2016.10.05 LED, dioder, zenerdioder og likerettere - studieveiledning for o...Sven Åge Eriksen
2016.10.05 LED, dioder, zenerdioder og likerettere - studieveiledning for onsdag 05.10.2016 - bauw 15-18 - m helt ferdig 2016.10.05 -11.03 - Sven Åge Eriksen
2016.10.05 LED, dioder, zenerdioder og likerettere - studieveiledning for o...Sven Åge Eriksen
2016.10.05 LED, dioder, zenerdioder og likerettere - studieveiledning for onsdag 05.10.2016 - bauw 15-18 - m helt ferdig 2016.10.05 -11.03 - Sven Åge Eriksen
2016.11.30 energiforskyningssystemer ac 12 AC DC energi enerforskyningss...Sven Åge Eriksen
2016.11.30 energiforskyningssystemer ac 12 AC DC energi enerforskyningssystemer tn-systemer tt-systemer tn-s-c-systemer tn-s-systemer sammendrag sven åge eriksen fagskolen telemark Thomas edison nicola tesla
2016.09.26 studieveiledning i 2 timer web i elektroteknikk for 26.09.2016 t...Sven Åge Eriksen
2016.09.26 studieveiledning i 2 timer web i elektroteknikk for 26.09.2016 tom kap.3 - r ELEKTROTEKNIKK TOM KAPITTEL 3 SVEN ÅGE ERIKSEN FAGSKOLEN TELEMARK age, elektro, ems, eriksen, fagskolen, målebru, ohm, parallellkobling, phytagoras, seriekobling, superposisjon, sven, telemark, theorem, wheatstone, resistans, volt, ampere
2016.10.24 studieveiledning i 2 timer web i elektroteknikk kap.4 - versjon ...Sven Åge Eriksen
2016.10.24 studieveiledning i 2 timer web i elektroteknikk kap.4 - versjon m - 2016.10.17 - 1.klasser Sven Åge Eriksen ELEKTROTEKNIKK KAPITTEL 4 FAGSKOLEN TELEMARK
The document discusses two specialized semiconductor devices - the unijunction transistor (UJT) and the silicon controlled rectifier (SCR). It provides details on their operation and applications. Specifically:
- The UJT and SCR are specialized transistors that act as electronic switches. They are smaller, more efficient, and reliable than previous switching devices.
- The UJT can be used as a trigger for an SCR or in oscillator circuits due to its ability to produce spikes and a sawtooth waveform. The SCR is used in high-voltage, high-current applications like motor speed controls.
- The document provides circuit diagrams and explanations of how each device works, including how they are turned on and off and
Part of Lecture series on EE321N, Power Electronics-I delivered by me during Fifth Semester of B.Tech. Electrical Engg., 2012
Z H College of Engg. & Technology, Aligarh Muslim University, Aligarh
Please comment and feel free to ask anything related. Thanks!
2016.11.30 energiforskyningssystemer ac 12 AC DC energi enerforskyningss...Sven Åge Eriksen
2016.11.30 energiforskyningssystemer ac 12 AC DC energi enerforskyningssystemer tn-systemer tt-systemer tn-s-c-systemer tn-s-systemer sammendrag sven åge eriksen fagskolen telemark Thomas edison nicola tesla
2016.09.26 studieveiledning i 2 timer web i elektroteknikk for 26.09.2016 t...Sven Åge Eriksen
2016.09.26 studieveiledning i 2 timer web i elektroteknikk for 26.09.2016 tom kap.3 - r ELEKTROTEKNIKK TOM KAPITTEL 3 SVEN ÅGE ERIKSEN FAGSKOLEN TELEMARK age, elektro, ems, eriksen, fagskolen, målebru, ohm, parallellkobling, phytagoras, seriekobling, superposisjon, sven, telemark, theorem, wheatstone, resistans, volt, ampere
2016.10.24 studieveiledning i 2 timer web i elektroteknikk kap.4 - versjon ...Sven Åge Eriksen
2016.10.24 studieveiledning i 2 timer web i elektroteknikk kap.4 - versjon m - 2016.10.17 - 1.klasser Sven Åge Eriksen ELEKTROTEKNIKK KAPITTEL 4 FAGSKOLEN TELEMARK
The document discusses two specialized semiconductor devices - the unijunction transistor (UJT) and the silicon controlled rectifier (SCR). It provides details on their operation and applications. Specifically:
- The UJT and SCR are specialized transistors that act as electronic switches. They are smaller, more efficient, and reliable than previous switching devices.
- The UJT can be used as a trigger for an SCR or in oscillator circuits due to its ability to produce spikes and a sawtooth waveform. The SCR is used in high-voltage, high-current applications like motor speed controls.
- The document provides circuit diagrams and explanations of how each device works, including how they are turned on and off and
Part of Lecture series on EE321N, Power Electronics-I delivered by me during Fifth Semester of B.Tech. Electrical Engg., 2012
Z H College of Engg. & Technology, Aligarh Muslim University, Aligarh
Please comment and feel free to ask anything related. Thanks!
The document discusses the unijunction transistor (UJT) and programmable unijunction transistor (PUT). It describes their equivalent circuits, characteristics, and use in relaxation oscillator circuits. The UJT equivalent circuit includes two resistors (one fixed, one variable) and a diode. The PUT can be programmed by an external voltage divider to turn on at a certain voltage. Both devices can be used in relaxation oscillator circuits where the capacitor charges and discharges through the transistor and resistors to generate oscillating waveforms.
El transistor de Unijuntión (UJT) se utiliza como generador de pulsos de disparo para SCR y TRIACs. Consta de dos cristales semiconductoras unidos por una zona P-N. Funciona disparándose cuando la tensión en el emisor supera la tensión intrínseca, lo que reduce la resistencia entre las bases y genera un pulso. Esto permite usar el UJT para generar pulsos en diente de sierra que controlen la velocidad de motores u otros dispositivos de potencia.
A bipolar junction transistor (BJT) has three regions - the emitter, base, and collector - separated by two pn junctions. In normal operation, the base-emitter junction is forward-biased and the base-collector junction is reverse-biased. The current flowing into the base controls the much larger currents flowing between the collector and emitter. BJTs can be used as amplifiers, switches, or other circuit elements depending on the biasing conditions. Key specifications include the current gain and maximum voltage and current ratings.
The unijunction transistor (UJT) is a three-terminal semiconductor device with a single PN junction. It exhibits a negative resistance characteristic, which makes it useful for oscillator circuits. The UJT consists of a lightly doped N-type silicon bar with a single P-type region forming the emitter junction. It has three terminals - base 1, base 2, and emitter. In its active mode, the UJT shows negative resistance, where increasing the emitter voltage initially causes the emitter current to decrease. This physical phenomenon is called conductivity modulation and is caused by injection of holes from the emitter into the base, decreasing the resistance between the emitter and base 1.
The unijunction transistor (UJT) is a three-terminal semiconductor device that has two operating states: on and off. It consists of three layers of semiconductor material. Current flows through two paths - from the emitter to base 1, and from base 2 to base 1. The UJT turns on when the emitter voltage is about 10V higher than the base 1 voltage, and turns off when the emitter voltage drops to about 3V higher. UJTs are used in relaxation oscillators where a capacitor charges until the UJT turns on and discharges the capacitor, then the UJT turns off and the process repeats.
The document provides information about bipolar junction transistors (BJTs), including:
1) BJTs have three doped semiconductor regions (emitter, base, collector) separated by two pn junctions and operate using both holes and electrons.
2) For a BJT to operate as an amplifier, the base-emitter junction must be forward-biased and the base-collector junction must be reverse-biased.
3) Changes in base current cause much larger changes in collector current, allowing BJTs to amplify signals.
The document discusses transistors, including their history and evolution. It describes how the transistor was invented in 1947 and became the building block of electronics. Moore's Law, which predicted transistors would double every two years, driving down costs, is also mentioned. The key types of transistors - bipolar junction transistors and field effect transistors - are defined. Their basic construction, symbols, operation, and applications as switches and amplifiers are outlined. New developments in transistor technology like 3D transistors are also summarized.
Bipolar junction transistors (BJTs) are three-terminal semiconductor devices consisting of two pn junctions. There are two types, NPN and PNP, depending on the order of doping. BJTs can operate as amplifiers and switches by controlling the flow of majority charge carriers through the base terminal. Proper biasing is required to operate the transistor in its active region between cutoff and saturation. Common configurations include common-base, common-emitter, and common-collector, each with different input and output characteristics. Maximum ratings like power dissipation and voltages must be considered for circuit design and temperature derating.
2016.11.21 dc test elektriske systemer ekw-baw-auw 1 time - dc v.123 Ohms ...Sven Åge Eriksen
2016.11.21 dc test elektriske systemer ekw-baw-auw 1 time - dc v.123 Ohms law Kirchhoffs law serial parallell seriekobling parallellkobling joules law joules lov Sven Åge Eriksen Fagskolen Telemark
Datakommunikasjon dispersjon sven åge eriksen sven age eriksen Fagskolen Telemark singelmodus multimodus fiber transmisjonsmedier analoge digitale signaler tvinnet parkabel koaksialkabel koder nrz manchester ami kode modulasjon demodulasjon modem
Datakommunikasjon Elektronisk kommunikasjon sven åge eriksen fagskolen telemark LAN WAN www world wide web modem graham bell samuel morse local area network wide area nettwork modem telstar
2. Studieveiledning for WEB-
undervisning lørdag 29/10-16
.
BYAU 2015-2018, kl.16:00-19:45 på klasserom Gyda
Emne 06: Elektroniske systemer
Tema: TRANSISTOR 3
Sven Åge Eriksen, sven.age.eriksen@t-fk.no, tlf 416 99 304, Fagskolen Telemark
3.
4.
5.
6.
7. Mål med dagens undervisning om transistorer:
Lære hva en transistor er og kan brukes til
Vite hvor finnes det transistorer
Vite litt om transistorens historie og utvikling , ref Moores lov
Forstå hvordan transistorer virker som bryter / forsterker i enkle kretser
Gjøre enkle beregninger på enkle kretser med transistorer mht
strøm, spenning, resistanser og forsterkning
Det finnes mange typer transistorer og jeg rekker bare og gå igjennom Bipolar Junction Transistor,
med hovedvekt på NPN – type.
8.
9. Skriv navnet ditt både i filnavnet og på selve innleveringen
Skriv 2 streker under svaret
Husk enhet i svaret
Vise metode for utregning
Vær nøye med enheter, mener du kΩ så skriver du kΩ (Ikke KΩ)
Viktig ved innleveringer:
11. Emitterstrømmen er lik kollektorstrømmen + basestrømmen
En BJT er en strømstyrt strømkilde !
β (Beta) = Ic / Ib
α (Alpha) = Ic / Ie
Ie = (β + 1) * Ib
Ie = Ic + Ib
Ie = Ib + Ic
Ie = emiter current
Ib = base current
Ic = collector current
20. Slik virker strømforsterkeren:
Målsettingen her er å gå forståelse av hvordan strømforsterkeren virker. Vi begynner
da med det kjente, og starter med en enkel sluttet krets med en lyspære, en bryter og
et batteri. Lyspæren kan godt byttes ut med en sirene eller lydgiver om vi ønsker det.
Figur 40 A) viser en enkel krets med bryter for å slå på lyset i ei lyspære. Når vi presser inn bryteren sluttes kretsen og
det begynner å gå strøm fra batteriets positive pol gjennom pæra og bryteren, og tilbake til batteriets negative pol.
21. I stedet for å trykke på en bryter, ønsker vi å slå lyset av og på ved hjelp av en liten strøm.
Vi bytter derfor ut bryteren med en transistor. Dersom vi sender en liten elektrisk strøm
inn i basen på transistoren, åpner transistoren slik at det kan gå en stor strøm gjennom
transistoren fra collektor til emitter. Strømmen i basen skaper vi ved å legge en resistans
mellom plusspolen på batteriet og basen på transistoren. Resistansen kan også være
kroppen vår. Den lille strømmen inn i basen medfører dermed at det kan gå en stor strøm
gjennom lyspæra, som begynner å lyse.
22. For at vi skal kunne styre transistorbryteren med en enda mindre strøm, henger
vi på en transistor til, denne koblingen kalles Darlington-kobling:
23. Figur 41 viser hvordan dette kan gjøres ved at vi kobler til enda en transistor. En svært liten strøm i basen på
T1, vil åpne transistoren T1 som vil lede en liten strøm inn i basen til den andre transistoren,T2, som i sin tur
åpner for at en stor gjennom lyspæra. Koblingen slik den er vist i figur 41 blir brukt for å øke
strømforsterkningen i en transistor og går under navnet Darlingtonkobling, oppkalt etter den som først
brukte denne koblinga.
24. 1) Når spenningen mellom basen og emitteren, UBE, hos en transistor passerer ca. 0.6V, begynner det å gå en liten
strøm inn i basen på transistoren. Når det skjer, begynner transistoren å lede, dvs. det går en stor strøm gjennom
transistoren, fra collector til emitter og tilbake til batteriet.
2) 2) Når det går en strøm gjennom en resistans kan vi måle en spenning over den. Spenningen bestemmes av
Ohms lov som sier:
Spenningsverdien = Resistansen * Strømverdien U = R I
Dersom strømmen gjennom resistansen er null, vil det heller ikke bli noe spenningsfall over den. Eller sagt på en
annen måte, dersom spenningen over resistansen er null vil det heller ikke gå noen strøm i den.
25. Se på skjemaet på figur 44 mens vi forklarer kretsens virkemåte. Når vi snakker om spenningen i et punkt, mener vi
alltid spenningsforskjellen mellom dette punktet og jord, som ofte er minuspolen på batteriet.
1. Tenk deg at du holder en finger på hver av de tomåleprobene. Siden huden vår gjerne er litt fuktig, vil det gå en
liten strøm fra plusspolen på batteriet (den øverste plata), gjennom kroppen vår og inn i basen (b) på transistor T1.
2. Når det går en liten strøm inn i basen på transistoren T1, begynner det å gå en stor strøm fra collectoren (c),
gjennom transistoren og ut gjennom emitteren. Dvs. at det også går en stor strøm gjennom motstanden R1.
26. 3. Når det går en stor strøm gjennom motstanden R1, vil det i følge Ohms lov, oppstå en
spenning over denne motstanden, og spenningen i punktet 3 øker.
4. Når spenningen mellom punktet 3 og jord øker, vil også spenningen i punktet 4 øke
omtrent like mye. Dette skyldes at strømmen gjennom motstanden R2 er relativt liten, og
dermed, i følge Ohms lov, også spenningen over motstanden. Motstanden R2 skal hindre
at det går for stor strøm inn i basen på transistor T2.
27. 5. Når spenningen i punkt 4 øker, vil spenningen, UBE, mellom basen og emitteren på transistor T2 øke ut over 0.6V og det
begynner å gå strøm gjennom transistoren. Denne strømmen er vesentlig større enn strømmen gjennom transistoren T1.
Kretsen har med andre ord en betydelig strømforsterkning.
6. Siden strømmen som går gjennom transistoren fra collectoren (c) og emitter (e) også må gå gjennom lydgiveren og/eller
lysdioden vil vi få lys og/eller lyd.
7. Batteriet sørger for at det står spenning over kretsen og får det til å gå strømmer gjennom transistorene.
Når vi nå skjønner hvordan kretsen virker, skal vi se hvordan vi kan anvende den på forskjellige måter.
28. Oppgave: Hva slags transistorkobling er dette ?
Tips: To transistorer som dobler strømforsterkningen
. kalles ?
29. Oppgave: Når gir denne kretsen nr 1 alarm ?
Tips: Går alarmen når det er tørt eller vått ?
30. Oppgave: Når gir denne kretsen nr 2 alarm ?
Tips: Går alarmen når det er tørt eller vått ?
Nå kan du lage en slik krets som passer på blomstene dine og sier ifra når de trenger vann !
31. Tørkealarm
En tørkealarm er en praktisk innretning som f.eks. kan brukes til å "holde øye med" potteplantene.
Når plantene begynner å lengte etter vann, vil en slik alarm si fra og hindre at plantene tørker ut og dør.
Med en svært enkel modifikasjon kan altså vår fuktighetsalarm gjøres om til en tørkealarm. Vi ønsker ingen alarm så lenge
det er vått, men så snart planten begynner å bli tørr skal alarmen gå.
Figuren under viser hvordan dette kan gjøres. En motstand (R4) med svært høy resistans, kobles fra basen på transistor T1
og opp til den positive polen på batteriet. I tillegg kobler vi en ledning fra den samme basen og stikker den ned i jorda på
potteplanten. Vi tar så en annen ledning fra den negative polen på batteriet og stikker ned et annet sted i jorda.
32. Hvordan virker så denne kretsen?
Så lenge jorda er fuktig vil basen på transistor T1 ligge til jord (bokstavelig talt). Dvs. siden jorda i planten er våt leder den
strøm ganske godt (lav resistans), og spenningspotensialet på basen er nesten null. Det går dermed ingen strøm inn i
basen på transistor T1. Det betyr at det heller ikke går noen strøm i T2 og lydgiveren er "død".
Når så jorda begynner å bli tørr, vil resistansen i jorda bli langt høyere, og motstanden R4 drar spenningspotensialet på
basen til T1 opp mot plusspolen på batteriet, og transistor T1 begynner å lede strøm. Strømforsterkeren forsterker opp
denne strømmen og lydgiveren avgir lyd.
Vi har fått en tørkealarm. Dersom lydgiveren gir alarm for sent reduseres verdien på R4.
33. Oppgave: Hva kan denne kretsen brukes til ?
LDR = Lysfølsom resistans
34. Lysalarm
Denne kretsen bruker en lysfølsom resistans (LDR) mellom basen på transistoren T1 og den
positive polen på batteriet. Når det er lyst blir resistansen i den lysfølsomme motstanden lav
og basen på T1 "løftes" opp til den positive spenningen, og det begynner å gå en liten strøm
inn i basen på T1. Dermed går alarmen.
Når det er mørkt vil resistansen i den lysfølsomme motstanden være høy og basen blir dradd
ned til den negative spenningen av motstanden R4, og T1 leder ikke strøm.
35. Oppgave: Hva kan denne kretsen brukes til ?
LDR = Lysfølsom resistans
36. Mørkealarm
Tilsvarende kan vi gjøre om kretsen til en mørkealarm ved at den lysfølsomme
motstanden kobles mellom basen og minus-polen. I dette tilfellet må vi koble
basen til den positive polen gjennom en ganske stor resistans som vist på
kretsskjemaet under.
Figur 49 Koblingsskjema for en mørkealarm.
37. Oppgave: Hvordan vil du endre kretsen til å kunne slå en
lyskilde av eller på hvis det er lyst eller mørkt ?
Figur 49 Koblingsskjema for en mørkealarm.
38. Halvledermaterialer og doping.
I 1948 laget tre forskere - William Shockley (1910 - 89), Walter Brattain (1902 - 87) og John Bardeen (1908 - 91)
den første transistorlignende komponenten. De var da ansatt ved Bell-laboratoriene i USA. Transistoren besto av
halvledende materialer.
Før vi studerer virkemåten til transistoren, la oss se på det som kalles en PN-overgang7. Som vi skal se virker PN-
overgangen som en diode. Siden denne dioden er laget av halvledermateriale kalles den også ofte for en
halvlederdiode.
Figur A.3 PN-overgangen.
PN-overgangen er satt sammen av to tynne sjikt av et krystallinsk materiale som hovedsakelig består av silisium.
Silisiumkrystallene er forurenset med noen atomer av et annet grunnstoff. Å blande inn forurensene stoffer kalles å dope krystallet.
N-dopet materiale er forurenset av Arsen som har et ekstra elektron i ytterste skall. Dette elektronet finner ikke noen plass i gitteret
og blir fritt.
P-dopet materiale er forurenset av Indium som har et elektron mindre enn silisium, det oppstår derfor et "elektronhull" i gitteret.
48. Silisium forekommer i enorme mengder i
form av kvarts, silisiumdioksid, SiO2og er det
grunnstoffet i fast form vi har mest av på
jorden.
Kvartsen består at silisium og oksygen, og hvis
man vil ha silisium, må man skille silisiumet
fra oksygenet, samt fjerne andre stoffer og
urenheter.
49. Grunnstoffet silisium utgjør hele 27 prosent av jordskorpa.
Det er bare oksygen det er mer av – 45 prosent.
Selv om en klump med silisium ser slik ut, er grunnstoffet
ikke et metall. Det er et såkalt halvmetall som har både
metalliske og ikkemetalliske egenskaper.
50. Silisium er ikke et metall. Silisium er en halvleder,
noe som betyr at silisium ikke leder strøm i
romtemperatur, bare når det varmes opp.
Ledeevnen kan justeres ved hjelp av jod og bor.
Dette har gjort silisium til en avgjørende
bestanddel i all elektronikk, der elektroner i kretser
skal slås av og på.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
96.
97.
98.
99.
100.
101.
102.
103. Emitterstrømmen er lik kollektorstrømmen + basestrømmen
En BJT er en strømstyrt strømkilde !
β (Beta) = Ic / Ib
α (Alpha) = Ic / Ie
Ie = (β + 1) * Ib
Ie = Ic + Ib
Ie = Ib + Ic
Ie = emiter current
Ib = base current
Ic = collector current