מצגת "מכשירי מדידת טמפרטורה"

המצגת מספקת סיווג של אמצעים למדידת טמפרטורה בשיטות מגע וללא מגע. עקרונות הפעולה של מדחום מנומטרי, מדחום התנגדות, מדחום תרמו-אלקטרי ופירומטר מפורטים. מכשירי מדידת טמפרטורה אופייניים המשמשים במפעלים תעשייתיים נחשבים.

ניתן להשתמש במצגת זו בעת לימוד חומר תיאורטי בדיסציפלינה "אוטומציה של תהליכים טכנולוגיים" עבור התמחות 270107 "ייצור מוצרי בנייה ומבנים שאינם מתכתיים"

המצגת עוסקת בשאלות הבאות:

1 מדידת טמפרטורה
2 מדידת טמפרטורה בשיטת מגע

מדחומים 3 מד

4 מדי חום להתנגדות חשמלית

5 מדחומים תרמו-אלקטריים (צמדים תרמיים)

6 ממירי טמפרטורה חכמים

7 מדחומים דיגיטליים קטנים

8 מדידת טמפרטורה ללא מגע

9 פירומטרים

10 מערכת מדידת טמפרטורה אוניברסלית

11 חיישני אינפרא אדום ללא מגע

12 פירומטרים בצבע אחד

13 פירומטר יחס ספקטרלי

14 פירומטרי יחס ספקטרלי סיבים אופטיים

15 שאלות לשליטה עצמית.

מצגת זו נעשתה בהתאם לדרישות לתוצאות של שליטה בדיסציפלינות ובתוכניות עבודה בהתמחויות שצוינו

הורד:

תצוגה מקדימה:

כדי להשתמש בתצוגות מקדימות של מצגת, צור חשבון Google והיכנס אליו: https://accounts.google.com

כתוביות שקופיות:

מכשירי מדידת טמפרטורה. מורה NKSE N.V. Krivonosova

תוכן 1 מדידת טמפרטורה 2 מדידת טמפרטורת מגע 3 מדי חום מנומטריים 4 מדי חום התנגדות חשמלית 5 מדי חום תרמו-חשמליים (צמדים תרמיים) 6 ממירי טמפרטורה חכמים 7 מדי חום דיגיטליים קטנים 8 מדידת טמפרטורה ללא מגע 9 פירומטרים 10 מערכת מדידת טמפרטורה אוניברסלית 11 חיישני אינפרא אדום בודדים ללא מגע 12 -פירומטרים צבעוניים 13 פירומטרים יחס ספקטרלי 14 פירומטרים יחס ספקטרלי סיבים אופטיים 15 שאלות

מדידת טמפרטורה התקנים למדידת טמפרטורה מחולקים לשתי קבוצות: - מגע - יש מגע תרמי אמין של האלמנט הרגיש של המכשיר עם האובייקט הנמדד; - ללא מגע - לאלמנט הרגיש של המדחום במהלך תהליך המדידה אין מגע ישיר עם המדיום הנמדד

מדידת טמפרטורה בשיטת מגע סיווג לפי עקרון הפעולה: 1. מדי חום התפשטות - עקרון הפעולה מבוסס על שינוי בנפח נוזל (נוזל) או מידות ליניאריות של מוצקים (בי-מתכתיים) עם שינוי בטמפרטורה . מגבלת מדידה מינוס 190 מעלות צלזיוס ועד פלוס 600 מעלות צלזיוס.

2. מדי חום מנומטריים - עקרון הפעולה מבוסס על שינויים בלחץ של נוזלים, תערובת אדי-נוזל או גז בנפח סגור בעת שינוי הטמפרטורה. מגבלות מדידה ממינוס 150 מעלות צלזיוס ועד פלוס 600 מעלות צלזיוס. מדידת טמפרטורה בשיטת מגע

מדידת טמפרטורה בשיטת מגע 3. מדי חום של התנגדות חשמלית - מבוססת על שינויים בהתנגדות החשמלית של מוליכים או מוליכים למחצה בעת שינוי הטמפרטורה. המדידה נעה בין -200 מעלות צלזיוס ל-+650 מעלות צלזיוס.

מדידת טמפרטורה בשיטת מגע 4. ממירים תרמו-אלקטריים (תרמו-צמדים) - מבוסס על התרחשות של כוח תרמו-אלקטרו-מוטיבי בעת חימום צומת של מוליכים או מוליכים למחצה לא דומים. טווח טמפרטורות מ -200 מעלות צלזיוס עד + 2300 מעלות צלזיוס.

מדחום לחץ מדחום עם קפיץ צינורי

מדי חום מנומטריים לתלות הלחץ בטמפרטורה יש את הצורה שבה  =1/273.15 - מקדם הטמפרטורה של התפשטות הגז; t 0 ו-t - טמפרטורות ראשוניות וסופיות; P 0 - לחץ של חומר העבודה בטמפרטורה t 0 . P t = P o (1 + β (t - ל))

מדי חום להתנגדות חשמלית מדי חום להתנגדות פלטינה (PRT) מיוצרים לטמפרטורות של -200 עד +650 0 C ומדחום התנגדות נחושת (RCT) לטמפרטורות מ -50 עד +180 0 C.

מדי חום להתנגדות חשמלית מדי חום להתנגדות מוליכים למחצה, המכונים תרמיסטורים או תרמיסטורים, משמשים למדידת טמפרטורות בטווח שבין -90 ל-+180 0 C.

מדי חום להתנגדות חשמלית מכשירים הפועלים בשילוב עם מדי חום התנגדות: - גשרים מאוזנים, - גשרים לא מאוזנים, - מדי יחס.

מדחום תרמו-אלקטרי (צמדים תרמיים) המפגש של צמד תרמי עם טמפרטורה t 1 נקרא חם או עובד, והצומת עם t 0 נקרא קר או חופשי. ThermoEMF של צמד תרמי הוא פונקציה של שתי טמפרטורות: E AB = f (t l, t 0).

מדי חום תרמו-אלקטריים (צמדים תרמיים) מעגל חשמלי של ממיר תרמואלקטרי (צמד תרמי)

מדי חום תרמו-אלקטריים (תרמו-צמדים) התקנים הפועלים בשילוב עם צמדים תרמו-אלקטריים: - מילי-וולט-מטרים מגנו-אלקטריים; - פוטנציומטרים אוטומטיים.

מדחומים תרמו-אלקטריים (צמדים תרמיים) כיולים תרמיים סטנדרטיים

מדי חום תרמו-אלקטריים (צמדים תרמיים) ממירים תרמיים עם אות מוצא אחיד THAU Metran - 271, TSMU Metran - 74

מדי חום תרמו-אלקטריים (צמדים תרמיים) THAU Metran - 271, TSMU Metran - 74 האלמנט הרגיש של המתמר הראשי ומתמר המדידה המובנה בראש החיישן ממירים את הטמפרטורה הנמדדת לאות פלט זרם אחיד, המאפשר לבנות תהליך אוטומטי. מערכת בקרה ללא שימוש בממירים סטנדרטיים נוספים

מדי חום תרמו-אלקטריים (צמדים תרמיים) THAU Metran - 271, TSMU Metran - 74 השימוש בממירים תרמיים מותר בסביבות ניטרליות ואגרסיביות, שביחס אליהן חומר אביזרי המגן עמיד בפני קורוזיה

ממירי טמפרטורה חכמים Metran - 281 Metran - 28 6

ממירי טמפרטורה חכמים ממירי טמפרטורה חכמים (IPT) Metran-280: Metran-281, Metran-286 מיועדים למדידת טמפרטורה מדויקת של מדיה ניטרלית ואגרסיבית ביחס אליהן החומר של אביזרי המגן עמיד בפני קורוזיה.

ממירי טמפרטורה חכמים ה-IPT נשלט מרחוק, והחיישן מוגדר: - בחירת הפרמטרים העיקריים שלו; - תצורה מחדש של טווחי מדידה; - בקש מידע על ה-IPT עצמו (סוג, דגם, מספר סידורי, טווחי מדידה מקסימליים ומינימליים, טווח מדידה בפועל).

ממירי טמפרטורה חכמים Metran-280 יש שלוש יחידות מדידת טמפרטורה: - מעלות צלזיוס, º C; - מעלות קלווין, K; מעלות פרנהייט, F. טווח טמפרטורות בין 0 ל-1000 מעלות צלזיוס.

ממירי טמפרטורה חכמים מבחינה מבנית, Metran-280 מורכב מחוקר טמפרטורה ומודול אלקטרוני המובנה בתוך בית ראש החיבור. רכיבי חישה העשויים מכבל תרמי KTMS (XA) או אלמנטים רגישים התנגדות העשויים מחוטי פלטינה משמשים כממיר תרמי ראשי.

ממירי טמפרטורה חכמים כאשר מתגלה תקלה במצב אבחון עצמי, אות המוצא מוגדר למצב המתאים לאות האזעקה התחתון (I out ≤ 3.77 mA). Metran-280 מיישמת מצב להגנה על הגדרות החיישן מפני גישה לא מורשית.

מדי חום דיגיטליים בגודל קטן ТЦМ 9210

מדי חום דיגיטליים בגודל קטן מוצעים להחלפת מדי חום מזכוכית נוזלית (כספית וכו'). TCM 9210 מספק חיווי טמפרטורה ברור בתנאי תאורה חלשים.

מדי חום דיגיטליים בגודל קטן מדי חום דיגיטלי בגודל קטן TCM - 9210 מיועדים למדידת הטמפרטורה של מדיה גרגירית, נוזלית וגזי על ידי טבילת ממירים תרמיים במדיום (מדידות טבילה) או למדידות מגע של טמפרטורות פני השטח (מדידות פני השטח) עם הצגת הטמפרטורה הנמדדת בתצוגה הדיגיטלית של היחידה האלקטרונית.

מדי חום דיגיטליים בגודל קטן מדי חום משמשים במחקר מדעי, בתהליכים טכנולוגיים בתעשיות כרייה, נפט, עיבוד עץ, מזון ועוד. טווח הטמפרטורות הנמדדות נע בין -50 ל-+1800 מעלות צלזיוס.

מדי חום דיגיטליים בגודל קטן מדי חום מורכבים מממיר תרמי (TTC), יחידה אלקטרונית ויחידת אספקת חשמל. ה-TTC מורכב מאלמנט רגיש (SE) בעל מעטפת מגן, חוטי חיבור פנימיים ומובילים חיצוניים המאפשרים חיבור ליחידה האלקטרונית של המדחום.

מדי חום דיגיטליים בגודל קטן ממירים תרמיים התנגדות Pt100 וממירים תרמו-אלקטריים TXA(K) משמשים כ-SE במדי חום TTC. היחידה האלקטרונית נועדה להמיר את האות המגיע ממוצא TTC לאות מידע מדידה, המוצג בתצוגה דיגיטלית.

מדידת טמפרטורה ללא מגע התקנים ללא מגע כוללים פירומטרי קרינה: 1. פירומטרי קרינה חלקיים (בהירות, אופטיים), המבוססים על שינויים בעוצמת הקרינה המונוכרומטית של גופים בהתאם לטמפרטורה. מגבלת מדידה בין 800 ל-6000 מעלות צלזיוס.

מדידת טמפרטורה ללא מגע 2. פירומטרי קרינה - מבוססים על תלות עוצמת הקרינה של גוף מחומם בטמפרטורה שלו. הגבלה מ-20 ל-2000 מעלות צלזיוס.

מדידת טמפרטורה ללא מגע 3. פירומטרים צבעוניים - מבוססים על תלות יחס עוצמות הקרינה בשני אורכי גל בטמפרטורת הגוף. מגבלות מדידה מ-200 עד 3800 מעלות צלזיוס.

פירומטרים פירומטרים ניידים ST20/30Pro, ST60/80ProPlus

פירומטרים פירומטרים ניידים ST20/30Pro, ST60/80ProPlus פירומטרים מהירים, קומפקטיים וקלי משקל מסוג אקדח מספקים מדידות טמפרטורה מדויקות ללא מגע של עצמים קטנים, מזיקים, מסוכנים וקשים לגישה, פשוטים וקלים לשימוש.

פירומטרים פירומטרים ניידים ST20/30Pro, ST60/80ProPlus טווח טמפרטורות נמדדות מ- 32 עד +760 מעלות צלזיוס. הדיוק נע בין -32 ל-+26 מעלות צלזיוס. ראיה: לייזר. רגישות ספקטרלית: 7 – 18 מיקרומטר. זמן תגובה: 500 אלפיות השנייה. מחוון: תצוגת LCD עם תאורה אחורית ורזולוציה; 0.1ºC ST60Pro . טמפרטורת סביבה: 0 - 50 0 C.

Raynger 3i פירומטרים

מדי חום מסוג Raynger 3i הם סדרה של מדי חום אינפרא אדום מסוג אקדח ללא מגע בעלי ראיה מדויקת, בעלי טווחי מדידה רחבים, מאפיינים אופטיים וספקטרליים שונים, מגוון רחב של פונקציות, המאפשרים לבחור פירומטר בהתאם לייעודו.

פירומטרים Raynger 3i - 2M ו-1M (דגמים בטמפרטורה גבוהה) - לייצור יציקה וייצור מתכות: בתהליכי זיקוק, יציקה ועיבוד של ברזל יצוק, פלדה ומתכות אחרות, לייצור כימי ופטרוכימי; - LT, LR (דגמי טמפרטורה נמוכה) - לבקרת טמפרטורה בייצור נייר, גומי, אספלט, חומר קירוי.

פירומטרים מסדרת Raynger 3i מצוידים ב: - זיכרון ל-100 מדידות; - איתות של גבולות מדידה עליונים ותחתונים; - עיבוד אותות מיקרו-מעבד; - פלט למחשב, מקליט, מדפסת ניידת; - פיצוי על אנרגיית רקע המשתקפת.

פירומטרים Raynger 3i עבור דגמים LT, LR, טווח הטמפרטורות הנמדדות הוא מ- 30 עד + 1200 מעלות צלזיוס, רגישות ספקטרלית 8 – 14 מיקרומטר. עבור דגם 2M, טווח הטמפרטורות הנמדדות הוא בין 200 ל-1800 מעלות צלזיוס, הרגישות הספקטרלית היא 1.53 - 1.74 מיקרון.

מערכת מדידת טמפרטורה אוניברסלית THERMALERT GP

מערכת מדידת טמפרטורה אוניברסלית Thermalert GP היא מערכת מדידת טמפרטורה רציפה אוניברסלית הכוללת צג קומפקטי בעלות נמוכה וחיישן GPR ו-GPM אינפרא אדום. במידת הצורך, הצג מצויד במודול ממסר לאיתות דו-נקודתי וגם מספק חשמל לחיישן.

מערכת מדידת טמפרטורה רב-תכליתית נחוצים חיישני אינפרא אדום באזורים שבהם מדידת טמפרטורת מגע תפגע בפני השטח, כגון סרט פלסטיק, או תזהם את המוצר, ולמדידת הטמפרטורה של עצמים נעים או שקשה להגיע אליהם.

מערכת מדידת טמפרטורה אוניברסלית בפירומטרים מסדרת Thermalert GP: - פרמטרי צג וחיישנים נקבעים ממקלדת הצג; - מסופק עיבוד תוצאות המדידה: רישום ערכי שיא, חישוב הטמפרטורה הממוצעת, פיצוי טמפרטורת הסביבה; - אופטיקה סטנדרטית או מוקד מסופקת;

מערכת מדידת טמפרטורה אוניברסלית - טווחי אזעקה נקבעים על ידי המפעיל; - ניתן להפעיל את מוניטור GP עם פירומטרים אינפרא אדום אחרים מבית Raytek, למשל, Thermalert C l ו-Thermalert TX. טווח הטמפרטורות הנמדדות הוא בין - 18 ל + 538 º0 C.

חיישני אינפרא אדום ללא מגע THERMALERT

חיישני אינפרא אדום ללא מגע חיישני אינפרא אדום נייחים ללא מגע מסדרת Thermalert TX מיועדים למדידת טמפרטורה ללא מגע של עצמים שקשה להגיע אליהם ומחוברים באמצעות קו תקשורת דו-חוטי למוניטור, למשל, Thermalert GP

חיישני אינפרא אדום ללא מגע Thermalert TX עבור דגם LT, טווח הטמפרטורות הנמדדות הוא מ-18 עד +500 מעלות צלזיוס, רגישות ספקטרלית 8-14 מיקרומטר. עבור מודל LTO, טווח הטמפרטורות הנמדדות הוא בין 0 ל-500 מעלות צלזיוס, הרגישות הספקטרלית היא 8 - 14 מיקרומטר. עבור דגם ה-MT, טווח הטמפרטורות הנמדדות הוא בין 200 ל-1000 מעלות צלזיוס, רגישות ספקטרלית 3.9

פירומטרים בצבע יחיד מרתון MA

מרתון MR1S פירומטרים ביחס ספקטרלי

פירומטרים ליחס ספקטרלי של Marathon MR 1 S הפירמטרים הנייחים של יחס ספקטרלי אינפרא אדום מסדרת Marathon MR 1 S משתמשים בשיטת מדידה בשני צבעים כדי להשיג דיוק גבוה כאשר הם פועלים בטמפרטורות גבוהות. לפירומטרים MR1S יש מערכת אלקטרונית-אופטית משופרת ואלקטרוניקה חכמה, הממוקמות במארז קשיח וקומפקטי.

פירומטרים יחס ספקטרלי Marathon MR 1 S פירומטרים אלו מהווים פתרון אידיאלי למדידת טמפרטורה באזורי גזים, מעושנים, עצמים נעים או עצמים קטנים מאוד, לכן הם משמשים בתעשיות שונות: התכת עפרות, התכה ועיבוד מתכות, חימום במגוון סוגי תנורים, כולל אינדוקציה, גידול גבישים וכו'.

פירומטרים ליחס ספקטרלי פירומטרים של MarathonMR 1 S מספקים: - מצב מדידה בצבע אחד או שניים; - אורך מוקד משתנה; - מעבד במהירות גבוהה; - תוכנה לכיול "שדה" ואבחון; - אזהרה ייחודית לגבי עדשה "מלוכלכת"; תוכנת Marathon DataTemp.

פירומטרי יחס ספקטרלי עבור דגם MR A1 S A טווח הטמפרטורות הנמדדות הוא בין 600 ל-14 00 מעלות צלזיוס. עבור דגם MR A1 SС טווח הטמפרטורות הנמדדות הוא בין 1000 ל-3000 מעלות צלזיוס.

סיב אופטי יחס ספקטרלי פירומטרים מרתון FibreOptic

פירומטרי יחס ספקטרלי סיבים אופטיים הפיירומטרים הנייחים מסדרת Marathon FR1 משתמשים בטכנולוגיית יחס ספקטרלי אינפרא אדום כדי לספק את דיוק המדידה הגבוה ביותר בטווח שבין 500 ל-2500 0 C. הפיירומטרים יכולים למדוד עצמים הממוקמים באזורים מסוכנים ואגרסיביים, והם משמשים במיוחד במקומות אחרים לא ניתן להשתמש בחיישני אינפרא אדום.

מראתון FR1 סיבים אופטיים יחס ספקטרלי פירומטרים מסוגלים למדוד במדויק את הטמפרטורה של עצמים שקשה להגיע אליהם הנמצאים בטמפרטורות סביבה גבוהות, אטמוספרות מזוהמות או שדות אלקטרומגנטיים חזקים.

שאלות ציין אמצעי למדידת טמפרטורה בשיטת המגע? מהם האמצעים למדידת טמפרטורה בשיטה ללא מגע? על מה מבוסס עקרון הפעולה של מדחום מנומטרי? על מה מבוסס עקרון הפעולה של מדחום תרמו-אלקטרי? כיצד פועל פירומטר?

משאבים http://kipia.ru/ http://www.thermopribor.com/ http://www2.emersonprocess.com/ http://hi-edu.ru/ http://www.omsketalon.ru/

תודה לך על תשומת הלב

חומר המצגת יכול לשמש כמבוא לשיעורי פיזיקה, מדעי המחשב או הנדסת חשמל כדי להסביר את פעולתם של מוליכים למחצה. נחשב סיווג החומרים לפי סוג המוליכות. ניתן הסבר על מוליכות פנימית וטומאה. פעולתו של צומת p-n מוסברת. דיודה ותכונותיה. מושג הטרנזיסטורים ניתן בקצרה.

הורד:

תצוגה מקדימה:

כדי להשתמש בתצוגות מקדימות של מצגת, צור חשבון Google והיכנס אליו: https://accounts.google.com

כתוביות שקופיות:

מצגת בנושא: "מוליכים למחצה" מורה: Vinogradova L.O.

סיווג חומרים לפי מוליכות מוליכות פנימית של מוליכים למחצה מוליכות טומאה של מוליכים למחצה p – n צומת ותכונותיו דיודה מוליכים למחצה ויישומה טרנזיסטורים זרם חשמלי במדיות שונות זרם חשמלי במוליכים למחצה

סיווג חומרים לפי מוליכות לחומרים שונים יש תכונות חשמליות שונות, אך לפי מוליכות חשמלית ניתן לחלק אותם ל-3 קבוצות עיקריות: תכונות חשמליות של חומרים מוליכים מוליכים למחצה דיאלקטריים מוליכים חשמל היטב ביניהם מתכות, אלקטרוליטים, פלזמה... המוליכים הנפוצים ביותר הם Au, Ag, Cu, Al, Fe... למעשה אינם מוליכים זרם חשמלי אלה כוללים פלסטיק, גומי, זכוכית, פורצלן, עץ יבש, נייר... הם תופסים עמדת ביניים במוליכות בין מוליכים ודיאלקטריים Si, Ge , Se, In, As

סיווג חומרים לפי מוליכות נזכיר שמוליכות החומרים נובעת מנוכחותם של חלקיקים טעונים חופשיים בהם. לדוגמה, במתכות מדובר באלקטרונים חופשיים - - - - - - - - - לתוכן

מוליכות פנימית של מוליכים למחצה בואו נבחן את המוליכות של מוליכים למחצה המבוססים על סיליקון Si Si Si Si Si Si - - - - - - - - - סיליקון הוא יסוד כימי בעל 4 ערכיות. לכל אטום יש 4 אלקטרונים בשכבת האלקטרונים החיצונית, המשמשים ליצירת קשרים זוג-אלקטרונים (קוולנטיים) עם 4 אטומים שכנים בתנאים רגילים (טמפרטורות נמוכות), אין חלקיקים טעונים חופשיים במוליכים למחצה, ולכן המוליך למחצה לא. להוליך זרם חשמלי

מוליכות פנימית של מוליכים למחצה בואו ניקח בחשבון שינויים במוליך למחצה עם טמפרטורה עולה Si Si Si Si Si - - - - - - + חור אלקטרונים חופשי + + ככל שהטמפרטורה עולה, האנרגיה של אלקטרונים עולה וחלקם משאירים קשרים, והופכים לאלקטרונים חופשיים . במקומם נשארים מטענים חשמליים ללא פיצוי (חלקיקים טעונים וירטואליים), הנקראים חורים בהשפעת שדה חשמלי, אלקטרונים וחורים מתחילים תנועה מסודרת (נגד) ויוצרים זרם חשמלי - -

מוליכות פנימית של מוליכים למחצה לפיכך, הזרם החשמלי במוליכים למחצה מייצג את התנועה המסודרת של אלקטרונים חופשיים וחלקיקים וירטואליים חיוביים - חורים ככל שהטמפרטורה עולה, מספר נושאי המטען החופשי עולה, המוליכות של מוליכים למחצה גדלה וההתנגדות פוחתת R (. אוהם) t (0 C) R 0 מוליך למחצה מתכת חזרה לתוכן העניינים

המוליכות הפנימית של מוליכים למחצה אינה מספיקה בבירור לשימוש טכני של מוליכים למחצה, לכן, כדי להגביר את המוליכות, זיהומים מוכנסים למוליכים למחצה טהורים (מסוממים), שיכולים להיות תורם ומקבל זיהומים תורמים Si Si As Si Si - - - - -. - - בעת סימום 4 - ערכיות סיליקון Si 5 - ערכיות ארסן As, אחד מ-5 האלקטרונים של ארסן הופך חופשי לפיכך, על ידי שינוי ריכוז הארסן, ניתן לשנות את המוליכות של סיליקון בתוך טווח כזה מוליך למחצה נקרא מוליך למחצה מסוג n, נושאי המטען העיקריים הם אלקטרונים, וטומאת הארסן, שנותנת אלקטרונים חופשיים, נקראת מוליכים למחצה תורם טומאה מוליכות - -

מוליכות זיהומים של מוליכים למחצה זיהומים מקובלים אם הסיליקון מסומם באינדיום תלת ערכי, אזי חסר לאידיום אלקטרון אחד כדי ליצור קשרים עם סיליקון, כלומר. נוצר חור Si Si In Si Si - - - - - + על ידי שינוי ריכוז האינדיום, ניתן לשנות את המוליכות של הסיליקון על פני טווח רחב, וליצור מוליך למחצה עם תכונות חשמליות מוגדרות מוליך למחצה כזה נקרא a מוליך למחצה מסוג p, נושאי המטען העיקריים הם חורים, וטומאת האינדיום, שנותנת חורים, הנקראת מקבל - -

מוליכות טומאה של מוליכים למחצה אז, ישנם 2 סוגים של מוליכים למחצה שיש להם יישום מעשי נהדר: p - סוג n - סוג נושאי המטען העיקריים הם חורים נושאי המטען העיקריים הם אלקטרונים + - בנוסף לנושאי המטען העיקריים במוליך למחצה, יש הוא מספר קטן מאוד של נושאי מטען מיעוט (במוליך למחצה p - סוג אלה אלקטרונים, ובמוליכים למחצה n - סוג אלה חורים), שמספרם גדל עם עליית הטמפרטורה לתוכן

צומת p – n ותכונותיו שקול את המגע החשמלי של שני מוליכים למחצה מסוג p ו-n, הנקראים צומת p – n + _ 1. חיבור ישיר + + + + - - - - הזרם דרך צומת p – n מתבצע על ידי נושאי המטען העיקריים (חורים נעים ימינה, אלקטרונים - שמאלה) התנגדות הצומת נמוכה, הזרם גבוה. חיבור כזה נקרא ישיר בכיוון קדימה, צומת p–n מוליך באר זרם חשמלי p n

צומת p – n ותכונותיו + _ 2. חיבור הפוך + + + + - - - - נושאי המטען העיקריים אינם עוברים דרך צומת p – n התנגדות הצומת גבוהה, אין כמעט זרם סוג זה של חיבור הוא נקרא הפוך, בכיוון ההפוך צומת p – n למעשה אינו מוליך זרם חשמלי p n שכבת מחסום לתוכן

דיודה מוליכים למחצה ויישומה דיודה מוליכים למחצה היא צומת p–n סגורה במארז ייעוד של דיודה מוליכים למחצה בדיאגרמות מאפיין וולט-אמפר (מאפיין וולט-אמפר) I (A) U (V) הראשי. המאפיין של צומת p–n הוא המוליכות החד-כיוונית שלו

דיודה מוליכים למחצה ויישומיה יישומים של דיודות מוליכים למחצה AC תיקון אות חשמלי זיהוי אות זרם ומתח ייצוב אותות שידור וקליטה יישומים אחרים

לפני הדיודה אחרי הדיודה אחרי הקבל בעומס דיודה מוליכים למחצה ויישומה מעגל מיישר חצי גל

דיודה מוליכים למחצה והיישום שלה מעגל מיישר גל מלא (גשר) פלט כניסה + - ~

טרנזיסטורים p-n-p ערוץ p-type n-p-n ערוץ n-type קיצורים קונבנציונליים: E - פולט, K - אספן, B - בסיס. הטרנזיסטור היה התקן המוליך למחצה הראשון המסוגל לבצע את הפונקציות של טריודה ואקום (המורכבת מאנודה, קתודה ורשת) כגון הגברה ומודולציה. טרנזיסטורים החליפו צינורות ואקום וחוללו מהפכה בתעשיית האלקטרוניקה.

מוצגת מצגת שניתן להשתמש בה בשיעורי פיזיקה, וכן בשיעורי הנדסת חשמל ואלקטרוניקה במוסדות חינוך מקצועיים תיכוניים. העבודה מציגה את הנושא "התקני מוליכים למחצה".

מוליכים למחצה או ממירים חשמליים הם מכשירים אשר פעולתם מבוססת על שימוש במאפיינים של מוליכים למחצה.

מוליכים למחצה כוללים אלמנטים מהקבוצה הרביעית של הטבלה המחזורית, בעלי מבנה גבישי. הנפוצים ביותר הם גרמניום, סיליקון וסלניום.

מוליכים למחצה כוללים גם תחמוצות מתכת - תחמוצות, תרכובות עם גופרית - סולפידים, תרכובות עם סלניום - סלנידים.

סוגי מוליכים למחצה והמוליכות שלהם. מוליך למחצה מהותי הוא מוליך למחצה טהור.

תהליך היצירה של אלקטרונים וחורים חופשיים נקרא יצירת נושאי מטען.

במוליך למחצה יתכן תהליך שהוא הפוך מתהליך היצור - רקומבינציה. במהלך ריקומבינציה, זוג המטען האלקטרוני-חור נהרס ריכוז נושאי המטען, ולכן המוליכות החשמלית במוליך למחצה, עולה עם עליית הטמפרטורה. בטמפרטורה, ריכוז נושא המטען עבור Ge טהור הוא 10 13 ס"מ -3, עבור Si - 10 11 ס"מ -3.

למוליך למחצה זה יש מוליכות משלו, המורכבת מאלקטרונים וחורים בכמויות שוות

שקופית 3:

סוגי מוליכים למחצה והמוליכות שלהם

מוליך למחצה אלקטרוני

מוליכות מסוג זה נקראת אלקטרונית או מסוג n (משלילית).

טומאה המספקת עודף של אלקטרונים נקראת טומאת תורם (מספקת אלקטרונים כנושאות המטען ברובן וחורים כנושאי מטען מיעוט.

מוליך למחצה חור

חור (סוג p) הוא מוליך למחצה טומאה שערכיות אטומי הטומאה שלו פחותה מערכיות האטומים של מוליך למחצה טהור. לדוגמה, גרמניום עם תערובת של אינדיום. המוליכות של מוליך למחצה כזה תיקבע לפי חורים ונקרא חור או ר-סוג (מחיובי - חיובי).

טומאה שמייצרת עודף חורים נקראת טומאת מקבל.

חורים הם רוב נושאי המטען, ואלקטרונים הם נושאי מטען מיעוט.

שקופית 5:

דיודות מוליכים למחצה

1. אין מארז מתח.

האזור שבו נוצרת שכבה חשמלית כפולה ושדה חשמלי נקרא צומת n-p של חור אלקטרוני.

רוב נושאי המטען, הנעים דרך צומת n-p, יוצרים זרם דיפוזיה. התנועה של נושאי מטען מיעוט יוצרת זרם הולכה.

במצב של שיווי משקל, זרמים אלו שווים בגודלם ומנוגדים בכיוון. אז הזרם המתקבל דרך הצומת הוא אפס.

2. המקרה של מתח ישר.

מתח של קוטביות זו נקרא ישיר.

עם מתח קדימה, השדה החיצוני מחליש את השדה של צומת n-p.

המעבר של נושאי חיוב רוב יגבר על המעבר של נושאי חיוב מיעוט. זרם ישר יזרום דרך הצומת. זרם זה גבוה בגלל נקבע על ידי נושאי המטען העיקריים.

3. מקרה של מתח הפוך.

רק נושאי מטען מיעוט עוברים דרך צומת n-p: חורים מה-n-למחצה ואלקטרונים מה-p-למחצה. הם יוצרים במעגל החיצוני זרם הפוך לזרם קדימה - זרם הפוך. זה בערך פי אלף פחות מהזרם הישר, בגלל נקבע על ידי נושאי תשלום מיעוט.

שקופית 8:

מאפיין מתח זרם של הדיודה

ככל שהמתח ההפוך עולה, השטפים של נושאי המטען הראשיים יורדים, והזרם ההפוך גדל.

עלייה נוספת ב-U arr מגדילה מעט את הזרם, כי זה נקבע על ידי זרימות של נושאי מיעוט.

התכונה העיקרית של דיודות: כי מכיוון שדיודות מוליכות זרם טוב בכיוון קדימה ולא בכיוון ההפוך, יש להן תכונה של מוליכות חד כיוונית, הן שסתומים חשמליים ומשמשות במעגלי מיישר AC.

שקופית 9:

סוגי דיודות

מכשיר דיודה מישורית

מכשיר דיודה נקודתית

ייעוד של דיודות מוליכים למחצה על דיאגרמות.

שקופית 10:

תמיכה בדיודות סיליקון

דיודה זו מתוכננת כך שעלייה במתח ההפוך (מוחל על n-p- מעבר) מעל גבול מסוים מוביל להתמוטטות דיודה - עלייה מהירה בזרם הפוך אניהפוך בערך מתח הפוך קבוע U arr.

אם הזרם דרך הדיודה עולה אנימקסימום, זה יוביל להתחממות יתר ולהרס. קטע העבודה של המאפיין הוא הקטע מ אנידקה ל אנימקסימום , המשמש לייצוב מתח. דיודות ייחוס משמשות לייצוב המתח וליצירת מתח ייחוס (רפרנס). לכן הם נקראים דיודות זנר סיליקון.

מבוא כאשר נעשה שימוש בהתקני מוליכים למחצה במכשירים אלקטרוניים, מערכות סמלים משמשות לאיחוד ייעודם ולסטנדרטיזציה של פרמטרים. מערכת זו מסווגת התקני מוליכים למחצה לפי ייעודם, פרמטרים פיזיים וחשמליים בסיסיים, מאפיינים עיצוביים וטכנולוגיים וסוג החומרים המוליכים למחצה. מערכת הסמלים עבור התקני מוליכים למחצה ביתיים מבוססת על תקני המדינה והתעשייה. ה-GOST הראשון עבור מערכת הייעוד GOST עבור התקני מוליכים למחצה הוצג בשנת 1964. לאחר מכן, כאשר הופיעו קבוצות סיווג חדשות של מכשירים, הוא שונה ל-GOST, ולאחר מכן לתקן התעשייה OST ו-OST, בהתאמה, ב-1972, 1977, 1981. עם שינוי זה, נשמרו האלמנטים הבסיסיים של הקוד האלפאנומרי של מערכת הסמלים. מערכת סימון זו בנויה באופן לוגי ומאפשרת להרחיב אותה עם פיתוח נוסף של בסיס האלמנטים. מונחים בסיסיים, הגדרות וייעוד אותיות של הפרמטרים העיקריים וההתייחסות של התקני מוליכים למחצה ניתנים ב-GOSTs הבאים: - דיודות מוליכים למחצה. מונחים, הגדרות וייעוד אותיות של פרמטרים; – טרנזיסטורי אפקט שדה. מונחים, הגדרות וייעוד אותיות של פרמטרים; - טרנזיסטורים דו קוטביים. מונחים, הגדרות וייעוד אותיות של פרמטרים; - תיריסטורים. מונחים, הגדרות וייעוד אותיות של פרמטרים.

מוסכמות וסיווג של התקני מוליכים למחצה ביתיים מערכת הייעוד עבור דיודות מוליכים למחצה מודרניות, תיריסטורים והתקנים אופטואלקטרוניים מבוססת על תקן תעשיית OST ומבוססת על מספר מאפייני סיווג של התקנים אלה. מערכת הייעוד מבוססת על קוד אלפאנומרי, המורכב מ-5 אלמנטים...

אלמנט ראשון האלמנט הראשון (אות או מספר) מציין את חומר המוליך למחצה המקור שעל בסיסו נוצר התקן המוליך למחצה. עבור מכשירים לשימוש אזרחי כללי, האותיות המשמשות הן האותיות הראשוניות בשם המוליך למחצה או תרכובת המוליכים למחצה. עבור מכשירים מיוחדים, מספרים משמשים במקום אותיות אלה. חומר מקור סמלים גרמניום או תרכובותיו G או 1 סיליקון או תרכובותיו K או 2 תרכובות גליום (לדוגמה, גליום ארסניד) A או 3 תרכובות אינדיום (לדוגמה, אינדיום פוספיד) I או 4

האלמנט השני הוא תת-מעמד של התקני מוליכים למחצה. בדרך כלל האות נבחרת מתוך שם המכשיר, בתור האות הראשונה של השם תת-מחלקה של מכשירים סמלים תת-מחלקה של מכשירים סמלים מיישר, אוניברסלי, דיודות פולסים D דיודות זנר C טרנזיסטורים דו-קוטביים T עמודות מיישר C טרנזיסטורי שדה P דיודות Gunn B Varicaps V מייצבי זרם K תיריסטורים של דיודה N דיודות מיקרוגל A תיריסטורים טריודה U התקני OE מקרינים L דיודות מנהרה I מצמדים אופטיים O

אלמנט שלישי. האלמנט השלישי (מספר) בייעוד התקני מוליכים למחצה קובע את הפונקציונליות העיקרית של המכשיר. עבור תת-מחלקות שונות של מכשירים, הפרמטרים התפעוליים האופייניים ביותר (פונקציונליות) שונים. עבור טרנזיסטורים - זהו תדר ההפעלה ופיזור הספק, עבור דיודות מיישר - הערך המרבי של הזרם קדימה, עבור דיודות זנר - מתח הייצוב ופיזור ההספק, עבור תיריסטורים - ערך הזרם במצב פתוח.

אלמנט חמישי. האלמנט החמישי (אות) בקוד האלפאנומרי של מערכת הסמלים מציין את הדירוג לפי פרמטרים בודדים של מכשירים המיוצרים בטכנולוגיה אחת. לצורך ייעוד, משתמשים באותיות גדולות של האלפבית הרוסי מא' עד ת', למעט Z, O, CH, Y, Sh, Shch, Z, הדומות בכתב למספרים.

מוסכמות וסיווג של התקני מוליכים למחצה זרים בחו"ל קיימות מערכות ייעוד שונות להתקני מוליכים למחצה. מערכת הייעוד הנפוצה ביותר היא JEDEC, שאומצה על ידי המועצה הטכנית להתקנים אלקטרוניים של ארצות הברית. על פי מערכת זו, התקנים מסומנים על ידי אינדקס (קוד, סימון), שבו הספרה הראשונה מתאימה למספר הצמתים p-n: 1 - דיודה, 2 - טרנזיסטור, 3 - טטרודה (תיריסטור). אחרי המספר מופיעה האות N ומספר סידורי, שנרשם על ידי איגוד תעשיות האלקטרוניקה (EIA). אחרי המספר עשויה להיות אות אחת או יותר המציינת את הפירוק של מכשירים מאותו סוג לדירוגים סטנדרטיים לפי פרמטרים או מאפיינים שונים. עם זאת, ספרות המספר הסידורי אינן מזהות את סוג חומר המקור, טווח התדרים, פיזור ההספק או היישום. באירופה, נעשה שימוש במערכת שבה ייעודים עבור התקני מוליכים למחצה מוקצים על ידי ה- Association International Pro Electron. על פי מערכת זו, מכשירים לציוד ביתי בשימוש נרחב מסומנים בשתי אותיות ושלושה מספרים. לפיכך, עבור מכשירים בשימוש נרחב, לאחר שתי אותיות יש מספר סידורי תלת ספרתי מ-100 עד 999. עבור מכשירים המשמשים בציוד תעשייתי ומיוחד, התו השלישי הוא אות (האותיות משמשות בסדר אלפביתי הפוך: Z, Y, X וכו'), ואחריו מספר רצף מ-10 עד 99.

אלמנט ראשון. האלמנט הראשון (אות) מציין את חומר המוליך למחצה המקור שעל בסיסו נוצר התקן המוליך למחצה. נעשה שימוש ב-4 אותיות לטיניות A, B, C ו-D, בהתאם לסוג המוליך למחצה או תרכובת המוליכים למחצה. חומר מקור פער פס, eV סמלים Germanium 0.6...1 A סיליקון 1...1.3 V Gallium arsenide יותר מ-1.3 C אינדיום אנטימוניד פחות מ-1.6 D

האלמנט השני (אות) מציין תת-מעמד של התקני מוליכים למחצה. האלמנט השלישי (מספר או אות) מציין בקוד אלפאנומרי התקני מוליכים למחצה המיועדים לציוד לשימוש אזרחי כללי (מספר) או לציוד ליישומים מיוחדים (אות). במקרה האחרון, אותיות לטיניות גדולות משמשות כאות, המשמשות בסדר הפוך Z, Y, X וכו'. האלמנט הרביעי (2 ספרות) פירושו המספר הסידורי של הפיתוח הטכנולוגי ונע בין 01 ל-99. לדוגמה, VTX הוא מיישר (תיריסטור) מבוקר סיליקון ייעודי עם מספר רישום 10 ומתח 200 V.

תקן JIS-C-7012 מערכת הייעוד הסטנדרטית שפותחה ביפן (תקן JIS-C-7012, שאומצה על ידי EIAJ-Electronic Industries Association of Japan) מאפשרת לך לקבוע את המעמד של התקן מוליכים למחצה (דיודה או טרנזיסטור), את מטרתו , וסוג המוליכות של המוליך למחצה. סוג החומר המוליך למחצה אינו בא לידי ביטוי במערכת היפנית. הסמל עבור התקני מוליכים למחצה לפי תקן JIS-C-7012 מורכב מחמישה אלמנטים. אלמנט ראשון. האלמנט הראשון (מספר) מציין את סוג התקן המוליך למחצה. נעשה שימוש ב-3 ספרות (0, 1, 2 ו-3) בהתאם לסוג המכשיר. אלמנט שני. האלמנט השני מסומן באות S ומציין שהתקן זה הוא מוליך למחצה. האות S משמשת בתור האות הראשונית של המילה סמיקונדקטור. אלמנט שלישי. האלמנט השלישי (אות) מציין תת-מעמד של התקני מוליכים למחצה. הטבלה שלהלן מציגה את האותיות המשמשות לייעוד תת המחלקות של האלמנט הרביעי. האלמנט הרביעי מציין את מספר הרישום של הפיתוח הטכנולוגי ומתחיל במספר 11. האלמנט החמישי. האלמנט החמישי משקף את השינוי של הפיתוח (A ו-B - השינוי הראשון והשני).

JEDEC מערכת הייעוד של JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) מאומצת על ידי המועצה להנדסת מכשירי האלקטרונים של ארצות הברית. על פי מערכת זו, מכשירים מסומנים על ידי אינדקס (קוד, סימון), שבו: האלמנט הראשון. האלמנט הראשון (מספר) מציין את מספר הצמתים p-n. נעשה שימוש ב-4 ספרות (1, 2, 3 ו-4) בהתאם לסוג המכשיר: 1 - דיודה, 2 - טרנזיסטור, 3 - תיריסטור, 4 - מצמד אופטו. אלמנט שני. האלמנט השני מורכב מהאות N ומספר סידורי, שנרשם על ידי איגוד תעשיית האלקטרוניקה (EIA). המספרים הסידוריים אינם קובעים את סוג חומר המקור, טווח התדרים, פיזור ההספק או היישום. אלמנט שלישי. האלמנט השלישי - אות אחת או יותר, מציין את הפירוק של מכשירים מאותו סוג לדירוגים סטנדרטיים לפי מאפיינים שונים. יצרן שהמכשירים שלו דומים בפרמטרים למכשירים הרשומים על ידי EIA רשאי להציג את המכשירים שלו עם ייעוד JEDEC. דוגמה: 2N2221A, 2N904.

סמלים וסטנדרטים גרפיים בתיעוד טכני ובספרות מיוחדת, נעשה שימוש בסמלים גרפיים קונבנציונליים של התקני מוליכים למחצה בהתאם ל-GOST "סמלים גרפיים קונבנציונליים בתרשימים. התקני מוליכים למחצה."

סמלים של פרמטרים חשמליים ונתוני התייחסות השוואתיים עבור התקני מוליכים למחצה עבור התקני מוליכים למחצה, ערכי הפרמטרים החשמליים העיקריים ומאפייני ההפעלה המרביים, הניתנים בספרי עיון, נקבעו ותקנו. פרמטרים אלה כוללים: מתח (לדוגמה, Upr - מתח קדימה קבוע של הדיודה), זרם (לדוגמה, Ist, max - זרם מקסימלי מותר בייצוב דיודת זנר, הספק (לדוגמה, Pout - כוח מוצא של טרנזיסטור דו-קוטבי ), התנגדות (לדוגמה, rdiff - התנגדות דיפרנציאלית של הדיודה), קיבול (לדוגמה, Ck - קיבול של צומת האספן), זמן ותדירות (לדוגמה, trev, rev - זמן התאוששות הפוך של תיריסטור, דיודה) , טמפרטורה (לדוגמה, Tmax - טמפרטורת הסביבה המקסימלית ישנם מאות פרמטרים, ולכל תת-מחלקה של התקני מוליכים למחצה פרמטרים אלה יהיו שונים פרסומי התייחסות מספקים את הערכים של הפרמטרים החשמליים העיקריים ואת מאפייני ההפעלה המרביים של התקני מוליכים למחצה להלן, כדוגמה, נתונים אלה ניתנים עבור נציגים טיפוסיים של סוגים שונים של מכשירים.

דוגמאות לייעוד של כמה טרנזיסטורים: KT604A - סיליקון דו קוטבי, הספק בינוני, תדר נמוך, מספר פיתוח 04, קבוצה A 2T920 - סיליקון דו קוטבי, הספק גבוה, תדר גבוה, מספר פיתוח 37, קבוצה A 2PS202A-2 - סט של נמוך טרנזיסטורי אפקט שדה של סיליקון בעוצמה בינונית, פיתוח מספר 02, קבוצה A, לא ארוז, עם מובילים גמישים על מחזיק קריסטל. 2D921A - דיודת דופק סיליקון עם אורך חיים אפקטיבי של נושאי מטען מיעוט פחות מ-1 ns, פיתוח מספר 21, קבוצה A 3I203G - דיודה מחוללת מנהרת גליום ארסניד, פיתוח מספר 3, קבוצה G AD103B - אינפרא אדום ארסניד גליום פולט דיו, פיתוח מספר 3de, קבוצה ב'.

GOSTs עיקריים: התקני GOST Semiconductor. מונחים והגדרות OST, התקני מוליכים למחצה. מערכת סמלים. GOST 2, סמלים גרפיים קונבנציונליים בתרשימים. התקני מוליכים למחצה התקני מוליכים למחצה GOST. מימדים עיקריים טרנזיסטורים דו קוטביים GOST. מונחים, הגדרות וייעוד אותיות של פרמטרים. טרנזיסטורי GOST אפקט שדה. מונחים, הגדרות וייעוד אותיות של פרמטרים. GOST Semiconductor מכשירים פולטי אינפרא אדום. מידות עיקריות. דיודות מוליכים למחצה GOST. מונחים, הגדרות וייעוד אותיות של פרמטרים.