Lista zagadnień do egzaminu z Elementów Elektronicznych W3-4

Transkrypt

1 Lista zagadnień do egzaminu z Elementów Elektronicznych W Dioda półprzewodnikowa: podaj symbol oraz zapisz równanie opisujące zależność pomiędzy prądem i napięciem. Narysuj charakterystyki napięciowo - prądowe diody: pełną oraz dla zakresu małych prądów. 2. Narysuj schemat oraz podaj równanie opisujące ogólny (dla polaryzacji w kierunku przewodzenia i zaporowej) nieliniowy model statyczny diody półprzewodnikowej. Jakie są zastosowania tego modelu? Zastosowania modelu: - obliczenia stałoprądowe (układów polaryzacji diody) - zależność na spadek napięcia na diodzie wyznaczona z równania na wartość prądu, pomijając -1 we wzorze: - badanie wpływu temperatury na punkt pracy diody: - zmiana napięcia na diodzie przy stałym prądzie 2mV/0C - podwojenie wartości prądu wstecznego na 80C: 3. Narysuj schematy i podaj równania opisujące nieliniowy model statyczny diody półprzewodnikowej dla dwóch przypadków: polaryzacji w kierunku przewodzenia i polaryzacji wstecznej). Jakie są zastosowania tych modeli? Zastosowania modelu: - obliczenia stałoprądowe (układów polaryzacji diody) - zależność na spadek napięcia na diodzie wyznaczona z równania na wartość prądu, pomijając -1 we wzorze: - badanie wpływu temperatury na punkt pracy diody: - zmiana napięcia na diodzie przy stałym prądzie 2mV/0C - podwojenie wartości prądu wstecznego na 80C:

2 4. Jak zmiana temperatury wpływa na parametry i charakterystykę diody półprzewodnikowej? 5. Narysuj schemat i opisz zasadę działania diodowego czujnika temperatury. 6. O ile zmieni się wartość napięcia na diodzie półprzewodnikowej gdy temperatura diody wzrośnie o 300C? -600mV 7. Narysuj schemat i podaj zależności opisujące nieliniowy model dynamiczny diody półprzewodnikowej. Podaj zastosowania tego modelu. Zastosowania analiza pracy diody w układach impulsowych, np. jako klucz (przełącznik). 8. Narysuj schemat układu oraz przebiegi prądu i napięcia dla diody półprzewodnikowej pracującej impulsowo. Podaj najważniejsze parametry diody określające jej zachowanie przy pracy impulsowej.

3 9. Narysuj schemat i podaj zależności opisujące liniowy model dynamiczny diody półprzewodnikowej. Podaj zastosowania tego modelu. Zastosowania modelu liniowego - małosygnałowego: - obliczenia parametrów roboczych układów elektronicznych - wyznaczanie częstotliwości granicznych układów elektronicznych 10. Co to jest punkt pracy diody półprzewodnikowej? Narysuj charakterystykę diody i podaj definicję jej rezystancji dynamicznej. Punkt pracy punkt na charakterystyce danego urządzenia lub elementu, w którym zachodzi jego działanie i w którym mogą zostać określone chwilowe parametry pracy takiego urządzenia lub elementu. Optymalny punktu pracy, dla którego występują najlepsze pożądane własności, lub dla którego żywotność elementu jest najdłuższa. 11. Po co stosuje się wstępną polaryzację diod półprzewodnikowych? Aby uniknąć występowania zniekształceń skrośnych, w elementach wzmacniających stosowana jest wstępna polaryzacja powodująca przepływ niewielkiego prądu spoczynkowego, w wyniku czego charakterystyka przejściowa zostaje zlinearyzowana. 12. Podaj wartości rezystancji dynamicznych diody półprzewodnikowej dla prądów IDQ równych np: 0.5 ma, 1mA i 10 ma. 50; 25; Opisz stałoprądowe modele uproszczone diod półprzewodnikowych.

4 14. Wymień podstawowe parametry diod półprzewodnikowych. 1. Prąd przewodzenia I F (forward) : - AV(M) (average) średni, maksymalny - RMS (real mean square) skuteczny - SM (surge maximum) impulsowy maksymalny, niepowtarzalny 2. Napięcie przewodzenia U F (forward) 3. Prąd wsteczny I R (reverse); (M) - maksymalny 4. Napięcie wsteczne U R (reverse) : - RMM (repetitive reverse maksimum) maksymalne, powtarzalne - SM (surge maximum) impulsowe maksymalne 5. Czas powrotu t rr (recovery time) 6. Szybkość narastania U R du R/dt 7. Moc 8. Zakres temperatur pracy 9. Rezystancja cieplna 15. Narysuj symbol, charakterystykę oraz podaj główne cechy i zastosowania diod prostowniczych. Cechy charakterystyczne: - duża powierzchnia warstw zaporowych - niewielkie częstotliwości pracy (głównie 50 lub 100 Hz); chyba, że szybkie np.. Schottkye go - szeroki zakres mocy dopuszczalnych - stosowane głównie w układach zasilających do prostowania prądów przemiennych 16. Wymień rodzaje, podaj główne cechy charakterystyczne oraz zastosowania diod detekcyjnych i mieszających. Narysuj małosygnałowy schemat zastępczy tego rodzaju diod. Cechy charakterystyczne: - szeroki zakres częstotliwości pracy: Hz GHz - bardzo mała powierzchnia złącz małe pojemności: pf - praca ze znacznie mniejszymi prądami w porównaniu do diod prostowniczych. Do grupy tej należą: diody ostrzowe germanowe lub krzemowe, diody Schottkye go, diody wsteczne. Zastosowania: - detektory - mieszacze - ograniczniki napięcia 17. Narysuj symbol oraz podaj główne cech charakterystyczne diod Schottkye go. Cechy: - szybsze działanie, mała pojemność złącza metal półprzewodnik - mała wartość r S, - mały poziom szumów własnych - duża odporność na wstrząsy i udary

5 18. Narysuj symbol, charakterystykę, podaj główne cechy oraz zastosowania diody wstecznej. Cechy charakterystyczne: - małe napięcie progowe (wzrost prądu praktycznie od zerowego napięcia) - duża szybkość działania (praca na nośnikach większościowych) - duża odporność na wpływ temperatury i promieniowania - mały poziom szumów własnych Zastosowanie: - mikrofalowe detektory małych sygnałów - mieszacze mikrofalowe 19. Podaj główne cechy diod impulsowych i ładunkowych. Cechy charakterystyczne: - bardzo mała rezystancja w kierunku przewodzenia i bardzo duża w kierunku zaporowym - bezzwłoczna reakcja na impulsy czyli brak opóźnień i zniekształceń impulsów 20. Narysuj symbol, charakterystykę, schemat zastępczy oraz podaj parametry diod Zenera. - napięcie stabilizowane zależne od I Zmin i P max - rezystancja dynamiczna (najmniejsza dla napięcia 7.5V) - temperaturowy współczynnik zmian napięcia stabilizowanego TWU Z (zerowy dla diod o napięciu 5 7V) - rezystancja statyczna (w punkcie pracy) - współczynnik stabilizacji - moc admisyjna P max - rezystancja cieplna (sposób chłodzenia diody) 21. Jak zależą: temperaturowy współczynnik zmian napięcia stabilizowanego oraz rezystancja dynamiczna od napięcia Zenera? Dla jakiego zakresu napięć diody Zenera posiadają najlepsze parametry temperaturowe i dynamiczne? - rezystancja dynamiczna (najmniejsza dla napięcia 7.5V) - temperaturowy współczynnik zmian napięcia stabilizowanego TWU Z (zerowy dla diod o napięciu 5 7V)

6 22. Narysuj symbole, schemat zastępczy, podaj główne cechy charakterystyczne oraz główne zastosowania diod pojemnościowych. - warikapy (VARiable CAPacitance) o zmiennej pojemności (np.. przestrajanie obwody rezonansowe) Parametry charakterystyczne: - pojemność złącza C j przy określonej częstotliwości i określonym napięciu wstecznym - stosunek pojemności C j przy dwóch różnych (granicznych) wartościach napięcia polaryzacji wstecznej - rezystancja szeregowa R s lub dobroć przy określonej częstotliwości i napięciu polaryzacji wstecznej - zakres częstotliwości pracy - waraktory (VARiable reactor) o zmiennej reaktancji pojemnościowej (np. elementy czynne nieliniowe w układach w. cz.) Parametry charakterystyczne: - pojemność złącza C j przy określonej częstotliwości i określonym napięciu wstecznym (zwykle maksymalna) - stosunek pojemności C j przy dwóch różnych (granicznych) wartościach napięcia polaryzacji wstecznej - prąd wsteczny I R przy określonym napięciu wstecznym U R - częstotliwość maksymalna przy określonym napięciu polaryzacji wstecznej - parametry pasożytnicze: L s, C 0 i R s 23. Opisz budowę, narysuj schematy zastępcze oraz charakterystykę; podaj główne zastosowania diod PIN. Budowa a) i schematy zastępcze: b) polaryzacja zaporowa, c) polaryzacja w kierunku przewodzenia W kierunku zaporowym dioda stanowi kondensator o niewielkiej pojemności. W kierunku przewodzenia do obszaru o dużej rezystywności I (półprzewodnik samoistny) wstrzykiwane są dziury z P i elektrony z N, powodując wzrost konduktywności tego obszaru proporcjonalny do płynącego prądu. Zastosowania: - modulator amplitudy - klucz - tłumik 24. Narysuj symbol, charakterystykę prądowo napięciową oraz podaj główne właściwości i zakres zastosowań diod tunelowych. Główna właściwość ujemna rezystancja dynamiczna: Odtłumianie obwodów rezonansowych generator Generator mikrofalowy

7 W Narysuj strukturę z zaznaczoną polaryzacją, opisz zasadę działania, narysuj charakterystyki OE: wejściową i wyjściową tranzystora bipolarnego typu NPN. 2. Narysuj strukturę z zaznaczoną polaryzacją, opisz zasadę działania, narysuj charakterystyki OE: wejściową i wyjściową tranzystora bipolarnego typu PNP. 3. Zdefiniuj współczynniki wzmocnienia prądowego tranzystora bipolarnego. Jaki jest wpływ zerowego prądu kolektora na te parametry? Powstała para dziura-elektron jest wymiatana z warstwy zaporowej: dziura do bazy, elektron do kolektora. 4. Narysuj i podaj zależności dla podstawowego modelu Ebersa Molla tranzystora bipolarnego. 5. Narysuj schematy i podaj zależności opisujące elementy przekształconych modeli (dogodnych do obliczeń) Ebersa Molla: nieliniowego i zlinearyzowanego. 6. Wymień najważniejsze parametry tranzystora bipolarnego. - moc admisyjna P max (hiperbola mocy) - prąd maksymalny I cmax - prąd zerowy IC0 - maksymalne napięcie U CEmax - napięcie nasycenia U CEsat - współczynnik wzmocnienia prądowego B 0 7. Co to jest napięcie Early ego tranzystora bipolarnego? Zjawisko Early'ego nazywane jest również zjawiskiem modulacji efektywnej szerokości bazy. Powoduje ono zmianę wielkości wejściowych (I E, U EB) wskutek zmiany wielkości wyjściowych (U CB), czyli występuje sprzężenie zwrotne. Zjawisko Early'ego związane jest z dyfuzyjnym charakterem transportu nośników w bazie.

8 8. Jaki jest wpływ temperatury na parametry tranzystora bipolarnego? 9. Co to jest punkt pracy tranzystora bipolarnego? Narysuj charakterystyki wyjściowe tranzystora w konfiguracji OE z zaznaczonym obszarem, na którym może się znaleźć punkt pracy. Opisz ograniczenia w doborze punktu pracy. 10. Co to jest punkt pracy tranzystora bipolarnego? Opisz na jakie parametry układu elektronicznego ma wpływ dobór punktu pracy. Punkt pracy punkt na charakterystyce danego urządzenia lub elementu, w którym zachodzi jego działanie i w którym mogą zostać określone chwilowe parametry pracy takiego urządzenia lub elementu. Optymalny punktu pracy, dla którego występują najlepsze pożądane własności, lub dla którego żywotność elementu jest najdłuższa. 11. Narysuj schemat, podaj/wyprowadź równia i opisz właściwości układu polaryzacji tranzystora bipolarnego z wymuszonym (stałym) prądem bazy.

9 12. Narysuj schemat, podaj/wyprowadź równia i opisz właściwości układu polaryzacji tranzystora bipolarnego ze sprzężeniem kolektorowy. 13. Narysuj schemat, podaj/wyprowadź równia i opisz właściwości układu polaryzacji tranzystora bipolarnego z zasilaniem potencjometrycznym. 14. Co to jest statyczna prosta pracy? 15. Narysuj przykładowy schemat i wyjaśnij zasadę działania układ polaryzacji tranzystora bipolarnego z elementami nieliniowymi. 16. Model hybryd p tranzystora bipolarnego narysuj schemat, podaj zależności opisujące poszczególne elementy modelu. Do czego jest wykorzystywany ten model? Zastosowania: - analiza układów tranzystorowych dla sygnałów zmiennych - wyznaczanie parametrów roboczych - wyznaczanie zakresu częstotliwości pracy układów

10 17. Narysuj modele hybryd p tranzystora bipolarnego obowiązujące dla: a) niskich i średnich częstotliwości b) dla wysokich częstotliwości 18. Wymień i zdefiniuj częstotliwości graniczne tranzystora bipolarnego. 19. Narysuj schematy i zdefiniuj elementy modeli tranzystora bipolarnego opisanych macierzami y i h.

11 W Opisz budowę i zasadę działania tranzystora polowego typu PNFET (JFET) z kanałem dowolnego typu. Wyjaśnij zjawisko nierównomiernego rozkładu warstwy zaporowej wzdłuż kanału. 2. Narysuj symbol, podaj sposób polaryzacji oraz narysuj charakterystyki tranzystora polowego JFET z kanałem typu n. 3. Narysuj symbol, podaj sposób polaryzacji oraz narysuj charakterystyki tranzystora polowego JFET z kanałem typu p. 4. Podaj podstawowe parametry tranzystorów polowych typu JFET. Parametry statyczne: - napięcie progowe U p - prąd drenu I DSS (U GS = 0) - rezystancja w stanie włączenia r ds - maksymalny prąd bramki I Gmax - prąd drenu w stanie odcięcia I Dmin Parametry dynamiczne: - transkonduktancja g mm - pojemność wejściowa C wes - pojemność wyjściowa C wys - pojemność zwrotna C ws - pole wzmocnienia f S - czas włączenia t on - czas wyłączenia t off Parametry graniczne: - maksymalne napięcie źródło dren U DSmax - maksymalny prąd drenu I Dmax - maksymalne napięcie bramka źródło U GSmax - moc strat P max

12 5. Podaj ograniczenia w doborze punktu pracy tranzystora polowego typu JFET. 6. Narysuj schemat, podaj/wyprowadź równania i opisz właściwości dwubateryjnego układu polaryzacji tranzystora JFET. 7. Narysuj schemat, podaj/wyprowadź równania i opisz właściwości układu polaryzacji tranzystora JFET z automatycznym minusem. 8. Narysuj schemat, podaj/wyprowadź równania i opisz właściwości potencjometrycznego układu polaryzacji tranzystora JFET. 9. Narysuj schemat, podaj/wyprowadź równania i opisz właściwości układu polaryzacji tranzystora JFET ze sprzężeniem drenowym.

13 10. Narysuj małosygnałowy schemat zastępczy tranzystora polowego JFET. Scharakteryzuj jego elementy. 11. Opisz budowę i zasadę działania tranzystora MOS z kanałem typu p, normalnie wyłączonym. Wyjaśnij zjawisko nierównomiernego rozkładu kanału. 12. Opisz budowę i zasadę działania tranzystora MOS z kanałem typu n, normalnie wyłączonym. Wyjaśnij zjawisko nierównomiernego rozkładu kanału. 13. Opisz budowę i zasadę działania tranzystora MOS z kanałem typu p, normalnie włączonym. Wyjaśnij zjawisko nierównomiernego rozkładu kanału. 14. Opisz budowę i zasadę działania tranzystora MOS z kanałem typu n, normalnie włączonym. Wyjaśnij zjawisko nierównomiernego rozkładu kanału.

14 15. Narysuj symbol, podaj sposób polaryzacji oraz narysuj charakterystyki tranzystora MOS z kanałem typu p, normalnie wyłączonym. 16. Narysuj symbol, podaj sposób polaryzacji oraz narysuj charakterystyki tranzystora MOS z kanałem typu n, normalnie wyłączonym. 17. Narysuj symbol, podaj sposób polaryzacji oraz narysuj charakterystyki tranzystora MOS z kanałem typu p, normalnie włączonym. 18. Narysuj symbol, podaj sposób polaryzacji oraz narysuj charakterystyki tranzystora MOS z kanałem typu n, normalnie włączonym.

15 19. Podaj podstawowe parametry tranzystorów typu MOSFET. Parametry statyczne: Parametry dynamiczne: - napięcie progowe U T - transkonduktancja g mm - prąd drenu I DSS (U GS = 0) - pojemność wejściowa C wes - rezystancja w stanie włączenia r dson - pojemność wyjściowa C wys - maksymalny prąd bramki I Gmax - pojemność zwrotna C ws - prąd drenu w stanie odcięcia I Dmin - pole wzmocnienia f S - czas włączenia t on Parametry graniczne: - czas wyłączenia t off - maksymalne napięcie źródło dren U DSmax - maksymalny prąd drenu I Dmax - maksymalne napięcie bramka źródło U GSmax - moc strat P max 20. Narysuj statyczne modele nieliniowe tranzystorów typu MOSFET. 21. Narysuj układy polaryzacji tranzystorów typu MOSFET. 22. Jaki jest wpływ temperatury na parametry tranzystorów JFET i MOSFET? 1. Złączowe - temperatura wpływa na prąd zerowy złącza PN, powodując zmniejszanie sie rezystancji wejściowej tranzystora. 2. Temperatura wpływa na wartość U P napięcie to zmienia sie ze wsp. Temperaturowym równym około 2.3 mv/ 0 C 3. Temperatura wpływa na ruchliwość nośników w kanale. Wzrost temperatury spadek ruchliwości spadek konduktancji wyjściowej i przejściowej tranzystora, spadek częstotliwości granicznej 23. Narysuj małosygnałowy schemat zastępczy tranzystora MOSFET. Scharakteryzuj jego elementy.

16 W9 1. Narysuj symbol, strukturę, schemat zastępczy oraz rodzinę charakterystyk tyrystora konwencjonalnego. Podaj/wyprowadź równanie opisujące prąd anodowy elementu. 2. Wymień oraz opisz rodzaje tyrystorów konwencjonalnych. Sieciowe najstarszy typ, stosowane w układach o częstotliwościach pracy 50, 60 Hz jako sterowane prostowniki i włączniki. Szybkie przystosowane do pracy przy częstotliwościach 2 10 khz, budowa z wykorzystaniem tzw. bramki wzmacniającej: dwie struktury pnpn: pomocnicza i główna. Po podaniu impulsu bramkowego włącza się struktura pomocnicza, wywołany w niej przepływ prądu anodowego włącza strukturę główna. Stosowane jako przełączniki mocy/ Impulsowe - o bardzo krótkich czasach przełączania, dużych wartościach chwilowego prądu szczytowego i małych średniego, stosowane np. w urządzeniach radarowych. 3. Co to jest i czym się charakteryzuje GTO? Narysuj jego symbol i charakterystykę prądowo napięciową. Dla dodatniej polaryzacji bramki sterujemy załączaniem tyrystora tak jak w przypadku SCR. Gdy do bramki doprowadzimy prąd o ujemnej polaryzacji i wartości około 20% prądu anodowego wyłączamy tyrystor.

17 4. Co to jest i czym się charakteryzuje Triak? Narysuj jego symbol i charakterystykę prądowo napięciową. tyrystor dwukierunkowy 5. Co to jest i czym się charakteryzuje Diak? Narysuj jego symbol i charakterystykę prądowo napięciową. Dynistor pracujący dwukierunkowo. 6. Co to jest i czym się charakteryzuje IGBT? Narysuj jego symbol i charakterystyki: przejściową i wyjściową. Tranzystor bipolarny z izolowana bramka Połączenie właściwości tranzystorów: bipolarnego i polowego: - niskie napięcie przewodzenia, - krótkie czasy przełączania: ton (0.4 1) μs, toff (0.8 2) μs, - częstotliwości pracy (10 50) khz, - duża impedancja wejściowa, - duża dopuszczalna gęstość prądów - duży obszar pracy bezpiecznej

18 W10 1. Narysuj symbol wraz z układem zasilania oraz charakterystykę wzmacniacza operacyjnego. Jakie wzmocnienia charakteryzują układ? Podaj zależność na napięcie wyjściowe wzmacniacza. Wzmocnienie napięciowe różnicowe nazywane wzmocnienie: Wzmocnienie sumacyjne wzmacniacza operacyjnego: 2. Co to jest wyjściowe napięcie niezrównoważenia wzmacniacza operacyjnego? Jakie parametry wejściowe układu mają na nie wpływ? 3. Wyjaśnij pojęcie wejściowego napięcia niezrównoważenia wzmacniacza operacyjnego. Co powoduje jego powstawanie? /\ 4. Wyjaśnij pojęcia wejściowych prądów: polaryzacji i niezrównoważenia występujących we wzmacniaczu operacyjnym. Co powoduje ich powstawanie? /\ Polaryzacji: Niezrównoważenia: 5. Jak skompensować wyjściowe napięcie niezrównoważenia wzmacniacza operacyjnego? Wiele wzmacniaczy ma dodatkowe wyprowadzenia do kompensacji wejściowego napięcia niezrównoważenia. 6. Co to jest CMRR? Współczynnik tłumienia sygnału wspólnego CMRR (Common Mode Rejection Ratio):

19 7. Zdefiniuj rezystancje wejściowe i wyjściową wzmacniacza operacyjnego. Jakiego rzędu wartości one przyjmują. Dla wzmacniaczy zbudowanych na tranzystorach bipolarnych R wer jest rzędu M, R wes jest rzędu G. Dla wzmacniaczy operacyjnych z wejściem różnicowym opartym na tranzystorach polowych obie rezystancje przyjmują jeszcze większe wartości porównując do wzmacniaczy zbudowanych z tranzystorów bipolarnych. 8. Narysuj model idealnego wzmacniacza operacyjnego i podaj wartości jego parametrów. 9. Narysuj schemat blokowy i amplitudową charakterystykę częstotliwościową wzmacniacza operacyjnego. Wyjaśnij na czym polega kompensacja częstotliwościowa układu. Transmitancja skompensowanego biegunem dominującym (C K) wzmacniacza operacyjnego 10. Zdefiniuj parametr SR wzmacniacza operacyjnego. Wyjaśnij różnicę pomiędzy pasmem małosygnałowym i wielkosygnałowym układu. Szybkość narastania napięcia wyjściowego SR 11. Wyjaśnij zjawisko masy pozornej występującej we wzmacniaczach operacyjnych.

20 W11 1. Co to są rezystory NTC? Podaj ich parametry i zastosowania. 2. Co to są termopary. Opisz ich budowę i zasadę działania. Termopary (siła elektromotoryczna na styku dwóch metali) kompensacja przez temperaturę odniesienia. 3. Co to jest Ogniwo Peltiera? Opisz jego budowę i zasadę działania. Ogniwo Peltiera (pompa ciepła) zjawisko odwrotne niż w termoparze. TEC thermoelectric cooler Efekt Peltiera wydzielanie lub pochłanianie ciepła na styku dwóch materiałów w zależności od kierunku przepływającego przez nie prądu. 4. Co to jest warystor? Narysuj jego symbol oraz charakterystykę. Podaj zastosowania tego elementu. Warystor rezystor półprzewodnikowy o wartosci rezystancji zależnej od przyłożonego napięcia. Służy głównie do zabezpieczania obwodów elektrycznych przed przepięciami.

21 5. Co to są magnetorezystory? Narysuj ich charakterystykę i podaj typowe zastosowania. Np. w dyskach twardych komputerów (głowice). 6. Co to jest hallotron? Opisz jego budowę i zasadę działania. Podaj przykładowe zastosowania elementu. Zastosowania: - pomiar kierunku i wartości pola magnetycznego (układy stabilizacji pola) - pomiar natężeń b. dużych prądów płynących w przewodach - pomiar mocy prądów stałych i zmiennych (prąd w obw. Pomiarowym jest źródłem pola magn., prądy hallotronu jest proporcjonalny do napięcia na obciążeniu, napięcie Halla jest miarą mocy - rejestracja przemieszczeń, drgań itp. 7. Co to są tensometry? Wyjaśnij ich zasadę działania i podaj zastosowania. Tensometr miernik naprężeń. Stosuje sie rezystory, których rezystancja zależy od zmian ich kształtu. Mostek tensometryczny może posłużyć także do pomiarów np. ciśnienia. Wtedy tensometry są naklejone na membranę, na która działa np. ciecz pod ciśnieniem powodująca odkształcenie membrany. W podobnym układzie (mostek umieszczony na membranie dodatkowo obciążonej masą) tensometry stosuje sie do pomiarów przyspieszenia.

22 W13 1. Wyjaśnij różnicę pomiędzy rezystorem liniowym i nieliniowym. Jakie właściwości posiadają rezystory nieliniowe? - rezystory nieliniowe są elementami półprzewodnikowymi lub układami elektronicznymi - wartości rezystancji dynamiczne i statycznej mogą być różne - w większości przypadków wykorzystujemy fakt, że rezystancja dynamiczna jest większa od statycznej - rezystancja dynamiczna może przyjmować wartości ujemne 2. Podaj wartości rezystorów przewlekanych o oznaczeniach np: R39, 6k8, k91, 3M3 0.39, 6.8k, 0.91k, 3.3M. 3. Podaj wartości rezystorów powierzchniowych o oznaczeniach np: 2R7, 110, 432, , 11, 43k, 39M 4. Wyjaśnij pojęcie tolerancji rezystora. Wymień szeregi rezystancyjne. Wartości rezystorów są rozłożone w szeregi, mówiące o tolerancji czyli granicy przedziału w jakiej znajduje się rzeczywista wartość rezystancji. Tolerancja: Mamy następujące szeregi: - E % - E % - E % - E % - E % - E % 5. Podaj i scharakteryzuj parametry rezystorów. Moc znamionowa P zn jest to największa moc tracona na rezystorze dla w temperaturze +400C lub +700C. Zmianę rezystancji wywołaną zmianą temperatury określa współczynnik TWR. Zmiana ta jest podawana w %/0C lub w ppm/ 0 C Rezystory zmieniają swoje parametry w czasie współczynnik CWR: Napięciem granicznym rezystora nazywamy wartość napięcia stałego (lub amplitudy zmiennego) jaką można przyłożyć do końcówek rezystora nie powodując jego uszkodzenia lub powstania nieodwracalnych zmian jego parametrów. Rezystancją krytyczną nazywamy rezystancje, przy której napięcie maksymalne wywołuje wydzielanie się dopuszczalnej mocy znamionowej na rezystorze. Szum termiczny ziarnisty charakter przepływu prądu, nie wszystkie elektrony w rezystorze poruszają się zgodnie z kierunkiem przepływu prądu. Jest to szum biały. Szumy prądowe (strukturalne) wynikają z niejednorodności i zanieczyszczeń materiału z jakiego wykonany jest rezystor. Wartość ich jest podawana wprost przez producenta.

23 6. Narysuj modele zastępcze rezystorów. Jaka wielkość wpływa na zastosowanie poszczególnych modeli? Przebieg modułu impedancji. 7. Wymień rodzaje potencjometrów. Jakie charakterystyki posiadają potencjometry? - tablicowe (obrotowe, suwakowe) - precyzyjne (jedno lub wieloobrotowe) - dostrojcze (trymery) - tłumiki 8. Opisz właściwości kondensatorów dla prądu stałego i zmiennego. Istnieją takie kondensatory nieliniowe, których pojemność zmienia sie w zależności od przyłożonego dodatkowego napięcia. Energia w kondensatorze jest gromadzona w postaci pola elektrycznego. Część energii zamieniana jest w ciepło powodując nagrzewanie sie elementu. Przy projektowaniu układów elektronicznych z wykorzystaniem kondensatorów należy wyznaczyć wartość pojemności kondensatora oraz warunki jego pracy. 9. Jakie wartości posiadają kondensatory o oznaczeniach np: 330, 562, 394, 105? 33pF, 5.6nF, 390nF, 1uF

24 10. Wymień parametry kondensatorów. Dopuszczalne napięcie znamionowe jest to chwilowa wartość sumy napięcia stałego i amplitudy napięcia zmiennego jaka można przyłożyć do końcówek kondensatora nie powodując jego uszkodzenia (przebicia warstwy dielektryka). Wartość napięcia znamionowego zależy od typu dielektryka. Wartość napięcia znamionowego podaje sie wprost na obudowie kondensatora lub koduje za pomocą litery. Temperaturowy wspólczynnik pojemnosci TWC: TWC podaje się w [%/K] lub [ppm/k]. ESR (equivalent series resistance) zastępcza rezystancja szeregowa R s. ESL (equivalent series inductance) zastępcza indukcyjność szeregowa L s i związana z nią resztkowa reaktancja indukcyjna Współczynnik strat: Dobroć kondensatora: Moc strat wydzielana na kondensatorze: Impedancja kondensatora: Częstotliwość rezonansu własnego, przy której: Prąd upływu związany z rezystancja dielektryka R p (zakres m. cz.) Odporność na napięcie impulsowe określa częstotliwość z jaką kondensator może być ładowany i rozładowywany 11. Narysuj schemat kondensatora dla zakresu wielkich częstotliwości i opisz poszczególne elementy modelu. 12. Opisz właściwości cewki dla prądu stałego i zmiennego.

25 13. Co to jest głębokość wnikania? Efekt naskórkowy związany jest z nierównomiernym rozkładem prądu płynącego przez przewodnik. Ze wzrostem częstotliwości największa gęstość (czasami całość) prądu występuje przy powierzchni zewnętrznej przewodu. Wtedy wzrastają straty w przewodniku. Parametrem opisującym efekt naskórkowy jest głębokość wnikania: 14. Narysuj charakterystyki magnesowania rdzeni wykonanych z tzw. materiałów miękkich i twardych. 15. Wymień parametry cewek. Dobroć określa zdolność cewki do gromadzenia energii w polu magnetycznym w odniesieniu do strat energii w jednym cyklu pobudzenia: Temperaturowy współczynnik indukcyjności: podawany w [%/0C] lub [ppm/k]. Dopuszczalna wartość prądu drut musi mieć odpowiednia średnicę ze względu na gęstość prądu J (stosunek natężenia prądu do powierzchni przekroju poprzecznego drutu). Drut sie nagrzewa i w ekstremalnej sytuacji może sie przepalić. Dlatego ważne są warunki chłodzenia. Dopuszczalna wartość napięcia związana z izolacją pomiędzy poszczególnymi zwojami jak i warstwami uzwojeń. Konieczność odpowiedniego rozmieszczenia uzwojeń, odpowiedniej izolacji pomiędzy warstwami uzwojeń oraz odpowiedniego rozmieszczenia wyprowadzeń. 16. Narysuj schemat zastępczy cewki dla zakresu wielkich częstotliwości. Opisz elementy modelu. Występuje rezonans własny: Dla częstotliwości powyżej f r cewka traci właściwości indukcyjne.