1 дәріс Кіріспе. Шала өткізгіштер. Электрониканың негізгі элементтері. Шала өткізгішті диодтар, жіктелінуі. Жұмысы, вольт-амперлік сипаттамасы

Жүктемесі бар диод режимі – жұмыс режимі деп аталады. Егерде диод сызықты кедергісіне ие болса, онда осыған ұқсас сұлбадағы токты есеп-теу қиындық келтірмес еді, себебі тізбектің жалпы кедергісі диодтың тұрақты токқа R₀ және жүктеме кедергісінің резисторы R_ж кедергілерінің қосындысына тең. Бірақ диод сызықты емес кедергісіне ие және R₀ мәні ток өзгерген кезде, ол да өзгереді. Сондықтан токты есептеу графикалық әдіспен жүргізіледі. Мәселе келесі түрде қойылады: E, R_ж мәндері және диод сипаттамасы белгілі, тізбектегі токты және диодтағы кернеуді табу талабы қойылады.

Жүктемесі бар диодты қосу сұлбасы және сызығына тұрғызу R_ж кедергісі үшін ұқсастық теңдеуі Ом заң болып саналады:

Енді екі: i және u белгісізі бар екі теңдеу ие, сонымен бірге теңдеулердің біреуі графикалық түрде берілген. Осындай теңдеулер жүйесін шешу үшін, екінші теңдеудің графигін тұрғызу керек және екі графигінің координаттарының қиылысқан нүктесін табу керек.

Жүктеме сызығын тұрғызу кезінде салыстырмалы түрде аздаған R_ж үшін Б нүктесі сызба шегінен сырт қалады екен. Бұл жағдайда А нүктесінен солға қарай u бағытына салу керек (10.26-сурет) және алынған В нүктесінен токты u/R_ж тең етіп салады (ВГ кесіндісі). А және Г нүктелері арқылы жүргізілген түзу жүктеме сызығы болады.

Кейде u және i беріледі (Т нүкте) және R_ж жүктеме кедергісі де, ал E-ні анықтау керек, немесе керісінше E берілген кезде R_ж жүктеме кедергісін анықтау талабы қойылады. Бұл жағдайлар үшін графикалық тұрғызылым оқырмандардың өзіне ұсынылады. Барлық осындай тұрғы-зылымдарда (10.22) теңдеуі басшылыққа алу қажет.

Бірізді жалғанған диод пен сызықты жүктемелік R_ж резисторы бар тізбек сызықты емес болып саналады. Осындай тізбектің сипаттамасы диодтық жұмыстың сипаттамасы деп аталады, яғни тәуелділік графигін i = f(E) кернеу үшін диод сипаттамасын және жүктемелік резистор R_ж қосындылап алуға болады (10.27-сурет). Резистор R_ж сипаттамасы Ом заңын өрнектейді і = u_R/R_ж және координат басы арқылы өтетін түзу сызық болып саналады. Бұл түзуді тұрғызу үшін графикке тиісті еркін кернеуге u_R және токқа u_R/R_ж нүкте салынады. Бұл нүкте арқылы координат басынан түзу жүргізіледі. Алдында өткен графикте жүктеме сызығы координат басы арқылы өтпеген, өйткені ол токтың диод u кернеуіне тәуелділігін білдірген u_R кернеуінен емес.

Тізбектің жұмыс сипаттамасын i = f(E) тұрғызғанда, і токтың бірнеше мәні үшін u және u_R кернеулерін қосамыз, себебі E = u + u_R. Мысалы, 3 мА ток кезінде u = 0,4 В және u_R = 0,5 В. Бұл кернеулерді қосындылау арқылы E = 0,9 В және соған лайықты қорытынды сипаттаманың нүктесін аламыз. Осыған ұқсас басқа нүктелерін де табамыз және солар арқылы бірқалыпты қисығын жүргіземіз.

Бірізді тізбек қасиеті ең бастысы тізбек телімін қасиетіне тәуелді үлкенірек кедергісіне ие болатын. Сондықтан неғұрлым R_ж үлкен кедергі болса, соншама қорытынды сипаттаманың сызықтық еместігі төмен. Егер R_ж >> R₀ болса, диодтың жұмыс режиміне графикалық есептеулерді жүргізбеуге де болады. Бұл жағдайда диодтың кедергісін есепке алмауға және токты жуық мөлшерде келесі формула i  E/R_ж бойынша анықтауға болады.

Қарастырылған есептеу әдісті тұрақты кернеу Е амплитудалық немесе лездік мәндері үшін қолдануға болады, егер анодтық көз айнымалы кернеу беретін болса.

Шалаөткізгішті диодтар функционалдық қызметі бойынша түзет-кіштік, импульстік, стабилитронды, фотодиодтар, жарық сәулелендіруші диодтар және т.б. болып бөлінеді.