سالن مطالعه ارشد (الکترونیک)

[سمندون 19,437]

به نام خدا

خوب دومین تاپیک از مجموعه تاپیک های سالن مطالعه کنکور ارشد رو با درس الکترونیک شروع میکنیم ...

الکترونیک یکی از دروس مهم و اساسی رشته برق هست مخصوصا در گرایش های الکترونیک -مخابرات -مهندسی پزشکی-مکاترونیک -کنترل که ضریب 3 یا 4 رو در کنکور کارشناسی داراست .

 

قصد بر این بود که چون این تاپیک برای آمادگی جهت کنکور ارشد میباشد زیاد بر مفاهیم پایه تکیه نکنیم و فرض را بر این بگذاریم که دوستان با این مفاهیم آشنا هستند ولی به پیشنهاد دوستان تا حدودی به مفاهیم پایه هم خواهیم پرداخت .

 

همانطور که در تاپیک اصلی سالن مطالعه ارشد بیان شد این مباحث به صورت مشارکتی برگزار میگردد و با بحث آموزش متفاوت است .

قرار بر این است که هر کدام از دوستان از روی منبع دلخواه خود مباحث را دنبال کرده و نکات مهم را در این تاپیک یادداشت کنیم .یا به عبارتی این مکان جایگزین دفترچه نت برداری ما خواهد شد . با این کار نکات مهم را با یکدیگر به اشتراک گذاشته و به این طریق بر تسلط خود بر مباحث خواهیم افزود.

مباحث مورد بررسی شامل:

• دیود و مدارهای دیودی
  
• ترانزیستور Bjt
  
• ترانزیستور Fet
  
• تقویت کننده های چند طبقه و فرکانس قطع
  
• منابع جریان و تقویت کننده های تفاصلی
  
• فیدبک
  
• تقویت کننده های عملیاتی
  
• تنطیم کننده ولتاژ
  
• تقویت کننده های قدرت
  

خوب همونطور که اکثرا میدونیم الکترونیک خیلی درس مهمی هست و درسی نیست که کسی حذف بکنه و به این دلیل از ااهمیت خاصی برخوردار هست .برای داشتن درصد خوب و قابل قبول باید تلاش بسیاری انجام بشه و همینزور تمرین و تست بسیار زیادی .

مراجعی که برای این درس مطرح میشه :

1. مبانی الکترونیک دکتر میرعشقی
   
2. مبانی الکترونیک سدرا
   
   
3. الکترونیک نشلسکی
   
4. مبانی الکترونیک شفیعی
   
5. .......
   

جزوات کنکوی هم که :پارسه -پردازش-گسترش علوم و .............

 

انتخاب هر کدوم از این منابع و جزوه ها اختیاری هست و چه بهتر که هر کس منبع مختلفی رو انتخاب کنه تا در به اشتراک گذاشتن نکات مختلف مفیدتر باشیم

 

درپایان باز هم از تمامی دوستان دعوت میکنم که در این مسیر همراه ما باشند و از نکات مهم دفترچه یادداشتشان دیگران را هم بهره مند سازند .....

 

 

لطفا برای آشنایی با این مجموعه تاپیک ها به سالن مطالعه کنکور ارشد و برای هرگونه پیشنهاد و انتقادی به گفتگو پیرامون ارشد 91 گروه برق مراجعه گردد .تا این تاپیک از روند خودش خارج نشه :rose:

با امید موفقیت همگی در تمامی مراحل زندگی

موفق و پیروز باشیم...

[سمندون 19,437]

فهرست مطالب :

 

فصل اول : دیود ها و مدارهای دیودی

 

.

 

 

.

[سمندون 19,437]

نیمه هادی ها:

 

کلمه نیمه هادی خودش گویا هست که چه معنی میده ,یک نیمه هادی ماده ای هست که سطح هدایتش چیزی بین 2 حد یک عایق و یک هادی باشد .

 

نیمه هادی نوع N:

 

با اضافه کردن یک اام 5 ظرفیتی یه یه اتم 4 ظرفیتی به وجود میآید .در این نیمه هادی الکترون ها عامل هدایت هستن بنابراین ------->ااکترون ها =عامل اکثریت و حفره ها =عامل اقلیت

 

* اتمی که به راحتی الکترون آزاد میکند رو اتم ذهنده (donor) مینامیم و میزان ناخالصی این اتم را با ND نمایش میدیم .

نیمه هادی نوع P:

 

با اضافه کردن یک اتم 3 ظرفیتی یه یه اتم 4 ظرفیتی به وجود میآید .در این نیمه هادی حفره ها عامل هدایت هستن بنابراین ------->حفره ها =عامل اکثریت و ااکترون ها=عامل اقلیت

 

*اتمی که به راحت میتونه الکترون بگیره رو (acceptor) مینامیم و میزان ناخلصی این اتم رو با NAنمایش میدیم

[سمندون 19,437]

انواع جریان در نیمه هادی ها :

 

1- جریان هدایتی:جرکت حامل ها (الکترون ها/حفره ها )بر اثر میدان الکتریکی ناشی از ولتاژ خارجی.

 

*تو هر نوع نامه هادی nیا p جریان I برابر با -----> I=In+Ip

2-جریان انتشاری:بر اثر میادان خارجی نیست بلکه در داخل نیمه هادی بر اثر عدم یکنواختی تراکم حامل ها (ناشی از ااختلاف علظت حامل ها)ایجاد میشود

 

قانون اثر جرم (توده):

حاصلضرب چگالی الکترون ها (n) و چگالی حفره ها (p) همواره برابر مربع چکالی نمی هادی ذاتی (Ni) هست :

 

از فرمول بالا 2 فرمول زیر نتیچه میشن :

 

 

که در اون Nd = چگالی الکترون های ازاد که در اینجا تقریبا برابر Nd هست .و همینطور برای NA = چگالی حفره ها

 

*اگر به یک نیمه هادی ناحالصی n , p رو با هم اضافه کنیم چگالی حفره ها و الکترون ها از این رابطه محاسبه میشود:

 

P + ND = n + NA

[سمندون 19,437]

دیود نیمه هادی :

 

با اتصال 2 قطعه نیمه هادی n وp در محل اتصال الکترون آزاد و حفره ای وجود نداره و مثل عایق عمل میکنه . (ناحیه تخلیه یا تهی ) .همونطور که میدونیم این ناحیه مثل یک خازن عمل میکنه و بارهای مثبت و منفی اون ناحیه تشکیل یک ولتاژ به نام ولتاژ یا پنانسیل سد (ولتاژ آستانه یا هدایت دیود ).

 

*نکته مهم: هر چی میزان ناحالصی (doping ) افزایش بدیم -------->عرض ناحیه تهی کاهش (یعنی رابطه عکس )

 

بایاس دیود:

اتصال ولتاژ دی سی به دیود رو بایاس میگیم که 2 حالت داره :

1- بایاس مستقیم : نیمه هادی n به منفی وصل و اون یکی نیمه هادی به مثبت وصل.که در این حالت داریم ----->با افزایش ولتاژ باتری از ولتاژ آستانه ناحیه تهی از بین میره و در مدار جریان برقرار میشه .

 

2-بایاس معکوس : بر عکس حالت بالا بایاس میکنیم و داریم --------->ناحیه تخلیه از بین نمیره و تازه عرضش هم بیشتر میشه و در مدار جریانی نداریم .

 

* البته به خاطر گرما و شکسته شن پیوند ها و ترکیب مجددشون جریانی میگذره از دیود که جریان اشباع معکوس(نشتی) نام داره و خیلی کم هست در حد نانو آمپر.یادمون باشه این جریان ناشی از حامل های اقلیت هست و به گرما و جنس نیمه هادی بستگی داره .

 

*جریان اشباع معکوس به ازای افزایش هر 10 درجه سانتی گراد 2 برابر میشه:

Is2 =Is1 * 2 (t2-t1)/10

 

[سمندون 19,437]

* ولتاژ آستانه هدایت دیود با افزایش هر درجه جرارت خدود 2 میلی ولت کم میشه .

 

* هر چه ولتاژ معکوس دیود بیشتر شود عرض ناحیه تخلیه بیشتر شده و ظرفیت خازن پیوند کاهش می یابد .

 

*منحنی ولت -آمپر دیود :

 

در این شکل ناحیه بایاس مستقیم و معکوس و ناحیه شکست نشون داده شده .

 

ناحیه گرایش مستقیم :

 

وقتی که ولتاژ دو سر دیود مثبت باشه دیود وارد ناحیه گرایش مستقیم میشه و جریان زیر از دیود عبور میکنه :

 

 

مقدار VT هم از رابطه روبرو مشخص میشه : VT=kT/q

k =ثابت بولتزمن ,T درجه حرارت کلوین , q بار الکتریکی

ولتاژ حرارتی هست و مقدار اون رو در دمای اتاق حدود 26 یا 25 میلی ولت میگیریم .

 

اگر جریان دیود به اندازه کافی بزرگ باشه که بتونیم به طور تقریبی بنویسیم در این صورت ولتاژ دیود نیز از رابطه زیر بدست میآید :

 

توجه داشته باشین این فرمول مهم هست و اکثرا سوال داشته تو کنکور.

 

ناحیه گرایش معکوس:

 

وقتی که ولتاژ دو سر دیود معکوس شوذ,دیود وارد ناحیه معکوس میشود.اگر این ولتاز منفی چندین بار از کوچکتر باشد ,مقدار جریان معکوس :

 

ناحیه شکست :

وقتی که ولتاژ معکوس دو سر دیود از مقدار مشخصی که مقدار شکست نامیده میشود تجاوز کند وارد ناحیه شکست میشود . یعنی دیود جریان دیود ناکهان با یه شیب خیلی زیاد اضافه میشه که به این حالت پدیده شکست میگیم و ولتاژش رو ولتاژ معکوس دیود مینامیم .

 

*پدیده شکست در نیمه هادی :

به خاطر 2 پدیده زنر (شکست ) و شکست بهمنی رخ میده.

 

اگر : Vx (حدودا بین 2 تا 5 ولت )شکست زنری ---->این شکست ناشی از یک شدت میدان بسیار قوی که به راحتی میتونه الکترون ها رو از شبکه کریستالی خارج کنه و به صورت الکترون ازاد در بیاره .یعنی حتی در ولتاژ های کم معکوش,یههو جریان زیادی رو به وجود میاره .

 

و اگر هم بزرگتر از 6 ولت باشه ---->شکت بهمنی ------>ناشی از نسبت کم ناخالصیها

 

*شکست زنری قبل از شکست بهمنی اتفاق می افته و ولتاژ شکست اون Vx نام داره .

 

 

 

[سمندون 19,437]

مقاومتهای دیود

 

1) مقاومت استاتیکی : مقاومت در جریان dc, برای نقطه کار ثابت :

 

Rdc = vD / ID

2) مقاومت دینامیکی: مقاومت در جریان ac,تغییر مقاومت لایه سد هست و لا آفزایش ولتاژ خارجی کمتر میشه .

Rac = Rav =rd = ∆vD /∆ID

*در نقطه کار دیود :

Rd = VT /ID

پس با توجه به این رابطه میتونیم بگیم که مقاموت دینامیکی با افزایش دما زیاد و با افزایش جریان کم میشه .

 

پیشنهاد میکنم سوال ارشد برق سال 81 رو مرور کنید .

[سمندون 19,437]

مدار های معادل دیود

 

1-دیود ایده آل که مثل کلید عمل میکنه

 

2-دیود ایده آل همراه با ولتاژ آستانه

 

 

3-دیود ایده آل همراه با ولتاژ آستانه و مقاومت بایاس مستقیم دیود

 

[سمندون 19,437]

خاصیت خازنی دیود :

1- خازن گذر (انتقال )(ct):خازنی است که بر اثر بارهای مقابل در 2 نیمه هادی pوn دیود تشکیل میشود .کاربرد این خارنها ------->تیونر ها -مدارهای رادیو تلوزیون -الک صنعتی

 

.

این پست تکمیل میشود ........