× دارباره هر چی که دوستا بخوان

آدرس وبلاگ من

isatis.goohardasht.com

آدرس صفحه گوهردشت من

goohardasht.com/vvvvv

لیست دوستان

???

ali rezaمشاهده تمام دوستان

رشته الکترونیک

نحوه سري و موازي بستن سيم پيچ ها نيز همانند سري و موازي بستن مقاومتها است و روابط زير را در اين خصوص خواهيم داشت :

در حالت سري : L_T = L₁ + L₂ + L₃ +

1/L_T = 1/L₁ + 1/L₂ +

در حالت موازي :

L_T = (L₁�L₂)/(L₁+L₂)

وبراي دو سيم پيچ موازي:

مدار RL سري :

Z = R² +X_L²

هرگاه يك سيم پيچ و يك مقاومت اهمي بطور سري به هم بسته شوند، يك مدار RL سري تشكيل خواهد شد(شكل42) بايد دقت داشته باشيم منبع توليد ولتاژ بايستي جريان متناوب باشد زيرا در جريان مستقيم سيم پيچ اتصال كوتاه است و لذا مدار RL تشكيل نخواهد شد. در اين مدار مقاومت كل(معادل) مدار برابر جمع مقاومت هاي سيم پيچ و مقاومت R نخواهد بود زيرا جمع آن دو برداري است. به مقاومت معادل اين مدارها �اَمپدانس� گويند و آنرا با حرف Z نمايش مي دهند. براي مدارهاي RL سري داريم :

V_T = V_R² + V_XL²

به همين ترتيب ولتاژ كل مدار برابر خواهد بود با :

I_T = I_R = I_XL

نكته43: در مدارهاي RL سري همانند ساير مدارهاي سري، شدت جريان عبوري از هر جزء مدار با شدت جريان عبوري از مدار برابر است. به عبارت ديگر:

مدار RL موازي :

هرگاه يك سيم پيچ و يك مقاومت اهمي بطور موازي به هم بسته شوند، يك مدار RL موازي تشكيل خواهد شد. در مدار RL موازي ولتاژ دو سر مقاومت و سيم پيچ با هم برابر است و منبع توليد ولتاژ نيز بايد متناوب باشد. در اين مدار مقاومت كل (معادل) مدار برابر جمع مقـاومت هـاي سيـم پيچ و مقاومت R نخواهـد بـود. زيرا جمع آن دو برداري است. امپدانس و شدت جريان عبوري از مدار اين مدار بصورت زير محاسبه مي شود :

1/Z = 1/ R² +X_L²

I_T = I_XL² + I_R²

روابط شدت جريان و امپدانس مدارهاي RL موازي :

مدارهاي هماهنگ يا RLC :

به مدارهايي كه شامل يك مقاومت، يك سيم پيچ و يك خازن كه به طور سري يا موازي به هم متصل شده باشند و منبع ولتاژ متناوب باشد؛ مدار RLC يا مدار هماهنگ گويند.

در اين مدارها يكي از حالات زير متصور خواهد بود :

1) X_L> X_C ؛ در اين صورت مدار خاصيت سلفي خواهد داشت.

2) X_L<X_C؛ در اين صورت مدار خاصيت خازني خواهد داشت.

3) X_L = X_C ؛ در اين صورت در مدار حالت تشديد يا رزونانس (Resonance) بوجود خواهد آمد.

�_r=1/(2π L.C)

منظور از اينكه گفته شده است مدار خاصيت سلفي يا خازني دارد اين است كه در فركانسهايي تاثيرات سيم پيچ در مدار بيشتر از اثرات خـازن خواهد بـود يـا بـرعكس. اما در حالت رزونانس كه در فركانس خاصي به نام فركانس رزونانس روي مي دهد، خازن و سيم پيچ اثرات يكديگر را خنثي نموده و گويي كه در مدار حضور ندارند. فركانس رزونانس از رابطه زير بدست مي آيد :

در اين رابطه : �_r : فركانس رزونانس(هرتز) ؛ L : ضريب خود القايي(هانري) ؛ C : ظرفيت خازن(فاراد)

Z = R² + X_L² + X_C²

امپدانس در مدارهاي هماهنگ سري از رابطه زير قابل محاسبه است :

1/Z = 1/ R² + X_L² + X_C²

در حالت رزونانس، در مدار هاي هماهنگ سري،امپدانس حداقل و شدت جريان عبوري از مدار به حداكثر مقدار خود خواهد رسيد.

اما در مدارهاي هماهنگ موازي، امپدانس از رابطه مقابل قابل محاسبه است :

در حالت رزونانس، در مدارهاي هماهنگ موازي امپدانس حداكثر و شدت جريان عبوري از مدار حداقل خواهد بود.

(شكل43)

كاربرد مدارهاي هماهنگ:

1- فيلتر ميان گذر Band pass filter :

فيلتر ميان گذر، درواقع يك مدار هماهنگ سري است كه وجود يا عدم وجود مقاومت در اين فيلتر، در عملكرد آن تاثيري نخواهد داشت اما نكته مهم اين است كه مصرف كننده(R_L) بايد بعد از فيلتر قرار گيرد(شكل44). در فركانس رزونانس، ولتاژ خروجي فيلتر، ماكزيمم مقدار خود را خواهد داشت اما در ساير فركانس ها، ولتاژ خروجي از فيلتر حداقل و ناچيز خواهد بود. از نظر قراردادي تغييرات فـركـانس ورودي كـه در خـروجـي 0.7 مقدار خـود مي باشد قابل قبول است. به عبارت ديگر، از نظر قرار دادي فركانس خروجي بايد حداقل 0.7 فركانس ورودي باشد تا موج خروجي بتواند مصرف كننده (R_L) را راه اندازي كرده و هدفي كه فيلتر دارد محقق شود. البته اين مقدار قراردادي بوده وبا توجه به نوع طراحي فيلتر مي تواند تغيير كند. در فركانس پايين رزونانس(�₁) و فركانس بالاي رزونانس (�₂) فاصله اي وجود دارد كه پهناي باند(BW) نام دارد. هرچه پهناي باند كمتر باشد، موج تيزتر و هرچه پهناي باند بيشتر باشد موج عريضتر خواهد بود. مقادير �₁ و �₂ با توجه به طراحي فيلتر، محاسبه مي شوند:

(شكل44)

2- فيلتر ميان نگذر Nuch :

اين فيلتركه تله(Trap) نيز ناميده مي شود، در واقع يك مدار هماهنگ است كه وجود يا عدم وجود مقاومت در اين فيلتر، در عملكرد آن تاثيري نخواهد داشت. اما نكته مهم اين است كه در اين فيلتر،اگر مدار هماهنگ سري باشد، مصرف كننده (R_L) بايد قبل از فيلتر و اگر مدار موازي است، بعد از فيلتر قرارگيرد(شكل 45 و 46). در مدار شكل 45 در فركانس رزونانس، امپدانس حداقل شده و چون خروجي را از دو سر سيم پيچ و خازن مي گيريم، ولتاژ خروجي به شدت افت مي كند (شكل47). در مدار شكل 46 در فركانس رزونانس، امپدانس حداكثر شده و چون خروجي از دو سر مصرف كننده گرفته شده است، باز هم ولتاژ خروجي به شدت افت خواهد كرد(شكل47) :

(شكل45) (شكل46) (شكل47)

فصل سوم: ديود - ترانزيستور

در اين فصل به معرفي چند قطعه بسيار مهم الكترونيكي خواهيم پرداخت. براي درك بهتر اين قطعات ابتدا به برسي اجمالي نيمه رساناها مي پردازيم:

نيمه هادي ها(نيمه رساناها) :

نيمه رساناها موادي هستند كه در پاره اي از شرايط داراي قابليت هدايت الكتريكي هستند و در پاره اي شرايط اين قابليت را ندارند. مهمترين نيمه رساناها در طبيعت، سيليسيوم(سيليكون) بانشانه شيميايي Si و ژرمانيوم بانشانه شيميايي Ge مي باشند. عنصر سيليسيوم متعلق به گروه چهارم جدول تناوبي عناصر مي باشد كه هر اتم آن چهار الكترون در لايه ظرفيت خود داراست. اين چهار الكترون در يك بلور سيليسيوم پيوند كوالانسي ضعيفي را با اتمهاي سيليسيوم مجاور خود برقرار مي كنند. لذا در صفر درجه سانتي گراد، هيچ الكترون آزادي داخل بلور سيليسيوم وجود ندارد و در واقع بلور سيليسيوم در صفر درجه سانتي گراد عايق جريان الكتريسيته بوده و نـارساناست. بـا افزايش دمـا، بخشي از پيوند هاي كـوالانسي ضعيفي كـه بين اتمهـاي سيليسيوم تشكيل شده بـود، شـروع بـه گسستن كـرده و يـك جـاي خـالي الكترون(حفره) و يك الكترون آزاد، از گسستن اين پيوندها بوجود مي آيد(لازم به ذكر است كه توضيح دقيق تر موضوع فوق از بحث خارج بوده وبراي كسب اطلاعات بيشتر به كتابهاي مربوطه مراجعه كنيد).

نيمه هادي نوع N :

با دوپينگ(اعمال يك عنصر به بلور) يك عنصر پنج ظرفيتي مانند فسفر به بلور سيليسيوم؛ با توجه به اينكه فسفر پنج ظرفيتي و سيليسيوم چهار ظرفيتي است، يك الكترون اضافي باقي خواهد ماند. بنابراين با دوپينگ n اتم فسفر به بلور سيليسيوم در دما و شرايط فيزيكي مشخص، n الكترون آزاد بوجود خواهد آمد و از آنجا كه بار الكترون منفي است، به اين نيمه هادي ها، نيمه هادي هاي نوع N (Negative) مي گويند.

نيمه هادي نوع P :

با دوپينگ يك عنصر سه ظرفيتي مانند آلومينيوم به بلور سيليسيوم؛ با توجه به اينكه آلومينيوم سه ظرفيتي و سيليسيوم چهار ظرفيتي است، يك حفره باقي خواهد ماند. پس با دوپينگ n اتم آلومينيوم به بلور سيليسيوم در دما و شرايط فيزيكي مشخص، n حفره خالي از الكترون باقي خواهند ماند. پس n بار مثبت خواهيم داشت. لذا به اين نوع نيمه هادي ها، نيمه هادي هاي نوع P گويند.

اتصال P-N و تشكيل ديود :

حال اگر يك نيمه هادي نوع N و يك نيمه هادي نوع P را در كنار هم قرار دهيم بطوريكه از يك سطح مقطع با هم در تماس باشند، يك �ديود� تشكيل خواهد شد. با اين اتصال بخشي از بارهاي مثبت و منفي نزديك محل اتصال يكديگر را خنثي كرده و يك ناحيه خنثي(نارسانا) را بوجود مي آورند به اين ناحيه، ناحيه تهي از بار گويند. به سر مثبت ديود، آند و به سر منفي آن، كاتد گويند. علامت استاندارد ديود در نقشه هاي الكترونيكي به يكي از صورتهاي

زير خواهد بود :

(شكل 48)

در شكل فوق منظور از كاتد، نيمه هادي نوع N و منظور از آند، نيمه هادي نوع P است.

اگر ولتاژ منبع را طوري به ديود ببنديم كه قطب مثبت به آند و قطب منفي به كاتد وصل شود، ناحيه تهي از بار به تدريج كوچك و كوچكتر شده تا جايي كه در ولتاژي به نام ولتاژ راه اندازي ديود(V_γ) ناحيه سد يا تهي از بار شكسته مي شود. ولتاژ راه اندازي ديود در ديود هاي سيليسيومي بين 0.6 تا 0.7 ولت و در ديود هاي ژرمانيومي بين 0.2 تا 0.3 ولت خواهد بود. با شكسته شدن ناحيه سد، ديود مانند يك كليد بسته و هادي كامل، جريان را از خود عبور خواهد داد. به اين حالت � باياس مستقيم� يا � فوروارد� گويند. از آنجا كه ولتاژ راه اندازي ديود كوچك است، مي توانيم از آن صرف نظر كنيم و در حالت ايده آل بگوييم هرگاه ولتاژ آند نسبت به كاتد مثبت شود، ديود جريان را از خود هدايت مي كند.حال اگر قطب منفي منبع ولتاژ را به آند و قطب مثبت آنرا به كاتد وصل كنيم؛ ناحيه تهي از بار عريضتر شده و هيچ جرياني از ديود عبور نخواهد كرد. به اين حالت �باياس معكوس� گويند. حال اگر ولتاژ آنـد نسبت بـه كـاتد بـه حـدي منفي شـود كه ناحيه تهي از بار سراسر ديـود را فـرا بگيرد، ديـود از كـار خواهد افتـاد و مي سـوزد. درحـالـت بـايـاس معـكـوس بـه ولـتـاژي كـه بــا اعـمـال آن بـه ديـود، ديـود خـواهد سوخت، �ولتـاژ شكست معكوس Break� ديود گويند. ولتاژ شكست ديود يكي از مشخصات مهم ديودهاست كه توسط كارخانه سازنده روي بدنه ديود درج مي شود.بنابراين هر ديود دو مشخصه مهم دارد كه روي بدنه ديود درج مي شوند. اين مشخصه ها همانطور كه اشاره شد عبارتند از :

1- ولتاژ شكست معكوس ديود(ولتاژ Break)

2- شدت جريان مجاز عبوري از ديود در حالت مستقيم(فوروارد)

كه اغلب ولتاژ شكست معكوس و سپس شدت جريان مجاز عبوري از ديود روي بدنه درج مي شود. بطور مثال اگر روي بدنه ديودي نوشته شده باشد �400v � 1A� يعني ولتاژ Break اين ديود 400 ولت و حداكثر شدت جريان مجاز و قابل تحمل براي اين ديود 1A است.