Области применения симисторов
Область применения симисторов гораздо обширней, чем может показаться на первый взгляд и она постоянно расширяется. Включаете ли пылесос, или электродрель, кондиционер или кухонный комбайн, везде в этих устройствах применено переключающее электронное устройство, будь то электромеханическое реле, пускатель, контактор или симистор. О преимуществах симисторов говорилось выше, поэтому в большинстве случаев в современных блоках управления или блоках пуска электродвигателей электронных устройств установлены именно симисторы.
Вот некоторые примеры электронных устройств, где применяются симисторы:
- кухонные приборы (комбайны, миксеры, блендеры, мясорубки, электрические чайники, и т.д.),
- нагревательные устройства (плиты, печи, электротитаны, и т.д.),
- компрессоры холодильников и кондиционеров и тд.,
- бытовая техника (швейные, посудомоечные и стиральные машины, пылесосы, вентиляторы, фены),
- строительный электроинструмент (дрели, перфораторы, рубанки, лобзики и др.),
- в промышленности (блоки запуска электродвигателей, блоки управления осветительными приборами, диммерные выключатели и др.)
Заключение
Подводя черту под рассмотренными свойствами симисторов, можно кратко выделить их основные преимущества:
1. Высокая частота срабатывания позволяет добиться высокой точности управления
2. Ресурс работы значительно выше, чем у электромеханических компонентов
3. Позволяют значительно уменьшить размеры силового блока
4. Низкий уровень шума при коммутации силовых цепей
Помимо всего, симистор являет элементом силовой электроники – одной из наиболее динамично развивающихся областей электроники в России. По различным оценкам, она обеспечивает до 50% всего оборота на отечественном рынке изделий электроники. Как считают многие специалисты, российские разработчики и производители могут составить в этой области реальную конкуренцию иностранным фирмам. Применяется силовая электроника везде: при выработке электроэнергии, ее передаче и потреблении.
Объемы производства и применения симисторов, как элемента силовой электроники, постоянно растут. Используя их, вы получаете значительную экономию средств, времени, преимущества в простоте разработки, а, следовательно, получаете дополнительную прибыль. Широкий портфолио симисторов компании NXP дает вам возможность найти оптимальное решение ваших потребностей.
Інтегра́льна мікросхе́ма— мініатюрний мікроелектронний виріб, елементи якого нерозривно пов'язані конструктивно, технологічно та електрично. Виконує визначені функції перетворення і має високу щільність упаковки електрично з'єднаних між собою елементів і компонентів, які є одним цілим з точки зору вимог до випробувань та експлуатації.
Класифікація інтегральних схем
За способом об'єднання розрізняють:
· Напівпровідникова мікросхема - всі елементи і межелементні з'єднання виконані на одному напівпровідниковому кристалі (наприклад, кремнію, германію, арсеніду галію, оксид гафнію).
· Плівкова інтегральна мікросхема - всі елементи і межелементні з'єднання виконані у вигляді плівок:
товстоплівкова інтегральна схема;
тонкоплівкова інтегральна схема.
· Гібридна мікросхема (також мікрозбірка) - крім напівпровідникового кристалу містить трохи безкорпусних діодів, транзисторів і (або) інших електронних компонентів, поміщених в один корпус.
За видом оброблюваної інформації — поділяють на
· цифрові та
· аналогові.
Ступінь інтеграції
· мала інтегральна схема (МІС) - до 100 елементів у кристалі,
· середня інтегральна схема (СІС) - до 1000 елементів в кристалі,
· велика інтегральна схема (ВІС) - до 10 тис. елементів в кристалі,
· надвелика інтегральна схема (НВІС) - більше 10 тис. елементів в кристалі.[1]
НАДВЕЛИКА СТУПІНЬ ІНТЕГРАЦІЇ - Ступінь інтеграції мікропроцесорної інтегрованої мікросхеми, що містить більше 100000 елементів [2]
Використовується в різних аналогових та цифрових елементах автоматики, вимірювальної та обчислювальної техніки.
1,5,7 – напівпровідникові (7 - безкорпусні);
2,4,8 – гібридні;
3 – інші мікросхеми.
По прийнятій системі позначеня мікросхеми повинно складатись із чотирьох елементів.
Перший елемент – цифра, яка відповідає конструктивно технологічній групі.
Другий елемент – дві – три цифри, які присвоєнні даній серії як порядковий номер розробки.
Третій елемент – дві букви, які відповідають підгрупі і виду.
Четвертий елемент – порядковий номер розробки мікросхеми в даній серії, в якій може бути декілька однакових по функціональному признаку мікросхем.
В останній час при чотирьохзначному номері серії першу цифру порядкового номера серії (або другу цифру номера серії) встановлюють в залежності від функціонального призначення мікросхем, які входять в серію. Так
0 – серія мікросхем призначена для комплектації побутової РЕА
1 – аналогові мікросхеми
4 – операційні підсилювачі
5 – цифрові мікросхеми
6 – мікросхеми пам'яті
8 - мікропроцесори
Іноді в кінці умовного позначення добавляється буква, яка визначає технологічний розброс електричних параметрів даного типономіналу.
Для мікросхем, які застосовуються в пристроях широкого використання, на початку ставиться буква К .
Для характеристики матеріалу і типу корпуса перед цифровим позначенням серії можуть бути добавлені слідуючи букви: Р – пластмасовий корпус типу ДИП; М – металокерамічний корпус типу ДИП; А – пластмасовий планарний корпус; Е – метало полімерний корпус типу ДИП; С – склокерамічний корпус типу ДИП; И - склокерамічний планарний корпус.
В умовних позначеннях мікросхем, які випускаються в буз корпусному варіанті, перед номером серії ставиться Б.
15 Многоэмиттерные транзисторы, эмиттерные области которых объединены одним внешним выводом, характеризуются большим значением отношения периметра эмиттера к его площади, что обеспечивает уменьшение сопротивления базы транзистора и увеличение плотности его эмиттерного тока. Такие транзисторы применяют главным образом в качестве мощных ВЧ и СВЧ транзисторов. Наиболее распространёнными являются транзисторы с полосковой, ячеистой и сетчатой формами эмиттерной области. Многоэмиттерные транзисторы с ячеистой формой эмиттерной области имеют наибольшую величину отношения периметра эмиттера к его площади, что обеспечивает максимальное усиление по мощности. Многоэмиттерные транзисторы с сетчатой формой эмиттерной области имеют наибольшее значение отношения суммарной площади эмиттерных областей к площади коллекторной области, что обеспечивает работу такого транзистора при значительных рабочих токах.
Многоэмиттерные транзисторы, в которых каждая эмиттерная область имеет отдельный внешний вывод, используются в транзисторно-транзисторной логике в качестве логического элемента «И». Отличительной особенностью таких транзисторов является достаточно большое расстояние между отдельными эмиттерными областями и наличие сопротивления между базовой областью и её внешним выводом, что обеспечивает уменьшение коэффициента передачи тока между эмиттерными областями, а также малую величину инверсного коэффициента передачи тока (0,01) и, соответственно, увеличение нагрузочной способности транзистора. Увеличение скорости переключения таких транзисторов достигается уменьшением площади эмиттерных областей.
16. Многоколлекторный транзистор- функциональный полупроводниковый прибор, представляющий собой совокупность нескольких тринисторов.
Тринисто-ры объединены в одно ыоно-литное устройство так, что две из четырех областей с чередующимся типом проводимости являются общими для всех тринисторов. В данном приборе, помимо присущего тринистору явления переключения, используются взаимодействия объемных зарядов основных и неосновных неравновесных носителей.
Многоколлекторный транзистор п-р-и-типа применяется в качестве инвертора, а транзистор р-п-р-типа служит либо в качестве нагрузки, либо является источником тока. На входе и выходе схемы не используется ни одного резистора.
17В якості резисторів, тобто пасивних елементів ІМС, призначених для використання їх електричного опору, застосовуються зазвичай шари напівпровідника, що створюються за допомогою дифузії домішок одночасно з колекторними або базовими областями транзисторів. Області, створювані разом з емітерами транзисторів, застосовуються для цієї мети рідше, так як вони мають дуже малий питомий опір.
При використанні в технологічному процесі виробництва ІМС іонної імплантації домішок резистори можуть створюватися як одночасно з виготовленням областей транзистора, так і незалежно. Крім того, можливе застосування резисторів, отриманих шляхом вакуумного напилення на поверхню напівпровідникового кристалу тонких плівок металів або сплавів (у цьому випадку мікросхеми називаються сполученими).
Плёночные ИМС
Подложки плёночных микросхем, которые изготавливают из сапфира, ситаллов, керамик и прочего, всегда обладают прямоугольной конфигурацией и толщиной порядка от 0,2 мм до 1 мм. Подложки не должны вступать в химические реакции с материалами плёнок, обязаны обладать низкой степенью шероховатости поверхности, должны обладать высоким электрическим сопротивлением. Нанесение плёнок на подложку осуществляют через трафарет, называемый маской. Выполнение плёночных конденсаторов и особенно катушек индуктивности по очень весомым причинам не рекомендуют, однако в отдельных случаях без них всё же не обойтись.
Толстоплёночные контактные площадки выполняют, например, возжжением паст, содержащих алюминий, медь, тантал или в редких случаях золото. Чтобы улучить адгезию металлических покрытий к подложке, на ней сначала формируют промежуточный слой никеля, который обладает лучшей адгезией, чем другие металлы, а уже на этот слой наносят требуемый материал.
Плёночные резисторы, которые выполняют нанесением на подложку паст, содержащих никель, керметы, тантал, хром и т.д. со связующим веществом, имеют прямоугольную конфигурацию. С целью повышения сопротивления резистора его выполняют в виде соединённых друг с другом многочисленных элементарных одинаковых участков Г-образной или П-образной конфигурации, которые повторяют до тех пор, пока не будет получено необходимое сопротивление, что показано на рис. 9.1.
Обычно сопротивление такого плёночного резистора может составлять от 0,05 кОм до 50 кОм, а получить много большее или много меньшее сопротивление затруднительно.
Плёночные конденсаторы имеют многослойную структуру и в общем случае образованы двумя электропроводящими плёнками, между которыми выполняют слой диэлектрической плёнки. Обкладки плёночных конденсаторов изготовляют из электропроводящих плёнок, содержащих алюминий, тантал, серебро, медь и подобные материалы. Диэлектрическую плёнку обычно получают из различных оксидов: окиси тантала, трёхсернистой сурьмы, двуокиси кремния, моноокиси германия и пр. Ёмкость плёночных конденсаторов обычно составляет от 10 пФ до 20 нФ.
Плёночные катушки индуктивности имеют спиралевидную форму, что изображено на рис. 9.2, и образованы нанесением токопроводящих плёнок на поверхность подложки.
Индуктивность таких плёночных катушек не превышает 10 мкГн.
Изготовление активных компонентов наслоением плёнок вызывает большие трудности.
20. Кинеско́п — электронно-лучевой прибор, преобразующий электрические сигналы в световые. Широко применяется в устройстве телевизоров, до 1990-х годов использовались телевизоры исключительно на основе кинескопа. Основные части: электронная пушка (предназначена для формирования электронного луча, в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно-оптический прожектор), экран, покрытый люминофором (веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов;), отклоняющая система (управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение). Наиболее широко распространенным в приемниках цветного телевидения в наши дни является трехлучевой кинескоп с теневой (цветоделительной) маской. В колбе кинескопа, сохранившей в основном конфигурацию колбы черно-белого кинескопа, располагаются три электронных прожектора формирующих три электронных луча в соответствие с тремя основными цветами R, G и B. В состав каждого прожектора входят подогреватель, катод ,модулятор (управляющий электрод) , ускоряющий электрод , фокусирующий электрод , анод. Общей для всех трех лучей является отклоняющая система , содержащая две строчных и две кадровых отклоняющих катушки. Блок полюсных наконечников является частью системы радиального сведения лучей. Катоды, модуляторы, ускоряющие электроды каждого прожектора имеют независимые выводы на цоколе кинескопа. Все три фокусирующих электрода соединены внутри колбы вместе и имеют общий вывод на цоколе трубки. Анод является также общим для всех прожекторов. Он состоит из графитового покрытия на стекле колбы внутри раструба и передней части горловины, а также соединенных с этим покрытием трех цилиндров. Экран кинескопа состоит из отдельных точек (элементов) трех видов. Точки одной группы способны при бомбардировке электронами светиться красным светом, точки другой – зеленым, а третьей – синим. В отечественном телевидении число элементов разложения составляет около полумиллиона. Таким образом, на экране цветного кинескопа имеется около 500 тыс. “красных”, 500 тыс. “зеленых” и 500 тыс. “синих” точек люминофора – всего не менее полутора миллионов. Точки люминофора располагаются строго регулярно, образуя так называемые триады. В каждую триаду входит по одной красной, зеленой и синей точке, расположенных по углам равностороннего треугольника. Несоблюдение необходимой точности расположения точек люминофора, даже их небольшое смещение в сторону от заданного положения на экране, неизбежно приведет к искажению цветовоспроизведения. Перед экраном помешается цветоделительная маска. Ее назначение – обеспечить прохождение лучей только на свои группы люминофорных точек. Маска обеспечивает, например, попадание красного электронного луча только на красные люминофорные точки и препятствует попаданию этого луча на зеленые и синие точки. Так же обстоит дело и с двумя другими лучами.
Цветные кинескопы
Устройство цветного кинескопа. 1 -Электронные пушки. 2 - Электронные лучи. 3 - Фокусирующая катушка. 4 - Отклоняющие катушки. 5 - Анод. 6 - Маска, благодаря которой красный луч попадает на красный люминофор, и т. д. 7 - Красные, зеленые и синие зерна люминофора. 8 - Маска и зерна люминофора (увеличенно).
Цветной кинескоп отличается от черно-белого тем, что в нем три пушки - "красная", "зеленая" и "синяя" (1). Соответственно, на экран 7 нанесены в некотором порядке три вида люминофора - красный, зеленый и синий (8).
На красный люминофор попадает только луч от красной пушки, на зеленый - только от зеленой, и т. д. Это достигается тем, что между пушками и экраном установлена металлическая решетка, именуемая маской (6). В современных кинескопах маска выполнена из инвара - сорта стали с небольшим коэффициентом температурного расширения.
Существует два типа масок:
· собственно теневая маска, которая существует двух видов:
o Теневая маска для кинескопов с дельтаобразным расположением электронных пушек. Часто, особенно в переводной литературе, упоминается как теневая решетка. В настоящее время применяется в большинстве мониторных кинескопов.
o Теневая маска для кинескопов с планарным расположением электронных пушек. Известна также, как щелевая решетка.
· апертурная решетка ( Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron ). Эта маска, в отличие от остальных видов, состоит из большого количества проволок, натянутых вертикально. Кинескопы с такой маской применяются и в мониторах, и в телевизорах.
Существуют цветные кинескопы специального типа - однолучевые хромоскопы. По устройству и принципу действия они разительно отличаются от иных видов цветных кинескопов. Несмотря на явные преимущества, включая пониженную потребляемую мощность, сравнимую с аналогичным показателем черно-белого кинескопа с диагональю того же размера, широкого распространения такие кинескопы не получили.
Среди этих масок нет явного лидера: теневая обеспечивает высокое качество линий, апертурная дает более насыщенные цвета. Щелевая сочетает достоинства теневой и апертурной, но склонна к муарам.