Embed Size (px)
Citation preview
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
12016.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
predmet: Elektronički sklopovi i računala
* Autorizirana predavanja
Nastavnik: Prof. dr. sc. Zvonko Kavran [email protected]
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
2
Osnovni pojmovi
Elektronika je grana znanosti koja proučava kretanje električki nabijenih čestica, iz čega slijedi projektiranje i konstrukcija elektroničkih naprava.
Elektronički elementi su osnovne elektroničke naprave za obavljanje elektroničkih funkcija.
Elektronički sklopovi su električne mreže sastavljene od pasivnih i aktivnih elemenata kojima se obavljaju elektroničke funkcije.
Primjer:
Elektronički sustavi su veći broj elektroničkih sklopova predviñenih za obavljanje složenih elektroničkih funkcija u obradi informacija.
R1
R2 RE1
RC
UCC
B
C
E
CB
CE
CC
RT
Rg
ug
+
-
iT
igu1
uT
+
-
RE2
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
3
Električki signali
Fizikalna informacija-temperatura, brzina,zvuk, slika
Električki signal-napon, struja
Frekvencijski spektar – ovisnost signala o frekvenciji-Odreñuje se pomoću Fourierove transformacije-Sastoji se od zbroja sinusoidalnih signala različitih frekvencija, amplituda i faza
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
4
Sinusni signal
-periodički signal
T-period
)sin()( ϕω −= tUtu sms
amplituda
kružna frekvencija
fazni pomak
fT
1=
fΠ= 2ω
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Vremenski prikaz Frekvencijski prikaz
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Vrsta signala
Analogni signali
-Analogni fizikalnoj informaciji-Kontinuirano se mijenja u vremenu-Amplituda poprima sve vrijednosti-Obrada –ANALOGNI SKLOPOVI
Digitalni signali
-Nizovi brojeva koji predstavljaju veličine signala u diskretnim trenucima-Obrada – DIGITALNI SKLOPOVI
Pretvorba analognog signala u digitalni –diskretizacija po vremenu Uzorkovanje u odreñenim trenucima
Zamjena uzorka signala brojem s konačnim brojem znamenaka (binarni sustav)
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Binarni broj u digitalnim sustavima
-predočuje se nizom impulsa s dvije razine napona
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Primjena računala u analizi elektroničkih sklopova
Circuit Maker
Electronic Workbench
Multisim
…
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Električna svojstva tvari
Poluvodičima se nazivaju tvari čija je vodljivost puno veća od vodljivosti izolatora (> 10-6 S/m), a puno manja od vodljivosti vodiča (< 105 S/m).
Poluvodiči predstavljaju temelj elektronike i čine osnovnu grañu dioda, tranzistora i ostalih elektroničkih elemenata i sklopova.
Silicij
valentni
pojas
valentni
pojas
valentni
pojas
vodljivi
pojasvodljivi
pojasvodljivi
pojas
zabranjeni
pojas
izolatori poluvodiči vodiči
elektron
Dovoljno energije za
preskok i vođenje
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Dopiranje poluvodiča
+4 +4 +4
+4 +4 +4
+4 +4 +4
Kovalentna veza Valentni elektron
+4 +4 +4
+4 +3 +4
+4 +4 +4
Šupljina
+4 +4 +4
+4 +5 +4
+4 +4 +4
Slobodnielektron
p tip n tip
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
n,p
300 500 T (K)100
ni
p
n
Temperaturna ovisnost koncentracije nosilaca
Primjer na slici: n tip poluvodiča
n - većinski nositeljip - manjinski nositeljini-intrinsična koncentracija
Ovisi o koncentracijiprimjesa
Konstantna vrijednost!
Ele
ktr
on
ički s
klo
po
vi i raču
na
la
Primjer: Siliciju je dodana koncentracija akceptorskih primjesa NA=1.45.1015cm-3 i donorskih ND=1.5.1015cm-3.Izračunati koncentraciju slobodnih nosilaca na temperaturama:a) 273Kb)300Kc)423K
Obzirom da je ND>NA poluvodič je n-tipa ND-NA=5.1013cm-3
Upotrebom formule zakona termodinamičke ravnoteže np=ni2
i formule zakona neutralnosti p+ND=n+NA slijedi za n-tip poluvodiča
a) T=273K ni=1.256.109cm-3n=ND-NA=5.1013cm-3 p=ni2/n=3.16.104cm-3
b) T=300K ni=1.45.1010cm-3n=ND-NA=5.1013cm-3 p=ni2/n=4.21.106cm-3
c) T=423K ni=2.2.1013cm-3n=5.83.1013cm-3 p=ni2/n=8.3.1012cm-3
nN N N N nD A D A i
=− + − +( )2 2
4
2
pn
ni
=
2
pn
ni
=
2
