một nguồn
4.1. Phương pháp áp dụng trực tiếp định luật Kirchhoff
4.2. Phương pháp lặp hiện tại
4.3. Phương pháp tiềm năng nút
Mạch điện DC phi tuyến
5.1. Định nghĩa cơ bản
5.2. Phương pháp đồ họa tính toán mạch DC phi tuyến
Mạch điện một pha Dòng điện xoay chiều
6.1. Định nghĩa cơ bản
6.2. Biểu diễn hàm thời gian hình sin ở dạng vectơ
6.3. Biểu diễn hàm thời gian hình sin ở dạng phức
6.4. Điện trở trong mạch dòng điện hình sin
6.5. Cuộn dây cảm ứng trong mạch điện hình sin
6.6. Điện dung trong mạch dòng điện hình sin
6.7. Chuỗi kết nối cảm ứng thực
cuộn dây và tụ điện trong mạch điện hình sin
6.8. Điện cảm, điện dung được mắc song song và
điện trở hoạt động trong mạch dòng điện hình sin
6.9. Chế độ cộng hưởng trong mạch gồm song song
bao gồm cuộn dây cảm ứng thực và tụ điện
6.10. Công suất trong mạch dòng điện hình sin
Mạch ba pha
7.1. Định nghĩa cơ bản
7.2. Kết nối sao. Sơ đồ, định nghĩa.
7.3. Kết nối tam giác. Sơ đồ, định nghĩa
7.5. Nguồn điện trong mạch ba pha
Mạch từ
9.1. Định nghĩa cơ bản
9.2. Tính chất của vật liệu sắt từ
9.3. Tính toán mạch từ
Máy biến áp
10.1. Thiết kế máy biến áp
10.2. Vận hành máy biến áp ở chế độ không tải
10.3. Vận hành máy biến áp có tải
Máy điện DC
11.1. Thiết kế máy điện DC
11.2. Nguyên lý hoạt động của máy DC
11.3. Vận hành máy điện DC
ở chế độ máy phát điện
11.4. Máy phát điện với kích thích độc lập.
Đặc tính máy phát điện
11.5. Máy phát điện tự kích thích.
Nguyên lý tự kích thích của máy phát điện kích thích song song
11.6. Vận hành máy điện DC
ở chế độ động cơ. Phương trình cơ bản
11.7. Đặc tính cơ của động cơ điện
dòng điện một chiều
Máy điện xoay chiều
12.1. Từ trường quay
12.2. Động cơ không đồng bộ. Thiết kế, nguyên lý hoạt động
12.3. Mô-men xoắn của động cơ không đồng bộ
12.4. Điều chỉnh tốc độ quay của động cơ không đồng bộ.
Đảo chiều động cơ không đồng bộ
12,5. Động cơ không đồng bộ một pha
12.6. Động cơ đồng bộ.
Thiết kế, nguyên lý hoạt động
Giới thiệu
Kỹ thuật điện là một nhánh của khoa học và công nghệ gắn liền với việc sử dụng các hiện tượng điện và từ để chuyển đổi năng lượng, xử lý vật liệu, truyền thông tin, v.v.Kỹ thuật điện bao gồm các vấn đề thu thập, chuyển đổi và sử dụng điện trong các hoạt động thực tế của con người. Điện có thể được thu được với số lượng đáng kể, được truyền đi khoảng cách xa và dễ dàng chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác.
Một khóa học ngắn gồm các bài giảng cung cấp các định nghĩa cơ bản và các thông số tôpô của mạch điện, nêu ra các phương pháp tính toán mạch DC và AC tuyến tính và phi tuyến, phân tích và tính toán mạch từ.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc tính của máy biến áp và máy điện dòng điện một chiều và xoay chiều, cũng như các máy điện thông tin.
1. Các định nghĩa cơ bản
1.1. Giải thích và thuật ngữ cơ bản
Kỹ thuật điện là một lĩnh vực khoa học và công nghệ nghiên cứu các hiện tượng điện và từ và cách sử dụng chúng cho các mục đích thực tế.Mạch điện là tập hợp các thiết bị được thiết kế để sản xuất, truyền tải, biến đổi và sử dụng dòng điện.
Tất cả thiết bị điện Theo mục đích, nguyên tắc hoạt động và thiết kế, chúng có thể được chia thành ba nhóm:
Các nguồn năng lượng, tức là các thiết bị tạo ra dòng điện (máy phát điện, bộ phận nhiệt điện, tế bào quang điện, các nguyên tố hóa học).
Người nhận, hoặc tải, tức là. các thiết bị tiêu thụ dòng điện (động cơ điện, đèn điện, cơ cấu điện, v.v.).
Dây dẫn, cũng như các thiết bị chuyển mạch khác nhau (công tắc, rơle, công tắc tơ, v.v.).
Dòng điện có chiều và độ lớn không đổi gọi là dòng điện biến điện giật Giá trị của dòng điện xoay chiều tại thời điểm đang xét được gọi là tức thời và được ký hiệu là chữ cái thường Tôi.
Để một mạch điện hoạt động được cần phải có nguồn năng lượng.
Có các mạch, phần và phần tử chủ động và thụ động của mạch. Hoạt động là mạch điện chứa nguồn năng lượng, thụ động là mạch điện không chứa nguồn năng lượng.
Một mạch điện được gọi là tuyến tính nếu không có một tham số nào của mạch phụ thuộc vào độ lớn hoặc chiều của dòng điện hoặc điện áp.
Một mạch điện là phi tuyến nếu nó chứa ít nhất một phần tử phi tuyến. Các tham số của phần tử phi tuyến phụ thuộc vào độ lớn hoặc hướng của dòng điện hoặc điện áp.
Mạch điện là hình ảnh đồ họa mạch điện, bao gồm ký hiệu của các thiết bị và thể hiện cách đấu nối của các thiết bị này. Trong bộ lễ phục. Hình 1.1 thể hiện sơ đồ điện của mạch điện bao gồm nguồn năng lượng, đèn điện 1 và 2 và động cơ điện 3.
Để thuận tiện cho việc phân tích, mạch điện được thay thế bằng mạch tương đương.
Sơ đồ thay thế
là biểu diễn đồ họa của mạch điện sử dụng các phần tử lý tưởng, các tham số của nó là tham số của các phần tử được thay thế.
Hình 1.2 thể hiện mạch tương đương.
TỔ CHỨC PHI LỢI NHUẬN TỰ ĐỘNG
GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP CAO CẤP
LIÊN ĐOÀN TRUNG ƯƠNG LIÊN BANG NGA
"ĐẠI HỌC HỢP TÁC NGA"
VIỆN HỢP TÁC KAZAN (CHI NHÁNH)
ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ
GHI CHÚ BÀI GIẢNG
dành cho sinh viên đang theo học ngành học
222000.62 Đổi mới,
260800.62 Tổ chức công nghệ sản phẩm và cung cấp dịch vụ ăn uống
Kazan 2013
Kirsanov V.A. Kỹ thuật điện và điện tử: Bài giảng - Kazan: Viện Hợp tác Kazan (chi nhánh) thuộc Đại học Hợp tác Nga, 2013. - 9 tr.
Bài giảng dành cho sinh viên theo ngành học 222000.62 Đổi mới, 260800.62 Công nghệ sản phẩm và tổ chức cung cấp dịch vụ ăn uống được xây dựng theo chương trình đã được Hội đồng Học thuật Trường Đại học Hợp tác Nga phê duyệt ngày 15/02/2013, Nghị định thư số 3 và Nghị định thư số 3. chương trình công tác ngày 11/09/2013 d, Nghị định thư số 1.
© Viện Hợp tác Kazan (chi nhánh) của Đại học Hợp tác Nga, 2013
© Kirsanov V.A., 2013
Bài giảng 1. Khái niệm và định nghĩa chung về mạch điện
điện và điện tử – một môn học kết hợp kiến thức về hai ngành khoa học và công nghệ có liên quan với nhau: kỹ thuật điện và điện tử. Việc kết hợp hai ngành cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về mối quan hệ của chúng và sử dụng thành thạo hơn những gì chúng ta nghiên cứu về kỹ thuật điện cơ sở vật chất Hiện tượng điện từ và phương pháp tính toán mạch điện trong phân tích, tổng hợp mạch điện tử sử dụng cả linh kiện, thiết bị điện tử tuyến tính và phi tuyến.
Kỹ thuật điện – ngành khoa học và công nghệ liên quan đến việc thu thập,
chuyển đổi và sử dụng năng lượng điện trong hoạt động thực tế của con người, bao gồm các vấn đề về sử dụng hiện tượng điện từ trong các ngành công nghiệp khác nhau và trong cuộc sống hàng ngày.
Thiết bị điện tử - một nhánh của khoa học và công nghệ liên quan đến việc tạo ra và mô tả các nguyên tắc vật lý hoạt động của các dụng cụ và thiết bị điện tử mới hoặc các mạch điện tử dựa trên chúng.
Mục đích của môn học:
Nghiên cứu các định luật cơ bản và phương pháp tính toán mạch điện và mạch từ tuyến tính;
Nghiên cứu các phương pháp phân tích, tổng hợp mạch điện tuyến tính và phi tuyến;
Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của máy biến áp, máy điện một chiều và xoay chiều;
Nghiên cứu tổ chức cung cấp điện lưới;
Nghiên cứu các phương pháp đo và quan sát tín hiệu điện;
Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các thiết bị bán dẫn cơ bản và các mạch điện tử cơ bản được tạo ra trên cơ sở đó;
Nghiên cứu cơ sở nguyên tố máy tính hiện đại và các thiết bị điện tử khác;
Nghiên cứu các nguyên tắc tổ chức bộ khuếch đại tuyến tính của tín hiệu điện, bao gồm cả bộ khuếch đại thuật toán và nghiên cứu các lĩnh vực ứng dụng có thể có của chúng;
Nghiên cứu nguyên lý cấu tạo nguồn điện cho các thiết bị điện tử hiện đại.
Thông tin chung
Mạch điện là tập hợp các phần tử, bộ phận hoặc thiết bị được kết nối với nhau được thiết kế để cho dòng điện chạy qua trong chúng, các quá trình trong đó có thể được mô tả bằng cách sử dụng các khái niệm về suất điện động (emf), dòng điện và điện áp.
Dòng điện (i hoặc I) – chuyển động có hướng của các hạt mang điện (thường là electron). Có ba loại dòng điện: dòng điện dẫn, dòng điện dịch chuyển, dòng điện truyền. Dòng điện dẫn được gây ra bởi sự chuyển động có hướng, có trật tự của các hạt mang điện tự do (ví dụ như electron) dưới tác dụng của điện trường bên trong dây dẫn. Dòng điện dịch chuyển hoặc dòng phân cực được quan sát thấy trong chất điện môi và được gây ra bởi sự dịch chuyển tương đối với nhau dưới tác động của điện trường của các điện tích liên kết trái dấu. Dưới tác dụng của một điện trường ngoài không đổi, người ta quan sát thấy dòng điện dịch chuyển ngắn hạn. Nhưng với trường xoay chiều, dòng điện dịch chuyển phải được tính đến. Dòng điện chuyển hoặc dòng đối lưu được gây ra bởi sự truyền điện tích trong không gian tự do bởi các hạt hoặc vật tích điện dưới tác dụng của điện trường.
Một đặc tính định lượng của dòng điện là cường độ dòng điện - lượng điện q chạy qua tiết diện của dây dẫn trong một đơn vị thời gian:
TÔI= q/t.
Nếu các điện tích chuyển động không đều trong dây dẫn thì cường độ dòng điện thay đổi có thể được xác định bằng công thức:
tôi = dq / dt.
Lượng điện trong hệ SI được đo bằng coulomb (C) và dòng điện được đo bằng ampe (A).
Ampe là cường độ của một dòng điện không đổi chạy qua hai dây dẫn thẳng song song có chiều dài vô hạn và tiết diện tròn không đáng kể, đặt cách nhau 1 m trong chân không, sẽ tạo ra giữa hai dây dẫn này một lực bằng 1 N/m.
Coulomb được định nghĩa là lượng điện chạy qua tiết diện của dây dẫn trong 1 giây với dòng điện không đổi 1 A.
Để mô tả sự chuyển động của dòng điện tại một điểm nhất định trên bề mặt, mật độ dòng điện δ được sử dụng, được xác định theo công thức:
δ = I/S,
trong đó S là diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn.
Điện áp (bạn hoặc bạn) – sự chênh lệch điện thế giữa các điểm đã chọn hoặc lượng công mà điện trường sẽ thực hiện để truyền một điện tích dương từ điểm này sang điểm khác.
Điện thế bằng công của trường trong việc truyền một đơn vị điện tích dương từ một điểm cho trước trong không gian đến một điểm ở xa vô hạn, điện thế của điểm này được coi là bằng không. Vì trong mạch điện, điện thế của một trong các điểm được coi là bằng 0 nên điện áp thường được quan tâm chứ không phải điện thế.
1B=1J/1Coulomb
nguồn emf - nguồn điện áp trong mạch điện, độ lớn của nó phụ thuộc rất ít vào tải được chọn trong giới hạn hợp lý; một nguồn năng lượng điện sử dụng lực phi điện của bên thứ ba để tạo ra điện áp bên ngoài. Ví dụ: một tế bào điện chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện và một máy phát điện chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện.
Sơ đồ mạch điện – phương pháp mô tả mạch điện trên mặt phẳng bằng cách sử dụng các ký hiệu đồ họa thông thường ̆ các thành phần hoặc phần tử của mạch điện. Một lược đồ thường được hiểu là thực hiện vật lý mạch điện.
Thành phần, phần tử - thành phần tối thiểu, hoàn chỉnh về mặt chức năng và cấu trúc của mạch điện hoặc mạch điện. Các thành phần bao gồm nguồn điện, động cơ điện, điện trở, tụ điện và cuộn cảm.
Khi phân tích các mạch điện, theo quy luật, giá trị của dòng điện, điện áp và công suất được đánh giá. Trong trường hợp này, không cần phải tính đến thiết bị cụ thể của các tải khác nhau. Điều quan trọng là chỉ biết điện trở của chúng - R, độ tự cảm - L hoặc điện dung - C. Các phần tử mạch như vậy được gọi là máy thu năng lượng điện.
Sự phụ thuộc của dòng điện chạy qua máy thu năng lượng điện vào điện áp ở máy thu này thường được gọi là đặc tính dòng điện-điện áp (đặc tính volt-ampe).
Các máy thu năng lượng điện có đặc tính dòng điện-điện áp là đường thẳng được gọi là tuyến tính.
Mạch điện chỉ gồm các phần tử tuyến tính được gọi là mạch điện tuyến tính.
Mạch điện có ít nhất một phần tử phi tuyến được gọi là mạch điện phi tuyến.
Tín hiệu – một quá trình vật lý mang thông tin hoặc được quan tâm.
Tín hiệu điện - tín hiệu ở dạng điện áp hoặc dòng điện. Phân biệt analog và kỹ thuật số tín hiệu (rời rạc).
Tín hiệu tương tự có thể nhận bất kỳ giá trị tùy ý nào của điện áp hoặc dòng điện trong phạm vi cho phép từ giá trị tối thiểuđến mức tối đa.
cảm biến – một bộ chuyển đổi một quá trình vật lý quan tâm và mang thông tin thành tín hiệu điện. Một ví dụ về cảm biến là cặp nhiệt điện (hợp kim của hai vật liệu khác nhau), tạo ra điện áp đầu ra tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Ví dụ: Cảm biến Hall, chuyển đổi cường độ cảm ứng từ của từ trường bên ngoài thành emf, nghĩa là thành tín hiệu tương tự; nhiệt điện trở, chuyển đổi nhiệt độ môi trường thành điện trở; máy đo sức căng chuyển đổi áp suất cơ học thành điện trở.
Tín hiệu kĩ thuật số - trình bày thông tin số dưới dạng các mức điện áp có thể phân biệt rõ ràng. Để biểu diễn thông tin nhị phân trong đó chỉ có thể có hai giá trị: 0 hoặc 1, chỉ cần sử dụng hai mức điện áp có thể phân biệt rõ ràng là đủ. Có một số cách để biểu diễn tín hiệu nhị phân: tiềm năng, xung lực và tiềm năng xung lực.
Tại tiềm năng phương pháp biểu diễn, trạng thái logic 0 và 1 được biểu diễn bằng hai ở các cấp độ khác nhau Vôn. Ví dụ: đối với các phần tử logic bóng bán dẫn-bóng bán dẫn (TTL):
Đơn vị logic được biểu thị bằng điện áp U 1 ≥ 2,4V;
Số 0 logic được biểu thị bằng điện áp U 0 ≤ 0,4V.
Tại xung Trong biểu diễn thông tin nhị phân, giá trị logic tương ứng với sự hiện diện của một xung hoặc một chuỗi xung ở đầu ra của một phần tử và số 0 tương ứng với sự vắng mặt của xung.
Xung - tín hiệu điện được đặc trưng bởi sự thay đổi nhanh chóng về điện áp hoặc mức dòng điện và thường có xu hướng thiết lập một trong hai giới hạn điện áp hoặc dòng điện có thể có.
Tại tiềm năng xung Khi trình bày thông tin, cả hai phương pháp đề xuất ở trên đều được sử dụng đồng thời.
Phần tử logic - bộ phận nhỏ nhất hoàn chỉnh về mặt chức năng và cấu trúc của máy tính thực hiện bất kỳ chức năng logic nào. Trong số các chức năng logic chính, chúng thường bao gồm sự tách rời, kết hợp và phủ định.
Phân ly là hàm (y) của các biến nhị phân (X1, X2, ..) bằng 1 khi có ít nhất một biến đầu vào bằng một. Một hàm cho hai biến được viết như sau:
y=X1vX2.
Phân lyđược triển khai bằng cách sử dụng bộ phân tách hoặc phần tử thuộc loại NIOR, trong đó N là số đầu vào cho bộ phân tách. Với hai đầu vào, chúng ta đang xử lý phần tử 2OR, ký hiệu của phần tử này được gợi ý trong hình:
Sự liên kết– hàm (y) của các biến nhị phân (X1, X2,..), bằng 1 khi tất cả các biến đầu vào đều bằng một. Một hàm cho hai biến được viết như sau:
y=X1&X2 hoặc y=X1*X2.
Sự liên kếtđược triển khai bằng cách sử dụng một bộ kết hợp hoặc một phần tử thuộc loại NI, trong đó N là số đầu vào cho bộ kết hợp. Với hai đầu vào, chúng ta đang xử lý phần tử 2I, ký hiệu của phần tử này được gợi ý trong hình:
phủ định– hàm (y) như vậy của biến nhị phân X, bằng 1 nếu biến đầu vào bằng 0 và ngược lại.
phủ địnhđược triển khai bằng cách sử dụng bộ biến tần hoặc phần tử NOT, ký hiệu của nó được gợi ý trong hình:
Ký hiệu phủ định trong ký hiệu là một vòng tròn trên đường tín hiệu.
Mạch từ là một tập hợp các thiết bị chứa các vật thể sắt từ và tạo thành một mạch kín trong đó, với sự có mặt của lực từ, một từ thông được hình thành và dọc theo đó các đường cảm ứng từ được đóng lại.
Lực từ (mf) – Đặc điểm khả năng của nguồn từ trường(dòng điện) tạo ra từ thông.
Bài 2. Mạch điện một chiều
Các định luật cơ bản của mạch điện một chiều
Các khái niệm topo cơ bản của lý thuyết mạch điện là nhánh, nút, mạch điện, mạng hai cực, mạng bốn cực, sơ đồ mạch điện, cây đồ thị mạch. Chúng ta hãy nhìn vào một số trong số họ.
Chi nhánh gọi là đoạn mạch điện có cùng dòng điện. Nó có thể bao gồm một hoặc nhiều phần tử được kết nối nối tiếp.
Nút thắt gọi là điểm nối của hai phần tử. Điểm giao nhau của ba nhánh trở lên được gọi là nút phức tạp. Một nút phức tạp được biểu thị trên sơ đồ bằng một dấu chấm. Các nút phức tạp có điện thế bằng nhau được kết hợp thành một nút tiềm năng.
Đề cương gọi là đường đi khép kín đi qua nhiều nhánh và nút của mạch điện.
Một mạch được gọi là độc lập nếu nó bao gồm ít nhất một nhánh không thuộc các mạch lân cận.
Mạng hai đầu cuốiđược gọi là một phần của mạch điện có hai cực - cực chuyên dụng. Mạng hai đầu cuối được biểu thị bằng một hình chữ nhật có chỉ số “A” hoặc “P”. Chỉ số “A” được sử dụng để chỉ định mạng hai thiết bị đầu cuối đang hoạt động, chứa các nguồn E.M.F. Chỉ số “P” được sử dụng để chỉ mạng hai đầu cuối thụ động.
Việc tính toán và phân tích mạch điện được thực hiện bằng định luật Ohm, định luật thứ nhất và thứ hai của Kirchhoff. Dựa trên các định luật này, mối quan hệ được thiết lập giữa các giá trị dòng điện, điện áp, EMF của toàn bộ mạch điện và các phần riêng lẻ của nó cũng như các thông số của các phần tử tạo nên mạch này.
Định luật Ohm cho đoạn mạch
Mối liên hệ giữa dòng điện I, điện áp UR và điện trở R đoạn ab của mạch điện (Hình 1) được thể hiện bằng định luật Ohm
Trong trường hợp này, U R = RI được gọi là điện áp hoặc điện áp rơi trên điện trở R và I được gọi là dòng điện trong điện trở R.
Khi tính toán mạch điện, đôi khi sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng không phải điện trở R mà sử dụng giá trị nghịch đảo của điện trở, tức là. tinh dân điện:
Trong trường hợp này, định luật Ohm cho một đoạn mạch sẽ được viết là:
Định luật Ohm cho mạch điện hoàn chỉnh
Định luật này xác định mối liên hệ giữa suất điện động E của nguồn điện với điện trở trong r 0 (Hình 1), dòng điện I của mạch điện và tổng điện trở tương đương R E = r 0 + R của toàn mạch:
I = E/R e = E/(r 0 +R)
Theo quy luật, một mạch điện phức tạp bao gồm một số nhánh, có thể bao gồm các nguồn điện riêng và chế độ hoạt động của nó không thể được mô tả chỉ bằng định luật Ohm. Trong trường hợp này sử dụng định luật Kirchhoff , là hệ quả của định luật bảo toàn năng lượng.
Định luật Kirchhoff đầu tiên
Tổng đại số của dòng điện hội tụ tại bất kỳ nút nào đều bằng 0.
Khi viết phương trình theo định luật Kirchhoff thứ nhất, dòng điện hướng tới một nút được lấy bằng dấu “cộng”, và dòng điện hướng từ nút được lấy bằng dấu “trừ”.
I1-I2+I3-I4+I5=0
Số phương trình có thể được hình thành dựa trên luật đầu tiên, bằng số lượng nút trong chuỗi và chỉ (U – 1) phương trình độc lập từ nhau. bạn– số lượng nút mạch.
Định luật Kirchhoff thứ hai
Tổng đại số của điện áp rơi trong các phần riêng lẻ của mạch kín, được chọn tùy ý trong mạch phân nhánh phức tạp, bằng tổng đại số của suất điện động trong mạch này.
Khi viết phương trình theo định luật Kirchhoff thứ hai, bạn phải:
1) đặt hướng dương có điều kiện của EMF, dòng điện và điện áp;
2) chọn hướng di chuyển của đường bao để viết phương trình;
3) viết phương trình và các số hạng trong phương trình được lấy bằng dấu “cộng” nếu hướng dương có điều kiện của chúng trùng với đường vòng của mạch và bằng dấu “trừ” nếu chúng ngược nhau.
E1 – E2 + E3 = I1R1 – I2R2 + I3R3 – I4R4
Số phương trình độc lập theo định luật Kirchhoff thứ hai là:
Phương pháp phân tích mạch điện một chiều tuyến tính
Các thiết bị và hệ thống điện thực tế có mạch điện phức tạp. Các chuyên gia phải đối mặt với nhiệm vụ tính toán các thông số của họ. Quá trình tính toán các thông số trong lý thuyết kỹ thuật điện thường được gọi là “phân tích mạch”. Các mạch điện có độ phức tạp bất kỳ đều tuân theo định luật Ohm và Kirchhoff. Tuy nhiên, chỉ áp dụng những luật này thường dẫn đến những quyết định phức tạp không cần thiết. Do đó, một số phương pháp phân tích đã được phát triển phù hợp với cấu trúc liên kết của mạch điện và đơn giản hóa quá trình tính toán các tham số của chúng.
Phân tích mạch điện bằng định luật Kirchhoff
Khi phân tích các mạch điện, giá trị dòng điện trong các nhánh của chúng, độ sụt điện áp trên các phần tử hoặc mức tiêu thụ điện năng được xác định bởi một giá trị E.M.F. nhất định, cũng như các giá trị điện trở, độ dẫn điện hoặc các thông số khác theo giá trị đã cho dòng điện hoặc điện áp.
Bản chất của việc phân tích mạch điện bằng định luật Kirchhoff là biên soạn một hệ phương trình tuyến tính độc lập.
Theo định luật Kirchhoff thứ nhất, các phương trình (U - 1) được biên soạn, theo định luật thứ hai B - (U-1) phương trình.
Phân tích mạch điện bằng phương pháp biến đổi tương đương
Khi mạch điện chỉ bao gồm một nguồn E.M.F., dòng điện của nó được xác định bởi tổng điện trở của các máy thu năng lượng điện thụ động. Điện trở này được gọi là tương đương - Req. Rõ ràng, nếu biết Req thì mạch có thể được biểu diễn dưới dạng hai phần tử mắc nối tiếp - một nguồn E.M.F. và Req, đồng thời xác định dòng điện nguồn phụ thuộc vào việc áp dụng định luật Ohm. Quá trình chuyển đổi từ mạch điện có cấu trúc liên kết tùy ý sang mạch có Req được gọi là phép biến đổi tương đương. Sự chuyển đổi này tạo thành cơ sở của phương pháp phân tích đang được xem xét.
Kỹ thuật chuyển đổi mạch điện được xác định bằng phương pháp kết nối các phần tử thụ động. Có nhiều phương thức kết nối khác nhau: nối tiếp, song song, hỗn hợp, tam giác và sao. Chúng ta hãy xem xét bản chất của các phép biến đổi tương đương cho từng phương thức được đặt tên.
Mạch điện nối tiếp các phần tử
Kết nối nối tiếp là kết nối của các phần tử mạch trong đó cùng một dòng điện I xuất hiện trong tất cả các phần tử có trong mạch (Hình 2).
Dựa trên định luật thứ hai của Kirchhoff, tổng điện áp U của toàn bộ mạch bằng tổng điện áp ở các phần riêng lẻ:
U = U 1 + U 2 + U 3 hoặc IR eq = IR 1 + IR 2 + IR 3,
từ đâu theo sau
R eq = R 1 + R 2 + R 3.
Như vậy, khi kết nối nối tiếp các phần tử của mạch thì tổng điện trở tương đương của mạch bằng tổng số học các điện trở của các phần riêng lẻ. Do đó, một mạch điện có số lượng điện trở nối tiếp bất kỳ có thể được thay thế bằng một mạch điện đơn giản có một điện trở tương đương R eq (Hình 3.). Sau đó, việc tính toán mạch điện được rút gọn thành việc xác định dòng điện I của toàn mạch theo định luật Ohm
và sử dụng các công thức trên, tính hiệu điện thế rơi U 1 , U 2 , U 3 trong các đoạn mạch điện tương ứng (Hình 2.).
Nhược điểm của việc kết nối tuần tự các phần tử là nếu ít nhất một phần tử bị lỗi thì hoạt động của tất cả các phần tử khác trong mạch sẽ dừng lại.
Mạch điện nối song song các phần tử
Kết nối song song là kết nối trong đó tất cả người tiêu dùng năng lượng điện trong mạch đều có cùng điện áp (Hình 4).
Trong trường hợp này, chúng được kết nối với hai nút mạch a và b, và dựa trên định luật Kirchhoff thứ nhất, chúng ta có thể viết rằng tổng dòng điện I của toàn bộ mạch bằng tổng đại số của dòng điện trên các nhánh riêng lẻ:
Tôi = Tôi 1 + Tôi 2 + Tôi 3, tức là
nó theo sau từ đâu
Từ mối quan hệ này, suy ra rằng độ dẫn tương đương của mạch bằng tổng số học của độ dẫn của các nhánh riêng lẻ:
g eq = g 1 + g 2 + g 3.
Khi số lượng người tiêu dùng kết nối song song tăng lên, độ dẫn điện của mạch g eq tăng lên và ngược lại, tổng sức đề kháng R eq giảm.
Điện áp trong mạch điện có các điện trở mắc song song (Hình 4)
U = IR eq = I 1 R 1 = I 2 R 2 = I 3 R 3.
Nó theo sau đó
những thứ kia. Dòng điện trong mạch được phân bố giữa các nhánh song song tỷ lệ nghịch với điện trở của chúng.
Theo mạch kết nối song song, người tiêu dùng của bất kỳ nguồn điện nào, được thiết kế cho cùng một điện áp, hoạt động ở chế độ danh nghĩa. Hơn nữa, việc bật hoặc tắt một hoặc nhiều người tiêu dùng không ảnh hưởng đến hoạt động của những người khác. Do đó, mạch này là mạch chính để kết nối người tiêu dùng với nguồn năng lượng điện.
Mạch điện có sự kết nối hỗn hợp của các phần tử
Kết nối hỗn hợp là kết nối trong đó mạch chứa các nhóm điện trở mắc song song và nối tiếp.
Đối với mạch hiển thị trong hình. 5, việc tính điện trở tương đương bắt đầu từ cuối mạch. Để đơn giản hóa các phép tính, chúng tôi giả sử rằng tất cả các điện trở trong mạch này đều giống nhau: R 1 =R 2 =R 3 =R 4 =R 5 =R. Điện trở R 4 và R 5 mắc song song thì điện trở đoạn mạch cd bằng:
Trong trường hợp này, mạch ban đầu (Hình 5) có thể được biểu diễn dưới dạng mẫu sau(Hình 6):
Trong sơ đồ (Hình 6), điện trở R 3 và R cd được mắc nối tiếp, khi đó điện trở của đoạn mạch ad bằng:
Sau đó, sơ đồ (Hình 6) có thể được trình bày dưới dạng viết tắt (Hình 7):
Trong sơ đồ (Hình 7), điện trở R 2 và R ad mắc song song thì điện trở đoạn mạch ab bằng
Mạch điện (Hình 7) có thể được biểu diễn dưới dạng đơn giản hóa (Hình 8), trong đó các điện trở R 1 và R ab được mắc nối tiếp.
Khi đó điện trở tương đương của mạch ban đầu (Hình 5) sẽ bằng:
|
Cơm. Cơm. số 8 |
Cơm. Cơm. 9 |
Kết quả của các phép biến đổi, mạch ban đầu (Hình 5) được trình bày dưới dạng mạch (Hình 9) với một điện trở R eq. Tính toán dòng điện và điện áp cho tất cả các phần tử của mạch có thể được thực hiện theo định luật Ohm và Kirchhoff.
Bản chất của phương pháp biến đổi tương đương:
1. Các đoạn mạch điện có các phần tử mắc nối tiếp và song song được thay thế bằng một phần tử tương đương. Thông qua các phép biến đổi tuần tự, mạch được đơn giản hóa thành dạng cơ bản.
2.Dùng định luật Ôm, tìm được dòng điện trong mạch đơn giản. Giá trị của nó xác định dòng điện của nhánh gần nguồn E.M.F. nhất. (hiện tại của chi nhánh đầu tiên). Điều này giúp dễ dàng tính toán dòng điện của các nhánh còn lại.
Giá trị tức thời;
Giá trị biên độ;
Giai đoạn đầu;
Giá trị hiệu quả;
Giá trị trung bình;
Phức hợp của giá trị hiệu dụng hoặc biên độ, v.v.
Giá trị tức thời
Giá trị tức thời của đại lượng Một được viết là:
a = Am tội lỗi (ωt +ψ),
trong đó Am là biên độ (giá trị cực đại) của đại lượng;
t – giá trị thời gian hiện tại, s;
ψ – pha ban đầu.
Chúng ta viết các giá trị tức thời của dòng điện i, điện áp u hoặc EMF dưới dạng:
i=Tôi tội lỗi(ωt+ψi),
u=Um sin(ωt+ψu),
e=Em sin (ωt+ψe).
Đối số sin (ωt +ψ) được gọi là giai đoạn. Góc ψ bằng pha tại thời điểm ban đầu t = 0 và do đó được gọi là giai đoạn đầu.
Tần số góc ω liên hệ với chu kỳ T và tần số f =1/T theo công thức:
.Giá trị hiệu dụng của dòng điện hình sin thường được gọi là giá trị bình phương trung bình gốc hoặc giá trị hiệu dụng.
Các giá trị hiệu dụng của dòng điện và điện áp được thể hiện bằng hầu hết các dụng cụ đo điện (ampe, vôn kế).
Các giá trị hiện tại cho biết dòng điện và điện áp định mức trong hộ chiếu của các thiết bị và thiết bị điện khác nhau.
Dưới giá trị trung bình dòng điện hình sin được hiểu là giá trị trung bình của nó trong nửa chu kỳ:
Tương tự:
Các phần tử của mạch điện có dòng điện hình sin
Các phần tử cơ bản của mạch điện có dòng điện hình sin:
Nguồn năng lượng điện (và nguồn dòng điện);
Các phần tử điện trở (điện trở, biến trở, phần tử làm nóng, v.v.);
Các phần tử điện dung (tụ điện);
Các phần tử cảm ứng (cuộn cảm).
Phần tử điện trở
Theo định luật Ohm, điện áp trên phần tử điện trở là: u=i⋅R=R⋅Im sinωt=Um sinωt, trong đó Um =R⋅Im và dòng điện i=Im sinωt.
Điều này nghĩa là:
1. Dòng điện và điện áp trong phần tử điện trở cùng pha (đổi pha).
2. Định luật Ohm đúng cho cả hai giá trị biên độ của dòng điện và điện áp: Um =R⋅Im, và đối với các giá trị hiệu dụng của dòng điện và điện áp: U=R⋅I.
Hãy biểu thị công suất tức thời p theo các giá trị tức thời của dòng điện i và điện áp u:
p=u i =Um Im sinωt sinωt =U I (1−cos2ω).
phần tử cảm ứng
Một ví dụ cổ điển về phần tử cảm ứng là một cuộn cảm - một sợi dây quấn quanh khung cách điện.
uL = ω⋅L⋅Im cosωt = Um sin(ωt+900),
trong đó Um = ω⋅L⋅Im = XL⋅Im.
Đại lượng XL =ω⋅L được gọi là phản ứng cảm ứng , được đo bằng ohm và phụ thuộc vào tần số ω.
Một kết luận quan trọng rút ra từ những biểu thức này:
1.Dòng điện trong phần tử cảm ứng lệch pha với điện áp(900).
2. Một phần tử cảm ứng tạo ra điện trở đối với dòng điện hình sin (xoay chiều), mô đun X L = ω ⋅ L tỷ lệ thuận với tần số.
3.Định luật Ohm thỏa mãn cả giá trị biên độ của dòng điện và điện áp: Um =XL⋅Im và đối với các giá trị hiệu dụng: U=XL⋅I.
Sức mạnh tức thời:
p = u⋅i = Um cosωt⋅Im sinωt = U⋅I sin2ωt.
Công suất tức thời trên phần tử cảm ứng chỉ có thành phần thay đổi U⋅I sin2ωt, thay đổi với tần số gấp đôi (2ω).
Nguồn điện định kỳ đổi dấu: lúc dương, lúc âm. Điều này có nghĩa là trong một số chu kỳ quý, khi p>0, năng lượng được tích trữ trong phần tử cảm ứng (dưới dạng năng lượng từ trường) và trong các chu kỳ quý khác, khi p
TRONG phần này cung cấp cho sự chú ý của bạn Sách về điện tử và kỹ thuật điện. Điện tử là ngành khoa học nghiên cứu sự tương tác của các electron với trường điện từ và phát triển các phương pháp tạo ra các thiết bị, thiết bị hoặc bộ phận điện tử được sử dụng chủ yếu để truyền, xử lý và lưu trữ thông tin.
Điện tử là một ngành khoa học và công nghệ đang phát triển nhanh chóng. Cô nghiên cứu vật lý và ứng dụng thực tế của nhiều thiết bị điện tử khác nhau. Điện tử vật lý bao gồm: các quá trình điện tử và ion trong chất khí và chất dẫn điện. Tại mặt tiếp xúc giữa chân không và khí, chất rắn và chất lỏng. Điện tử kỹ thuật bao gồm việc nghiên cứu thiết kế các thiết bị điện tử và ứng dụng của chúng. Lĩnh vực dành riêng cho việc sử dụng các thiết bị điện tử trong công nghiệp được gọi là Điện tử Công nghiệp.
Trên trang web, bạn có thể tải xuống miễn phí một số lượng lớn sách về điện tử. Trong cuốn sách “Kỹ thuật mạch” phương tiện điện tử» cơ sở nguyên tố của các thiết bị điện tử được xem xét. Các nguyên tắc cơ bản của việc xây dựng các thiết bị tương tự, xung và kỹ thuật số được đưa ra. Đặc biệt chú ý đến các thiết bị lưu trữ và chuyển đổi thông tin. Các hệ thống và thiết bị vi xử lý sẽ được thảo luận trong một phần riêng biệt. Dành cho sinh viên các cơ sở giáo dục đại học. Đồng thời tải xuống sách của các tác giả: Levinshtein M.E., Simin G.S., Maksina E.L., Kuzmina O., Shchedrin A.I., Leontyev B.K., Shelestov I.P., Piz R., Rodin A., Bessonov V.V., Stolovykh A.M., Drigalkin V.V., Mandl M., Lebedev A.I., Braga N., Hamakawa Y., Revich Yu.V., Abraitis B.B. ., Altshuller G.B., Elfimov N.N., Shakulin V.G., Baida N.P., Byers T., Balyan R.H., Obrusnik V.P., Bamdas A.M., Savinovsky Yu A.A., Bas A.A., Bezborodov Yu.M., Bocharov L.N., Bukhman D.R., Krotchenkov A.G., Oblasov P.S., Bystrov Yu.A., Vasilevsky D.P., Vasiliev V.A., Vdovin S.S., Veresov G.P., Yakubovsky S.V., Shakhgildyan V.V., Chistykov N., Horowitz P., Hill W., Phelps R., Sidorov I N., Skornykov S.V., Grishin G.G., Moshkov A.A., Olshansky O.V., Ovechkin Yu.A., Vikulin I.M., Voishvillo G.V., Volodin A.A. ., Galperin M.P., Kuznetsov V .Ya., Maslenikov Yu.A., Gausi M., Lacker K., Elyashkevich S., Gendin G.S., Golovkov A.V..
Hãy chú ý đến cuốn sách “Công cụ thiết kế và thiết kế mạch cho thiết bị kỹ thuật số”. Cuốn sách cung cấp một mô tả về mạch điện của các thiết bị kỹ thuật số. Trọng tâm chính là học cách phát triển hệ thống phần mềm và phần cứng có chứa bộ xử lý: viết các mô hình VHDL và Verilog HDL hành vi và cấu trúc, kiểm tra chúng và kiểm tra chức năng thực thi chương trình. Mô tả các công cụ phát triển hiện đại. Các ví dụ cung cấp mô tả về cách sử dụng bộ công cụ này.
Trang web giới thiệu sách của các tác giả nổi tiếng nhất: Lyubitsky V.B., Goldenberg L.M., Matyushkin B.D., Polyak M.N., Gorbaty V.I., Gorodilin V.M., Fedoseeva E.O., Trokhimenko Y., Lyubich F., Rumyantsev M.M., Rozanov Yu.K., Grishin Yu .P., Kazarinov Yu.M., Katikov V.M., Ramm G.S., Panfilov N.D., Oksner E.S., Novachenko I.V., Yurovsky A.V., Nefedov A.V., Gordeeva V.I., Moshits G., Horn P., Migulin I., Chapovsky M., Markatun M.G., Dmitriev V.A., Ilyin V.A., Lyarsky V.F., Muradyan O.B., Joseph K., Andreev V., Baranov V.V., Bekin N.V., Godonov A.Yu. ., Golovin O., Aleksenko A.G., Colombet E.A., Starodub G.I., Iceberg E., Shumilin MS, Golovin O.V., Sevalnev V.P., Shevtsov E.A. ., Tsykin G.S., Kharchenko V.M., Hablovski I., Skulimowski V., Williams A., Tetelbaum I.M., Schneider Y.R., Soklof S., Gutnikov V.S., Danilov L .V., Mathanov P.N., Filippov E.S., Deryabin V.I., Rybkov A.M., Rothammel K., Dykov V.I., Palshkov V.V., Zhutyaev S., Zeldin I .V., Rusinov V.V., Lomonosov V.Yu., Polivanov K.M., Katsnelson B ., Larionov A., Igumnov D.V., Korolev G., Gromov I., Iofe V.K., Lizunkov M.V., Kollender B.G., Kuzinets L.M., Sokolov V.S., Kitaev V.E., Bokunyaev A.A., Kolkanov M.F., Kalantarov P.L., Tseytlin L. .A. , Kononovich L., Kalabekov B.A., Kononovich L.M., Kovalgin Yu.A., Syritso A., Polykov V., Korolev G.V., Kostikov V.G., Nikitin I.E. ., Krasnopolsky A.E., Sokolov V., Troitsky A., Krize S., Kubarkin L.V., Kuzin V., Kuzina O., Kupriyanovich L., Leontyev V.F., Lukoshkin A., Kirensky I ., Monakhov Y., Petrov O., Dostal I., Sudkov Y., Gromov N., Vykhodets A.V., Gitlits M.V., Nikonov A.V., Odnolko V.V., Gavrilenko I., Maltseva L., Martsinkevichus A., Mirsky G.Ya., Volgov V.A., Vambersky M.V., Kazantsev V.I., Shelukhin S.A., Bunimovich S., Yaylenko L., Mukhitdinov M., Musaev E., Myachin Yu.A., Odnoralov N., Pavlenko Yu.F., Shpanion P.A., Parol N.V., Bershtein A.S., Paskalev Zh., Polikarpov A., Sergienko E.F. ., Bobrov N.V., Benkovsky Z., Lipinsky E ., Bastanov V.G., Polykov V.T., Abramovich M.I., Pavlov B., Shcherbakova Yu.V., Adamenko M., Tyunin N. .A., Kulikov G.V.
UGATU 2008
Shangin E.S.
Ш21 Nguyên tắc cơ bản của điện tử: Sách giáo khoa. trợ cấp. – Ufa, nhà xuất bản UGATU, 2007, – 168 tr.
Các thiết bị bán dẫn chính và các thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất trong cả thiết bị điện tử analog và kỹ thuật số đều được xem xét. Trước phần mô tả các đặc tính và thông số của thiết bị là thông tin cần thiết về các hiện tượng vật lý được sử dụng trong hoạt động của thiết bị.
Sách giáo khoa dành cho sinh viên năm thứ hai chuyên ngành 552800-Tin học và Khoa học máy tính (chuẩn bị lấy bằng cử nhân kỹ thuật và công nghệ).
|
1. Giới thiệu ………………………………………………………………... | |
|
2. Yếu tố mạch điện.………………………………………….. | |
|
3. Transistor lưỡng cực……………………………………………………. | |
|
4. Transistor hiệu ứng trường……………………….. | |
|
5. Thyristor……………………….. | |
|
6. Thiết bị quang điện tử……………………….. | |
|
7. Bộ khuếch đại hoạt động……………………….. | |
|
8. Mạch tích hợp ……………………………………………. | |
|
9. Thiết bị điện tử tương tự………………………. | |
|
10. Mạch tuyến tính dựa trên bộ khuếch đại hoạt động………… | |
|
11. Bộ khuếch đại DC………………………. | |
|
12. Bộ lọc điện tử……………………….. | |
|
13. Máy tạo dao động điều hòa……………………….. | |
|
14. Nguồn điện thứ cấp……………………….. | |
|
15. Điện tử số và xung……………………….. | |
|
16. Thiết bị kỹ thuật số kết hợp………………………. | |
|
17. Thiết bị lưu trữ số………………………. | |
|
18. Thiết bị tạo hình và chuyển đổi analog sang digital chuyển đổi tín hiệu……………………….. | |
|
Văn học………………………………………………………………………………… |
1. Giới thiệu
Điện tử là một phương tiện phổ biến và hiệu quả để giải quyết nhiều vấn đề khác nhau trong lĩnh vực thu thập và xử lý thông tin, điều khiển tự động và chuyển hóa năng lượng. Kiến thức trong lĩnh vực điện tử ngày càng trở nên cần thiết đối với ngày càng nhiều chuyên gia.
Phạm vi của điện tử không ngừng mở rộng. Hầu hết mọi hệ thống kỹ thuật khá phức tạp đều được trang bị các thiết bị điện tử. Thật khó để gọi tên một quy trình công nghệ có thể được điều khiển mà không cần sử dụng thiết bị điện tử. Chức năng của các thiết bị điện tử ngày càng đa dạng.
Chúng ta hãy chuyển sang một hệ thống điều khiển lý tưởng hóa cho một đối tượng nhất định (Hình 1.1).
Hình.1.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển
Các tín hiệu điện chứa thông tin về đại lượng được điều khiển được tạo ra bởi các cảm biến tương ứng. Các tín hiệu này được lọc, khuếch đại và chuyển đổi thành dạng kỹ thuật số bằng bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC). Sau đó chúng được xử lý bởi bộ vi xử lý, có thể giao tiếp với máy tính. Các tín hiệu điều khiển do bộ vi xử lý tạo ra được chuyển đổi thành dạng tương tự bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC), được khuếch đại và cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử điều khiển bộ truyền động tác động trực tiếp đến đối tượng.
Hệ thống được xem xét chứa các thiết bị điện tử hoạt động với tín hiệu tương tự (bộ lọc, bộ khuếch đại, thiết bị điện tử công suất), tín hiệu số (bộ vi xử lý, máy tính), cũng như các thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ dạng tương tự sang dạng kỹ thuật số và ngược lại. Đặc tính của các thiết bị điện tử được xác định chủ yếu bởi đặc tính của các bộ phận cấu thành chúng.
Vai trò của điện tử hiện đang tăng lên đáng kể do sử dụng công nghệ vi xử lý để xử lý tín hiệu thông tin và các thiết bị bán dẫn điện để chuyển đổi năng lượng điện.
Vào những năm 40 của thế kỷ XX, khối lượng thiết bị điện tử trên máy bay hạng nặng lên tới gần 1000 kg (không bao gồm các thiết bị điện cần thiết để cung cấp năng lượng cho thiết bị). Ví dụ, chỉ riêng thiết bị điện tử của hệ thống vũ khí trên máy bay của công ty Boeing của Mỹ đã trở nên phức tạp hơn 50 lần trong thập kỷ từ 1949 đến 1959. Trên máy bay sản xuất năm 1959, mạch điện tử của hệ thống này đã chứa 100.000 phần tử.
Chỉ số chính cho thấy sự hoàn hảo của thiết bị điện tử là mật độ đóng gói, tức là số phần tử mạch trong 1 cm 3 của một thiết bị đang vận hành. Ví dụ, nếu thành phần chính của một thiết bị điện tử là đèn thì có thể đạt được mật độ 0,3 el/cm3. Nếu tính đến điều này, sẽ cần một thể tích vài nghìn mét khối để chứa một chiếc máy tính hiện đại. Ngoài ra, cần có một nhà máy điện mạnh để cung cấp năng lượng cho một cỗ máy như vậy.
Việc tạo ra các phần tử bán dẫn (điốt và bóng bán dẫn) vào cuối những năm 40 của thế kỷ XX đã dẫn đến sự xuất hiện của một nguyên tắc mới để thiết kế thiết bị điện tử - mô-đun. Cơ sở cho việc này là một mô-đun tế bào cơ bản, kích thước tiêu chuẩn, phương pháp lắp ráp và lắp đặt. Đồng thời, mật độ đóng gói tăng lên 2,5 el/cm3.
Việc cải tiến hơn nữa các thiết bị bán dẫn, điện trở, tụ điện và các thành phần khác, việc giảm kích thước của chúng đã dẫn đến việc tạo ra các mô-đun vi mô. Mật độ đóng gói vượt quá 10 el/cm3. Các mô-đun vi mô đã kết thúc kỷ nguyên kéo dài hàng thập kỷ của thiết bị điện tử bán dẫn và dẫn đến sự xuất hiện của thiết bị điện tử tích hợp hay vi điện tử.
Về mặt mạch điện, thiết bị điện tử tích hợp thường không khác biệt so với bóng bán dẫn, vì trong mạch tích hợp, tất cả các phần tử trong sơ đồ mạch của thiết bị đều có thể được xác định, nhưng kích thước của các phần tử này rất nhỏ (khoảng 0,5–1 micron). Công nghệ sản xuất mạch tích hợp đã giúp tăng đáng kể mật độ đóng gói, lên tới hàng nghìn phần tử trên 1 cm 3 .
Từ quan điểm thực tế, điện tử liên quan đến việc tạo ra các dụng cụ và thiết bị điện tử trong đó sự tương tác của các electron với trường điện từ được sử dụng để truyền, xử lý và lưu trữ thông tin. Các loại biến đổi điển hình nhất như vậy là tạo, khuếch đại, truyền và thu các dao động điện từ với tần số lên tới 10 12 Hz, cũng như bức xạ hồng ngoại, nhìn thấy, tử ngoại và tia X (10 12 –10 20 Hz). Việc chuyển đổi sang tần số cao như vậy có thể thực hiện được nhờ quán tính đặc biệt thấp của electron - hạt tích điện nhỏ nhất hiện nay được biết đến.
Trong điện tử, sự tương tác của các electron được nghiên cứu cả với các trường vĩ mô trong không gian làm việc của thiết bị điện tử và với các trường vi mô bên trong nguyên tử, phân tử hoặc mạng tinh thể.
Điện tử dựa trên nhiều ngành vật lý - điện động lực học, cơ học cổ điển và lượng tử, vật lý chất rắn, quang học, nhiệt động lực học, cũng như hóa học, luyện kim, tinh thể học và các ngành khoa học khác. Một mặt, việc sử dụng các kết quả của những lĩnh vực này và một số lĩnh vực kiến thức khác, điện tử đặt ra những thách thức mới cho các ngành khoa học khác, từ đó kích thích họ phát triển. phát triển hơn nữa mặt khác, nó tạo ra các dụng cụ và thiết bị điện tử mới và từ đó trang bị cho khoa học những phương tiện và phương pháp nghiên cứu mới về chất lượng.
Các vấn đề thực tế của điện tử:
phát triển các dụng cụ và thiết bị điện tử thực hiện các chức năng khác nhau trong các hệ thống chuyển đổi và truyền thông tin trong hệ thống điều khiển, công nghệ máy tính cũng như trong các thiết bị năng lượng;
phát triển cơ sở khoa học của công nghệ sản xuất thiết bị điện tử và công nghệ sử dụng các quy trình, thiết bị điện tử và ion cho các lĩnh vực khoa học và công nghệ khác nhau.
Điện tử đóng vai trò chủ đạo trong cuộc cách mạng khoa học và công nghệ. Việc đưa các thiết bị điện tử vào các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người góp phần đáng kể (thường mang tính quyết định) vào sự phát triển thành công của các vấn đề khoa học và kỹ thuật phức tạp, tăng năng suất lao động thể chất và tinh thần, đồng thời cải thiện các chỉ số kinh tế và môi trường trong sản xuất. Dựa trên những thành tựu của điện tử, một ngành công nghiệp đang phát triển sản xuất thiết bị điện tử cho nhiều loại thông tin liên lạc, tự động hóa, truyền hình, radar, công nghệ máy tính, hệ thống điều khiển quá trình, chế tạo thiết bị cũng như thiết bị chiếu sáng, công nghệ hồng ngoại, công nghệ tia X. , vân vân.
CƠ QUAN GIÁO DỤC LIÊN BANG RF
FGOU SPO PROKOPYEVSKY
KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP VÀ KINH TẾ
GHI CHÚ BÀI GIẢNG
THEO KỶ LUẬT
"THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ"
CHUYÊN SẢN
“Tự Động Hóa QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ SẢN XUẤT”
Biên soạn bởi: Vasiliev D.Yu.
PROKOPIEVSK 2011
Bài giảng 2. Vật liệu bán dẫn. Các quá trình vật lý Kích hoạt p-n chuyển tiếp. Các thông số cơ bản của diode. 9
Bài 3 Các phương thức hoạt động của tiếp giáp p-n. Các thông số cơ bản của diode. 12
Bài giảng 4 Các loại điốt: Điốt zener, điốt ổn định, điốt Schottky, điốt biến thiên, điốt đường hầm, điốt ngược. 15
Bài giảng 5 Hệ thống phân loại và ký hiệu 17
Bài 6 Transistor lưỡng cực. Ký hiệu. 20
Bài 7 Các phương án bật Transistor lưỡng cực. Các đặc điểm chính. 22
Bài 8 Transistor hiệu ứng trường. Thiết bị, chủng loại, ký hiệu. 24
Bài giảng 9 Transistor hiệu ứng trường Với quản lý p-n chuyển tiếp, chế độ hoạt động, đặc tính dòng điện-điện áp. 29
Bài giảng 10 Các loại Transistor MOS. Chuyển đổi sơ đồ. Ứng dụng. 32
Bài giảng 11 Thyristor. Các loại. Thiết bị. 40
Bài giảng 12 Đặc tính của thyristor 45
Bài giảng 13 Thiết bị quang điện tử. Đặc điểm chung. Điốt phát xạ. 47
Bài 14 Quang điện trở, photodiode. 49
Bài 15 Thiết bị hiển thị thông tin: PPI, VLI, GRI 50
Bài 16 Chỉ thị tinh thể lỏng. Nguyên lý hoạt động. 51
Bài kiểm tra bài giảng 17. các loại LCD. 52
học kỳ thứ 4. 54
Bài giảng 18 Thiết kế bộ chỉnh lưu 54
Bài giảng 19 Các mối quan hệ thiết kế cơ bản. Cách giảm hệ số gợn sóng 55
Bài giảng 20 Biến tần 56
Bài 21 Bộ lọc làm mịn điện dung cho bộ chỉnh lưu 57
Bài 22 Bộ lọc làm mịn cảm ứng cho bộ chỉnh lưu 58
Bài 23 Tham số ổn áp và ổn định dòng điện. Bù và ổn áp xung, ổn định dòng điện 59
Bài giảng 24 Các loại tín hiệu và đặc điểm của chúng 60
Bài giảng 25 Thiết bị khuếch đại. Phân loại bộ khuếch đại 61
Bài giảng 26 Đặc tính cơ bản của bộ khuếch đại (Biên độ, đáp ứng tần số, đáp ứng pha, chuyển tiếp) 62
Bài giảng 27 Phản hồi trong khuếch đại. Phân loại phản hồi. 63
Bài 28 Mạch khuếch đại dựa trên Transistor lưỡng cực. Bộ khuếch đại công suất 64
Bài giảng 29 Bộ khuếch đại thuật toán. 65
Bài giảng 30 Bộ lọc. 66
Bài giảng 31 Máy phát điện. Các loại máy phát điện. 67
Bài giảng 32 Máy phát xung. Máy rung đa năng. Máy rung đơn. Chặn máy phát điện. 68
Bài kiểm tra bài giảng 33. Mạch tích hợp. 69
Bài giảng 34 Thực hiện các hàm logic cơ bản 70
Bài giảng 35 Phân loại và các thông số chính của IC số 71
Bài kiểm tra. 72
Bài giảng 1 Bài mở đầu. Các đại lượng vật lý.
Mục đích giáo dục:
- Học sinh tiếp thu kiến thức về chủ đề bài học.
Mục tiêu phát triển:
Phát triển tư duy phân tích, tổng hợp, trừu tượng, kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
Phát triển kỹ năng học tập, tính chủ động, tự tin.
Phát triển kỹ năng hành động độc lập.
Mục đích là giáo dục
Hãy cố gắng trau dồi ý thức ngăn nắp.
Góp phần khơi dậy niềm tự hào về nghề mình đã chọn.
Khả năng quản lý cảm xúc và đối xử với nhau một cách cẩn thận.
Loại bài học: Bài học về học tài liệu mới và củng cố ban đầu
Thời gian tổ chức:
Kiểm tra tình trạng khán giả, ngoại hình của học sinh,
sẵn có huy hiệu, đồ dùng học tập: bút, vở.
Sự có mặt của học sinh trong lớp.
Khảo sát hoặc thử nghiệm.
Phát hành tài liệu mới:
đặc trưng kỷ luật học thuật và mối liên hệ của nó với các môn học khác của chương trình giảng dạy, vai trò của nó trong sự phát triển khoa học, kỹ thuật và công nghệ.
Mục tiêu của khóa học đang được nghiên cứu và vị trí của nó trong hệ thống đào tạo tổng thể các chuyên gia cấp trung;
vai trò của kỷ luật đối với sự phát triển của khoa học, công nghệ và công nghệ
Tổng quan ngắn gọn và các hướng phát triển và ứng dụng chính của điện tử công nghiệp.
Độ tin cậy của các thiết bị điện tử.
Con đường và ý nghĩa của việc thu nhỏ vi mô các thiết bị và thiết bị điện tử.
Khái niệm tương thích điện từ của thiết bị điện tử
Hợp nhất.
Bài tập về nhà.
Tóm tắt bài học (Suy ngẫm). Kiểm tra tiến độ công việc. Chấm điểm.
Điện tử là gì? - Đây là hoạt động truyền, nhận, xử lý và lưu trữ thông tin bằng cách sử dụng điện tích. Đây là khoa học, công nghệ, công nghiệp.
Về thông tin, bất cứ khi nào có con người, tất cả đều có ở đó. Suy nghĩ của con người Nói, gói vật kỷ niệm, tín hiệu cháy, điện báo semaphore, v.v. - Là hoạt động tiếp nhận, truyền tải, xử lý và lưu trữ thông tin. Và điều này không dưới 5000 năm. Nhưng chỉ gần đây, vào cuối thế kỷ 18, điện thoại và điện báo mới được phát minh - những thiết bị truyền và nhận thông tin bằng tín hiệu điện. Đây là sự khởi đầu của điện tử, như tên gọi hiện nay của nó.
Sau đó điện tử phát triển khá nhanh. Năm 1895, Popov đã phát minh và chế tạo mô hình hoạt động của đài phát thanh - một thiết bị điện tử dành cho Truyền không dây thông tin - máy dò sét. Hertz tiến hành các thí nghiệm về sự lan truyền của sóng vô tuyến, Marconi đã phát triển và ứng dụng các thí nghiệm này để chế tạo một đài phát thanh có lựa chọn đài phát sóng theo bước sóng của bức xạ.
Nhưng lúc đầu không có phần tử khuếch đại nào tốt cho thiết bị điện. Do đó, sự phát triển thực sự của thiết bị điện tử bắt đầu vào năm 1904, khi ống vô tuyến - diode và vào năm 1907 - triode được phát minh. Chúng trông giống như thể hiện trong hình. Bên trái là một ống vô tuyến - một diode, bao gồm một hình trụ kín, bên trong hình trụ có chân không và một số cấu trúc kim loại có điện cực được đưa ra ngoài. Một trong số đó là dây tóc, một dòng điện chạy qua nó làm nóng nó đến nhiệt độ 700-2300 o C. Dây tóc này làm nóng cực âm, đặt một điện áp âm vào đó và cực âm phát ra các electron. Một điện áp dương được đặt vào cực dương, hiệu điện thế khá cao (100-300 V), do đó các electron phát ra từ cực âm sẽ bay về cực dương và do đó dòng điện sẽ chạy trong đèn. Khi dấu hiệu điện áp thay đổi, các electron sẽ không bay ra khỏi cực dương lạnh và sẽ không có dòng điện. Vì vậy, diode có thể đóng vai trò là bộ chỉnh lưu điện xoay chiều.
Trên hình bên phải. một ống radio được hiển thị - một triode. Nó có mọi thứ giống như một diode, nhưng có thêm một điện cực - lưới điều khiển. Thông thường, một điện thế âm được đặt vào lưới điện và nó đẩy các electron phát ra từ cực âm. Do đó, điện thế lưới càng âm thì càng có ít electron di chuyển từ cực âm sang cực dương. Do đó, điện thế lưới dùng để điều khiển dòng điện trong ống vô tuyến. Thông thường, lưới điện trong đèn nằm gần cực âm hơn nhiều so với cực dương, do đó điện thế lưới thấp có thể kiểm soát dòng điện lớn của đèn. Nếu điện áp được đặt vào cực dương thông qua điện trở lớn thì điện thế trên cực dương sẽ thay đổi nhiều hơn trên lưới điện. Đây là một bộ khuếch đại điện áp điện tử tốt.
Ống vô tuyến đã trải qua một chặng đường phát triển rất dài. Các tetro và pentode tiên tiến hơn đã xuất hiện - đèn có bốn và năm điện cực có hệ số khuếch đại cao. Họ bắt đầu chế tạo những ống vô tuyến phức tạp hơn: có hơn năm điện cực. Trong số này, được sử dụng rộng rãi nhất là các ống vô tuyến kép: điốt kép, triode, diode-triode, v.v. Đèn chứa đầy khí xuất hiện - gastrons. Chúng chứa khí, mặc dù nó chịu áp lực nhẹ. Thông thường nó bị ion hóa, các ion xuất hiện - các nguyên tử không có electron, tức là. có điện tích dương.
Dòng điện trong các đèn như vậy phức tạp hơn: nó có thể là dòng điện tử hoặc dòng ion. Kích thước của các ống vô tuyến rất khác nhau: từ đèn ngón tay thu nhỏ đến đèn khổng lồ cao bằng đầu người.
Việc phát minh ra triode đã mở ra cơ hội lớn cho sự phát triển của điện tử. Đến Thế chiến thứ hai, số lượng ống vô tuyến được sản xuất trên toàn thế giới đã tăng lên hàng triệu chiếc mỗi năm. Nhiều thiết bị để nhận và truyền thông tin đã được phát minh và tạo ra. Điện thoại và điện báo, máy thu và phát sóng vô tuyến. Thay vì máy hát, máy ghi âm và máy ghi âm xuất hiện. Tivi bắt đầu được phát triển.
Nhưng đây chỉ là một phần nhiệm vụ của thiết bị điện tử - nhận, truyền và lưu trữ thông tin. Xử lý thông tin ở đâu, phần quan trọng, phức tạp và thú vị nhất của nó? Rõ ràng, chỉ có một thiết bị máy tính mới có thể làm được điều đó.
Vào đầu Thế chiến thứ hai, máy cộng điện tử đã xuất hiện - bộ xử lý thông tin kỹ thuật số. Nhưng sự phát triển thực sự của lĩnh vực điện tử này bắt đầu từ sự xuất hiện của các thiết bị điện tử máy tính(MÁY TÍNH). Nó bắt đầu vào năm 1948 - chiếc máy tính đầu tiên sử dụng ống vô tuyến được sản xuất tại Mỹ - ENIAC. Dưới đây là một số thông số của nó:
Như có thể thấy từ bảng này, đây là một công trình kiến trúc hoành tráng. Và nó có tất cả các tính năng đặc trưng của một máy tính hiện đại: bộ nhớ chứa dữ liệu và chương trình xử lý dữ liệu, thiết bị logic số học, giao tiếp với thiết bị bên ngoài. Nhưng tất nhiên cô cũng có nhiều khuyết điểm. So với công nghệ tiên tiến hiện nay, chiếc máy tính này ít phức tạp hơn một chiếc máy tính đơn giản, đặc biệt nếu nó có thể được lập trình. Nhưng xét về trọng lượng (30 tấn so với 50 g), về không gian chiếm dụng và về khả năng tiêu tán điện năng, máy tính hiện đại vượt trội hơn đáng kể. Điều đặc biệt quan trọng là tốc độ của chúng không dưới 1 MHz, tức là. gấp trăm lần so với chiếc máy tính đầu tiên.
Nhưng điều quan trọng hơn nhiều là tuổi thọ của chiếc máy tính đầu tiên. Nó chủ yếu được xác định bởi tuổi thọ của ống radio. Và nó được xác định bởi tỷ lệ thất bại
= 10 -5 giờ -1
Những thứ kia. Trong số 100.000 ống radio, sẽ có một ống bị hỏng trong vòng 1 giờ. Hay nói cách khác tuổi thọ của một ống radio bằng
T = 1/ = 10 5 h
Nhưng khi thay vì 5-20 ống vô tuyến, 18.000 ống vô tuyến phải hoạt động đồng thời thì tình hình thay đổi đáng kể. Tất cả các ống vô tuyến đều tồn tại được 12 năm nhưng có thể bị hỏng ngẫu nhiên bất cứ lúc nào. Và sự hỏng hóc của dù chỉ một ống vô tuyến cũng dẫn đến hỏng toàn bộ thiết bị. Trong trường hợp này, đối với toàn bộ thiết bị, bạn có thể viết:
tổng = N * = 18.000 * 10 -5 = 0,18 h -1
Và tuổi thọ của toàn bộ thiết bị là
Tổng cộng = 5 giờ
Những thứ kia. Thời gian sử dụng của ENIAC chỉ là 5 giờ! Trung bình cứ 5 giờ lại có một số ống radio bị hỏng. Việc tìm ra một chiếc không hoạt động trong số 18.000 ống radio không phải là điều dễ dàng. Và sau khi tìm thấy cần phải thay thế nó và kiểm tra khả năng hoạt động của máy tính. Tất cả điều này mất khoảng 5 giờ nữa.
Nhưng chúng ta cần tạo ra những chiếc máy tính phức tạp hơn. Nếu chúng ta phức tạp hóa nó để chứa nhiều ống vô tuyến hơn 10 lần thì tuổi thọ sử dụng sẽ giảm đi 10 lần, tức là. sẽ bằng 0,5 giờ và việc sửa chữa sẽ còn mất nhiều thời gian hơn. Đây là một thảm họa về số lượng.
Tất cả sự phát triển tiếp theo của điện tử đều gắn liền với cuộc chiến chống lại thảm họa về số lượng. Để làm được điều này, cần phải giảm tỷ lệ hỏng hóc của ống vô tuyến. Nhưng ống vô tuyến là một thiết bị phức tạp. Thứ nhất, bên trong nó có một chân không sâu, nếu mất đi, dòng điện anode của ống vô tuyến sẽ giảm do sự va chạm của các electron với các nguyên tử không khí và với các ion sinh ra từ những va chạm này. Lưới đèn là một dây xoắn ốc được quấn quanh cực âm. Nó yếu và không thể chịu được quá tải hoặc rung động. Dây tóc được nung nóng đến nhiệt độ cao nên không chỉ phát ra electron mà còn phát ra khá nhiều nguyên tử, tức là. Sợi chỉ bay hơi mọi lúc. Không thể loại bỏ tất cả những thiếu sót này và tăng tuổi thọ sử dụng.
Và rồi vào năm 1948 bóng bán dẫn được phát minh. Nó trông giống như thể hiện trong hình.
Nó tốt hơn nhiều so với ống radio: nhỏ hơn, nhẹ hơn, không có dây tóc. Kích thước của nó không quá một milimet. Đây là một mảnh bán dẫn đơn lẻ, một tinh thể rất bền, có độ bền không thua kém thép hay gang. Do đó, bóng bán dẫn có tỷ lệ hỏng hóc thấp hơn, khoảng = 10 -7 h -1.
Transitor rất nhanh chóng chinh phục thị trường. Vào năm 1949, máy tính bán dẫn đầu tiên, tương tự ENIAC, đã được sản xuất tại Hoa Kỳ - tức là. một năm sau khi phát minh ra bóng bán dẫn. Để minh họa điều này, đây là một trích dẫn từ tạp chí:
“Khoa học và Đời sống”, 1986, số 2, tr. 90:
"... nếu tính từ những chiếc máy đầu tiên thì ngày nay dung lượng bộ nhớ trong của máy tính đã tăng hàng trăm lần, tốc độ tăng hàng trăm nghìn lần, mức tiêu thụ năng lượng giảm hàng nghìn lần và giá thành cũng giảm Các chuyên gia ước tính rằng nếu ngành công nghiệp ô tô tiến bộ với tốc độ như vậy thì một chiếc ô tô hạng Volga sẽ di chuyển gần như với tốc độ ánh sáng, sẽ tiêu thụ vài gam xăng trên một trăm km và sẽ tốn vài rúp.”
Nhưng đó là 15 năm trước!
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn bóng bán dẫn được phát minh như thế nào? Hóa ra nó được phát minh bằng cách nghiên cứu ảnh hưởng của hai điểm nối pn ( điốt bán dẫn) chồng lên nhau, nằm cách nhau một khoảng rất ngắn. (Điều này được thể hiện trong hình.)
Hai cây kim kim loại rất sắc được đặt trên bề mặt germanium (chất bán dẫn) ở khoảng cách ngắn
với nhau rồi bị đốt cháy (một dòng điện mạnh chạy qua
Một khoảng thời gian ngắn). Trong trường hợp này, chất bán dẫn được làm nóng, kim loại hòa tan một phần trong chất bán dẫn và cũng khuếch tán vào nó. Kim loại được chọn sao cho các nguyên tử của nó tạo ra chất bán dẫn điện tử ( P-kiểu). Như vậy, đã thu được hai chuyển tiếp pn. Và vì chúng ở rất gần nên chúng tương tác và thu được một bóng bán dẫn.
Các bóng bán dẫn đầu tiên được chế tạo theo cách này và công nghệ này được gọi là công nghệ điểm. Những thiếu sót của nó là rõ ràng. Thực tế là, theo lý thuyết về bóng bán dẫn, khoảng cách giữa các điểm nối p-n phải nhỏ hơn nhiều so với chiều dài khuếch tán (đây là gì, chúng ta sẽ nói trong các bài giảng sau), và nó rất nhỏ, từ một vài đến hàng chục micromet (thường họ nói là micron). Không thể đặt hai chiếc kim gần nhau như vậy - một micron nhỏ hơn nhiều so với độ dày của một sợi tóc người (khoảng 50 micron).
Có thể giả định rằng khoảng cách giữa các kim tương đương với độ dày của một sợi tóc người và xấp xỉ bằng 0,1 mm, hay 100 micron. Tiếp theo, bạn cần cho tia lửa điện chạy qua các kim để xảy ra hiện tượng nóng chảy, hòa tan và khuếch tán của kim loại. Quá trình này rất khó tái tạo. Do đó, nhiều bóng bán dẫn được sản xuất bằng công nghệ này bị lỗi: sau đó chuyển tiếp r-n sáp nhập lại, khoảng cách giữa họ quá lớn. Và độ lợi của bóng bán dẫn nói chung là một biến ngẫu nhiên.
Cần phải cải tiến công nghệ sản xuất bóng bán dẫn. Bước đầu tiên theo hướng này là
thu được khi công nghệ điểm được thay thế bằng công nghệ hợp kim (xem hình). Dưới đây là thiết kế cơ bản được sử dụng trong phương pháp này: hai tấm than chì có các lỗ nhôm nhỏ bao quanh hai bên của tấm germanium dẫn điện tử (loại n). Thiết kế này được đặt trong lò nhiệt độ cao (600-800 o C). Nhôm nóng chảy và khuếch tán thành gecmani. Khi quá trình khuếch tán đạt đến độ sâu đủ lớn thì quá trình này dừng lại. Nhôm là chất nhận, tức là nơi xảy ra quá trình khuếch tán, germani trở thành chất bán dẫn có lỗ dẫn điện (loại p). Nó trông như thế này:
Bây giờ bạn chỉ cần cắt tấm kết quả thành các mảnh chứa ba loại dẫn điện (bóng bán dẫn) khác nhau, đặt nó vào hộp và hàn tinh thể vào chân - bóng bán dẫn đã sẵn sàng.
Bóng bán dẫn hợp kim tốt hơn nhiều so với bóng bán dẫn điểm: nhiều hơn quá trình kiểm soát khuếch tán, chỉ cần duy trì nhiệt độ không đổi trong lò và điều chỉnh thời gian khuếch tán. Công nghệ điểm đã được thay thế bằng công nghệ hợp kim.
Tuy nhiên, công nghệ hợp kim có những nhược điểm nhất định, trong đó nhược điểm chính là sự khuếch tán được thực hiện bằng các mặt khác nhau. Độ dày của tấm không được nhỏ hơn 0,5...1 mm, nếu không nó sẽ trở nên dẻo, cong và tấm không thể được coi là phẳng. Điều này có nghĩa là độ dày cần thực hiện khuếch tán ít nhất là 250 micron, độ dày của đế là 1...5 micron và phải được thực hiện chính xác (với độ chính xác không quá 1 micron). Do đó, cần phải khuếch tán đến độ sâu 250 micron với độ chính xác không quá 1 micron. Điều này rất khó đạt được.
Dần dần, trong quá trình phát triển của công nghệ sản xuất bóng bán dẫn, chúng ta đã đến với công nghệ khuếch tán dựa trên kỹ thuật quang khắc.
Chúng ta hãy mô tả ngắn gọn về quang khắc. Nhiệm vụ của nó là tạo ra một mặt nạ để khuếch tán trên bề mặt silicon (nó phù hợp nhất cho quang khắc), sau đó sẽ được sản xuất tại địa phương. Loại khẩu trang này phải chịu được nhiệt độ rất cao (1200...1300 0 C). Ôxít silic thích hợp cho mục đích này, chất này thu được rất đơn giản bằng cách oxy hóa chính silic ở nhiệt độ cao trong hơi nước và oxy. Độ dày của nó vào khoảng 1 micron, nhưng điều này đủ để ngăn các nguyên tử tạp chất khuếch tán vào chất bán dẫn. Nhưng ở những nơi thích hợp, các lỗ (cửa sổ) được tạo ra bằng silicon dioxide, điều này sẽ xác định nơi sẽ diễn ra quá trình khuếch tán cục bộ.
Để sản xuất cửa sổ, chất quang dẫn thường được sử dụng - thực tế nó là một chất nhũ tương quang, có các đặc tính đặc biệt:
1. Nó phải chịu được sự ăn mòn bằng axit hydrofluoric (nhũ tương chụp ảnh thông thường không thể chịu được), điều này cần thiết khi khắc cửa sổ bằng silicon dioxide.
2. Nó có độ phân giải cao (hơn 1000 dòng trên mm hoặc dưới 1 micron).
3. Nó có độ nhớt thấp để có thể lan sang lớp dày 1 micron (nếu không thì độ phân giải cao không nhận).
4. Nó nhạy cảm với sự chiếu xạ ánh sáng ở vùng cực tím (bước sóng ánh sáng là 0,3 micron).
Chỉ có một chất đặc biệt mới có thể có nhiều tính chất đặc biệt như vậy. Đây là loại nhựa bị phá hủy dưới tác động của ánh sáng, hoặc ngược lại, được hình thành dưới tác động của ánh sáng. Nhiều chất như vậy đã được tìm thấy. Đây là những chất quang dẫn.
Vì vậy, trong quá trình quang khắc, chúng ta có thể tạo ra một lớp silicon dioxide mỏng (trên silicon, chất bán dẫn), sau đó phủ một lớp chất quang dẫn rất mỏng, sau đó thông qua một mặt nạ quang học (một tấm ảnh đặc biệt trên đó có nhiều tấm ảnh được tính toán trước). và những nơi tối và sáng được sản xuất) chiếu sáng nó bằng tia cực tím, sau đó phát triển, nghĩa là loại bỏ những vùng được chiếu sáng (hoặc ngược lại, không sáng), sau đó bạn có thể loại bỏ silicon dioxide qua các cửa sổ trong chất quang dẫn (khắc trong axit hydrofluoric) và loại bỏ bản thân chất quang dẫn, vì dư lượng của nó có thể cản trở quá trình khuếch tán ở nhiệt độ cao.
Bây giờ bạn có thể khuếch tán từ một phía:
Điều này có nghĩa là việc tạo ra một lớp nền mỏng được kiểm soát chính xác sẽ dễ dàng hơn: chúng tôi khuếch tán đến độ sâu khoảng 5...6 µm, sau đó khuếch tán lần thứ hai ở 3..4 µm. Phần đế sẽ có kích thước khoảng 2 micron. Độ sâu khuếch tán và độ dày của đế tương xứng nhau, có nghĩa là chúng có thể được chế tạo chính xác (và tổng độ dày của tấm có thể là bất kỳ, chẳng hạn như 1 mm). Tấm wafer (như "chip" thường được gọi trong điện tử) có thể được cắt thành các bóng bán dẫn riêng lẻ, mỗi bóng bán dẫn được kiểm tra và bóng bán dẫn tốt có thể được đặt trong cơ thể.
Năng lượng -đại lượng vật lý, là thước đo duy nhất của các dạng chuyển động khác nhau của vật chất và thước đo sự chuyển đổi chuyển động của vật chất từ dạng này sang dạng khác.
điện tử(từ tiếng Hy Lạp cổ - hổ phách]) - một hạt cơ bản ổn định, tích điện âm, một trong những đơn vị cấu trúc chính của vật chất.
Điện - chuyển động có trật tự của các hạt tích điện tự do, ví dụ, dưới tác dụng của điện trường.
Dòng điện có thể xoay chiều hoặc không đổi
Dòng điện xoay chiều, AC (tiếng Anh: xen kẽ) là dòng điện thay đổi định kỳ về độ lớn và hướng.
Không thay đổi hiện hành, DC (tiếng Anh dòng điện một chiều - D.C.) - dòng điện, các thông số, tính chất và hướng của nó không thay đổi (theo nhiều nghĩa khác nhau) theo thời gian, nghĩa là cường độ của nó không đổi theo thời gian.
Điện áp là sự khác biệt tiềm năng giữa hai điểm.
Điện trở- đại lượng vật lý vô hướng đặc trưng cho các tính chất của vật dẫn nhằm ngăn cản dòng điện đi qua.
Điện- đại lượng vật lý đặc trưng cho tốc độ truyền tải hoặc chuyển đổi năng lượng điện.
Độ tự cảm (hay hệ số tự cảm) là hệ số tỷ lệ giữa dòng điện chạy trong bất kỳ mạch kín nào và từ thông do dòng điện này tạo ra qua bề mặt mà mạch này là cạnh.
F - từ thông, TÔI- dòng điện trong mạch L- độ tự cảm.
Công suất điện - đặc tính của vật dẫn điện, thể hiện khả năng tích lũy điện tích của vật dẫn điện.
tụ điện(từ tiếng Latin ngưng tụ - "nhỏ gọn", "dày") - một mạng hai cực có giá trị điện dung nhất định và độ dẫn điện trở thấp; một thiết bị để tích lũy điện tích và năng lượng của điện trường
Điốt(từ tiếng Hy Lạp cổ δις - hai và -od nghĩa là đường đi) - một thiết bị điện tử có hai điện cực, có độ dẫn điện khác nhau tùy theo chiều của dòng điện. Điện cực diode nối vào cực dương của nguồn dòng khi diode mở (tức là có điện trở thấp) được gọi là cực dương, nối với cực âm - cực âm.
bóng bán dẫn(tiếng Anh. bóng bán dẫn) - một linh kiện điện tử vô tuyến được làm bằng vật liệu bán dẫn, thường có ba cực, cho phép tín hiệu đầu vào điều khiển dòng điện trong mạch điện. Thường được sử dụng để khuếch đại, tạo và chuyển đổi tín hiệu điện. TRÊN sơ đồ mạch ký hiệu là "VT" hoặc "Q".
Mặt cắt: I – dốc, II – bằng phẳng, III – vùng phân hủy nhiệt.
Phần chính là phần II (gia cố). Trên đó, bóng bán dẫn có thể được biểu diễn dưới dạng nguồn dòng được điều khiển.
Độ dốc của mặt cắt phẳng: at?U CE => ?? 0 => ? phí khối lượng => ? chiều rộng hai lớp => ? chiều rộng cơ sở hiệu quả => ? xác suất tái hợp =>? Tôi K.
, 
, 
Để tăng IB bạn cần tăng U BE:
phần I 
, 
Giảm U CE tại U BE = const, khi U CE = U BE = U CE US, nếu U CE giảm thêm nữa thì U CB sẽ đổi dấu - đường giao nhau của bộ thu nằm dưới điện áp một chiều.
Sự khuếch tán các lỗ xảy ra từ cực thu đến đế, do đó dòng I K giảm, bóng bán dẫn mất đi đặc tính khuếch đại.
Phần I được sử dụng trong chế độ chuyển mạch của bóng bán dẫn. bạn KEN? 0,2 giờ 1 V
Phần III – phần phân tích nhiệt. Nếu U CE tăng, năng lượng điện trường sẽ đủ để ion hóa tác động, phần không hoạt động.
Đặc tính đầu vào
Họ đường cong I B = f(U BE) với U FE = const
Tôi B = Tôi K + Tôi E
Đặc tính đầu vào là đặc tính dòng điện-điện áp của hai điểm nối p-n được mắc song song.
Khi U CE = 0 trên EB và BC U DIRECT.
Khi U CE > U CE trên EB – U TRỰC TIẾP, trên BC – U ĐẢO NGƯỢC.
Khi U BE = 0 I B = I KBO
I B = I K - I E = (1-?) H I E - I KBO từ (2)
- điện trở cơ sở - điện trở lưỡng cực đầu vào của bóng bán dẫn
Bộ khuếch đại bóng bán dẫn
Các thiết bị bằng cách thay đổi tín hiệu công suất thấp để điều khiển sự thay đổi năng lượng caođang tải
Bộ khuếch đại DC.
Bộ khuếch đại AC.
Bộ khuếch đại DC của tín hiệu xoay chiều không được nhận biết thành phần DC; vì mục đích này, một tụ điện được đặt ở đầu vào. Ảnh hưởng của tụ điện giúp loại bỏ độ trôi bằng 0.
Bộ khuếch đại AC đơn giản hơn bộ khuếch đại DC vì... bộ khuếch đại phải nhận biết một thành phần không đổi, vì vậy bạn không thể lắp một tụ điện và xử lý độ lệch bằng 0 theo những cách khác dẫn đến sự phức tạp của mạch khuếch đại.
Tầng khuếch đại bộ phát chung
Nào cùng xây đặc tính chuyển giao thác nước.
Chế độ lớp B
Phần I:
Tôi B? 0, Transistor đóng, I B = I KBO, I K =? H I B = 0, U KE =E K - I K H R K, bởi vì Tôi K = 0,
Phần II:
I B có một giá trị (từ đặc tính đầu vào) không bằng 0. Tôi K = ? Tôi B? 0 khi U BE tăng, I B, I K tăng và U KE giảm.
Phần III
Với việc tăng U BE; U KE không đổi và bằng U KE = (0,2h1) V
Giới hạn đo:
Tôi KBO? Tôi K? 
; bạn KEN? (U KE = U OUT) ?E K
Dấu của ∆U IN và ∆U OUT là khác nhau; một tầng như vậy được gọi là đảo ngược.
Bài giảng 7
Chế độ lớp B
Điện áp đầu ra không thay đổi.
Nhược điểm: mất thông tin ở nửa chu kỳ sau.
Để đạt được tín hiệu dương không đổi, cần phải phân cực tín hiệu đầu vào (bias emf).
Chế độ loại A
Với dòng điện xoay chiều, thành phần không đổi được loại bỏ bằng một tụ điện mắc nối tiếp; với dòng điện một chiều, thành phần không đổi U OUT được loại bỏ bằng cách bật EMF phía sau ở đầu ra.
Chế độ phím
Chế độ biên độ cao tín hiệu đầu vào, trong trường hợp này cả ba phần của đặc tính đều được ghi lại. Tín hiệu thứ hai trên đường cong được hình thành ở mức tối thiểu.
Hình dạng điện áp đầu ra bị biến dạng, tức là giới hạn biên độ xảy ra. Mức tăng điện áp càng cao thì tín hiệu đầu ra càng giống với sóng vuông.
Áp dụng ở công nghệ xung, trong đó điều quan trọng không phải là biên độ tín hiệu mà là sự dịch pha lẫn nhau giữa U IN và U OUT.
Năng lượng được giải phóng trong bóng bán dẫn
Làm nóng tiếp giáp pn và có thể dẫn đến sự cố nhiệt. Để giảm điện năng bạn cần làm việc ở chế độ phím.
Chế độ nghỉ ngơi
Được giới thiệu như một kỹ thuật tính toán và phân tích các mạch điện tử. Để tạo chế độ nghỉ, tất cả các EMF đều được bật liên tục (E K, E SM, E COMP)
E COMP được bật để loại bỏ thành phần DC U OUT trong lớp A.
1) Cho U ВХ = 0, vì có E CM, vậy Transistor hở, dòng điện I BP, I CP, I EP chạy qua? 0, bạn KEP? 0, E COMP = U CEP. Khi bật nguồn điện, dòng điện tĩnh chạy trong mạch và xuất hiện U CEC sao cho điện áp đầu ra không bằng 0 thì bạn phải nhập U COMP = U CEP.
Nhược điểm: sự phụ thuộc của dòng điện và điện áp của bóng bán dẫn vào nhiệt độ.
Khi nhiệt độ tăng thêm 10°C thì dòng điện I của OCB tăng gấp 2 lần. Ngoài ra, khi nhiệt độ thay đổi thì dòng điện do các hạt tải điện chính gây ra cũng thay đổi: khi nhiệt độ thay đổi 20-30°C thì IK tăng lên hàng chục phần trăm, vì các trung tâm tái hợp (khiếm khuyết mạng tinh thể) được lấp đầy, do đó số lượng và xác suất tái hợp của chúng giảm đi và? tăng.
Khi nhiệt độ tăng, khi I BP = const thì I CP tăng, vì
Tôi CP = ? Ch I BP, U CEP giảm, vì U KEP = E K - I KP H R K nên U OUT không cố định. Để loại bỏ ảnh hưởng này, các phương án bồi thường được sử dụng bằng cách sử dụng nhận xét.
Phản hồi
Truyền tín hiệu đầu ra tới đầu vào của thiết bị. Nếu dòng điện tăng lên thì kết nối là song song; nếu thêm điện áp thì kết nối là nối tiếp. Nếu dấu hiệu của các tín hiệu được thêm vào giống nhau - phản hồi tích cực (POF), nếu các dấu hiệu khác nhau - phản hồi tiêu cực (NF). PIC được sử dụng để tăng tốc điểm thức ăn, tức là. để tăng hiệu suất hoạt động của thiết bị nhưng lại kém ổn định hơn. Việc sử dụng OOS làm tăng tính ổn định của thiết bị, nó được đưa vào bằng cách đưa vào mạch phát.
Hãy viết phương trình theo định luật thứ hai của Kirchhoff cho mạch đầu vào:
U VX + E SM = U BE + I Ế CH R E
U BE = U VX + E SM - I E H R E? U VX + E CM - I K CH R E
I E? Tôi K, bởi vì ? = 0,99 giờ 0,9
Tức là R E làm giảm OOS xét theo dòng điện.
Ưu điểm: khi nhiệt độ tăng và I BP = const => ? ? => ? Tôi KP => ? Tôi K H R E => ? Bạn là => ? Tôi B => ? I K, do đó I K và do đó U KE không đổi.
Nhược điểm: U OUT giảm do U BE giảm nên độ lợi KU giảm,
TÔI EP CH R E? 0,1 H E K – tiêu chí để chọn R E. R E này cung cấp đủ sự ổn định nhiệt độ và giảm nhẹ U OUT.
Các thông số cơ bản của tầng có bộ phát chung
R VÀO, R RA, K EX. .
Giả định: ta chỉ xét các thành phần biến (gia số) i, u. Điện trở trong của nguồn EMF không đổi đối với dòng điện xoay chiều sẽ bằng không.
, ∆ tôi? 0, ∆u = 0, vì EK liên tục. Do đó, R K được nối với đất ở đầu trên của nó, bởi vì
R VN = 0, 
U VX = ∆I B H r B + ∆I E H R E
- điện trở động vào của tranzito r B = h 11EKV.
∆I E = ∆I B + ∆I K = ∆I B + ? Ch ∆I B = ∆I B Ch (1+?)
U VX = ∆I B H
R VX? 1000 OM (tương đối nhỏ đối với R VX lý tưởng =?)
Bài giảng 8
2) K U ХХ – tăng ở chế độ không tải.
bỏ bê r B,
r B + (? + 1) CH R E? (? + 1) H R E; 
?K UXX
Khi bật điện áp I N sẽ cộng vào I K nên độ lợi sẽ giảm (K U RAB
3) Để xuất ROUT chúng ta sử dụng định lý máy phát tương đương, EMF bị đoản mạch, tải được thay thế bằng ohm kế.
U OUT = 0 nên I B = 0; I K và I E = 0; R OUT = R K? 1000 ôm
Nhược điểm: về mặt điện trở đầu vào và đầu ra, một tầng có bộ phát chung có các thông số không đạt yêu cầu (?/0 trong trường hợp lý tưởng).
Phương pháp cấu tạo bộ khuếch đại DC (DC ampli)
3 nguồn điện được thay thế bằng một. R 1 và R 2 tạo ra lực dịch chuyển; R 3 và R 4 – bù EMF.
Nhược điểm: nguồn tín hiệu đầu vào và điện áp đầu ra không có điểm chung, tức là. Thật bất tiện khi sử dụng sơ đồ như vậy. Để khắc phục nhược điểm này cần sử dụng nguồn điện lưỡng cực.
R 1 và R 2 tạo ra U COMP. Bởi vì điểm 0 tại U VX có? 1 = 0 và t –E K? 2 = - EK thì
1 > ? 2, tức là một nguồn EMF được đưa ngầm vào mạch (vào mạch đầu vào).
Bộ khuếch đại AC
C 1 và C 2 lần lượt cắt thành phần DC ở U IN và U OUT. C 1 bộ lọc thông cao cùng lúc.
Xếp tầng với bộ thu chung (bộ theo dõi bộ phát)
Mục đích: được sử dụng làm giai đoạn kết hợp giữa giai đoạn khuếch đại với bộ phát chung và nguồn điện áp thấp U VX, cũng như với tải cao.
Nếu không có OK: R VHOE tương đối nhỏ và R VHOE tương đối lớn, do đó I H lớn => ? U IN (điện áp U IN? ở điện trở đầu ra; U OUT R IN, R OUT? R G H I IN =>
Nhược điểm: nối tầng với OK không làm tăng điện áp, K UXX ? 1 (0.9h0.99) U OUT = U IN - U BE, U BE > 0? 0,5 giờ 0,7 V.
Sơ đồ này được gọi là OK, bởi vì điểm chung là nối đất, và E K nối đất, tên thứ hai là đi theo bộ phát và không đảo ngược.
Cho ∆U VX tăng; Điều này có nghĩa là ∆I B, ∆I E, ∆I E R E tăng.
Tham số xếp tầng với OK
? 10 4 ôm
2) 
, R Н = ?
U IN = ∆I B CH , U OUT = ∆I E CH R E = ∆I B CH (1 + ?) CH R E
Bài giảng 9
3) Giai đoạn R OUT với OK
bởi vì e G = 0 => ∆I B = 0, => ∆I E = 0; ROUT = R E.
Nhiệm vụ:
K – đóng – OK
K – mở – OE
R K = 2000 OM
E CM = 0,4 V
~U VХ M = 1 V
Xác định 3 thông số chính cho mạch bằng OK và OE.
R IN, R OUT, K UXX cho OE và OK, vẽ đồ thị dao động của U IN, U OUT1, U OUT2.
1. Cascade với OE (K - mở)
R VX = r B + (? + 1) RE = 100 + (100 + 1) 400 = 40,5 kOhm,
R VX = 40,4 kOhm tại r B = 0
R OUT = R K = 2000 ohm
E CM K UXX = 0,4 5 = 2 V
U VХМ K UXX = 1 5 = 5 V
2. Xếp tầng với OK
R IN = r B + (? + 1) (R E ||R N) = 100 + (100 + 1) 400 = 40,5 kOhm
ROUT = RE = 400 OM
Biểu đồ dao động U IN, U OUT1, U OUT2.
Không trôi
Không trôi – đặc trưng UPT. Độ trôi bằng không có nghĩa là sự thay đổi U OUT ở mức U IN không đổi. Nguyên nhân: nguồn điện không ổn định, ảnh hưởng nhiệt độ, thay đổi thông số điểm nguồn của thiết bị theo thời gian (do lão hóa).
1) Nguồn điện không ổn định.
Cho E K tăng => ?E CM => ?I B => ?I K => ?U RK => U OUT sẽ giảm, vì KU > 1, nghĩa là sự thay đổi ở U OUT sẽ lớn hơn sự thay đổi ở E K .
2) Thay đổi nhiệt độ.
Nó có tăng khi nhiệt độ tăng không? => ?I K => ?U RK, và U OUT giảm.
U ĐẦU RA KHÁC MAX - độ trôi U OUT tối đa bằng 0.
Nó phải là U IN >> U DR.IN. TỐI ĐA; nếu không, chúng ta sẽ không thể phân biệt độ lệch bằng 0 với tín hiệu hữu ích ở đầu ra. Một phương pháp chữa trị hiệu quả chống trôi bằng 0 - việc sử dụng các tầng khuếch đại dựa trên các cầu cân bằng.
Dòng thác vi sai (DC)
4 cánh tay được hình thành bởi R K 1, R K 2, VT1, VT2. Đường chéo thứ nhất là đường cung E K, -E K. Đường chéo thứ hai là tải trọng R K 1, R H. DC khuếch đại sự khác biệt trong tín hiệu đầu vào. Nó có đặc điểm tốt với điều kiện là các phần tử của nó giống hệt nhau, tức là R K 1 = R K 2 , VT1 = VT2, đạt được khi được thực thi trên một chip đơn dựa trên vi mạch.
Chế độ nghỉ ngơi
Bật E K 1 và –E K2; U VX1 = U VX2 = 0, U BEP1 = U BEP2 > 0, U BE = - U EP.
U EP = [- E K1 + (I EP1 + I EP2) R E ] ? 0
những thứ kia. U BE = E CM = - U EP, do đó I BP1 = I BP2 chảy;
U KEP1 = U KEP2 = E K 1 – I KP1 R K 1 – U EP = E K 1 – I KP2 R K2 - U EP
U OUT = U KEP2 – U KEP1 = 0
Vậy hãy để nhiệt độ tăng lên? ? => ?I CP1 = I CP2 => ?I EP1 = I EP2 => ?U EP => ?U BEP1, U BEP2 => ?I BP1, I BP2 => ?I CP1, I CP2 => ? I EP1, I EP2, tức là I EP1 + I EP2 = const, bởi vì R E lớn nên độ ổn định tốt. Nếu có dòng điện một chiều chạy qua R E thì R E có thể thay thế bằng nguồn dòng có R VNU = ?.
Bài giảng 10
∆U E – tín hiệu phản hồi ổn định tổng I E1 + I E2 = const
Không trôi
Cho E 1 tăng => ?U KE1 = U KE2, U OUT = U KE2 – U KE1 = 0
Bất kỳ tín hiệu thay đổi đối xứng nào trong mạch đều không dẫn đến độ trôi bằng 0.
Hãy áp dụng tín hiệu thứ 2 xen kẽ.
1) Giữa các đế của bóng bán dẫn.
Cho phép 
sẽ dương, có nghĩa là
∆U BE1 > 0 => ∆I B1 > 0 => ∆I K1 > 0 => ∆I E1 > 0 => ∆U KE1 
sẽ âm, có nghĩa là
∆U BE2 = 0 => ∆I B2 ∆I K2 = 0 => ∆I E2 ∆U KE2 > 0.
U OUT = ∆U CE2 - ∆U CE1 = 2 ∆U CE
Nếu U IN1 = -U IN2, do đó ∆I E1 = -∆I E2
bởi vì dòng điện thứ nhất tăng và dòng điện thứ hai giảm, nghĩa là I E1 + I E2 = const
Điều này có nghĩa là ∆U E = 0, do đó:
A) Phản hồi không ảnh hưởng đến mức tăng của giai đoạn vi phân.
B) Trong tầng vi sai, mâu thuẫn giữa nhu cầu ổn định chế độ do phản hồi và ảnh hưởng của R E đến độ lợi tầng được khắc phục.
2) Bây giờ chúng ta đưa tín hiệu đầu vào vào đế của bóng bán dẫn thứ nhất, đồng thời đoản mạch đầu vào thứ hai. UВХ1 = e > 0; UВХ2 = 0.
Điều này có nghĩa là ∆U BE1 > 0 =>∆I B1 > 0 => ∆I K1 > 0 => ∆I E1 > 0 => ∆U KE1
Với sự gia tăng của I B1, => ?I E1, bởi vì I E1 + I E2 = const; I E2 giảm và
∆I E2 = -∆I E1.
, ∆I B2 = -∆I B1, ∆I K 2 = -∆I K 1, ∆U KE2 = -∆U KE1,
U OUT = ∆U KE2 - ∆U KE1 > 0
Kết luận: đầu vào 1 không đảo ngược, vì ∆U IN >0 và ∆U OUT >0. Điều này có nghĩa là từ các phép biến đổi tương tự, đầu vào 2 đang đảo ngược. Khi tín hiệu đầu vào được đưa vào một bóng bán dẫn, dòng điện và điện áp ở cả hai bóng bán dẫn sẽ thay đổi.
Tầng vi sai khuếch đại sự chênh lệch điện áp đầu vào khi U IN1 = U IN2, do đó U OUT = (U IN1 – U IN2) K U = 0 Bộ khuếch đại hoạt động ở chế độ chung. Do một số thông số có sự khác biệt: U OUT = k C U IN, trong đó k C là tỷ số truyền tín hiệu chế độ chung. K C càng nhỏ thì bộ khuếch đại chất lượng tốt hơn.
Nhược điểm: thiếu điểm chung giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra. Để loại bỏ điều này, mạch phân tầng vi sai bất đối xứng (DC) được sử dụng.
Điểm chung là trái đất.
Các thông số chính của trung tâm giải trí
U OUT = 2 H ∆U CE, vì I E1 + I E2 = const, tức là nguồn hiện tại R E =?
, kể từ đây 
;
1)
2) Trở kháng đầu vào theo tầng
; R BX = 2 Hr B,
