Какова роль транзистора в генерации автоколебаний: Какова роль транзистора в генерации автоколебаний?

Содержание

Автоколебания. Генератор незатухающих колебаний (на транзисторе)


⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 15Следующая ⇒

Свободные электромагнитные колебания в реальном колебательном контуре всегда затухающие. Для того чтобы они были незатухающими, нужно создать устройство, с помощью которого компенсировались бы потери энергии при каждом полном колебании в контуре. Широко применимы так называемые автоколебания — незатухающие колебания, поддерживаемые в системе за счет постоянного внешнего источника энергии, причем сама система управляет им, обеспечивая согласованность поступления энергии определенными порциями в нужный момент времени.

Любая автоколебательная система состоит из следующих четырех частей (рис. 1): 1) колебательная система; 2) источник энергии, за счет которого компенсируются потери; 3) клапан — некоторый элемент, регулирующий поступление энергии в колебательную систему определенными порциями в нужный момент; 4) обратная связь — управление работой клапана за счет процессов в самой колебательной системе.

Рис. 1

Генератор на транзисторе — пример автоколебательной системы. На рисунке 2 приведена упрощенная схема такого генератора, в котором роль "клапана" играет транзистор. Колебательный контур подключен к источнику тока последовательно с транзистором. Эмиттерный переход транзистора через катушку

Lсв индуктивно связан с колебательным контуром. Эту катушку называют катушкой обратной связи.

Рис. 2


1. Источник энергии, за счет которого поддерживаются незатухающие колебания (в генераторе на транзисторе это источник постоянного напряжения).
2. Колебательная система — та часть автоколебательной системы, непосредственно в которой происходят колебания (в генераторе на транзисторе это колебательный контур).
3. Устройство, регулирующее поступление энергии от источника в колебательную систему, — клапан (в рассмотренном генераторе роль клапана выполняет транзистор).
4. Устройство, обеспечивающее обратную связь, с помощью которой колебательная система управляет клапаном (в генераторе на транзисторе предусмотрена индуктивная связь катушки контура с катушкой в цепи эмиттер — база).

В генераторе на транзисторе вырабатываются незатухающие колебания различных частот. Без таких систем не было бы ни современной радиосвязи, ни телевидения, ни ЭВМ.

Билет № 10

1.Статика изучает условия равновесия тел.

Виды равновесия

Устойчивое равновесие. Если тело вывести из устойчивого равновесия, то появляется сила, возвращающая его в положение рав­новесия. Устойчивому равновесию соответствует минимальное значение потенциальной энергии

Неустойчивое равновесие. Если тело вывес­ти из неустойчивого равновесия, то возни­кает сила, удаляющая тело от положения равновесия. Неустойчивому равновесию соответствует максимальное значение потенциальной энергии .

Безразличное равновесие. При выведении тела из состояния безразличного равновесия дополнительных сил не возникает. Пример: шар на плоскости.

Момент силы. Правило моментов

Момент силы М (Н· м) – физическая величина, модуль которой равен произведению модуля силы на плечо силы

М = F· d.

Плечо силы d (M)– кратчайшее расстояние между осью вращения и линией действия силы. Т.е. из точки вращения опускается перпендикуляр на линию действия силы. При необходимости линию продлить.

Знаки моментов. Если сила вызывает вращение тела по ча­совой стрелке, то такой момент считают положительным:

Если сила вызывает вращение тела против часовой стрелки, в таком случае момент отрицательный.

Тело находится в равновесии при выполнении сразу двух условий.

1. Сумма сил, действующих на тело, равна нулю.

2. Правило моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:

Или: сумма моментов сил, вызывающих вращение тела по часовой стрелке, равна сумме моментов сил, вызывающих вращение тела против часовой стрелки:

Простые механизмы – приспособления, служащие для преобразования силы. К ним относятся ворот, наклонная плоскость, рычаг, клин и блоки.

«Золотое правило механики». При использовании простых механизмов мы выигрываем в силе, но проигрываем в расстоянии (или наоборот - например, катапульта). Выигрыша в работе простые механизмы не дают, т.к. это противоречило бы закону сохранения энергии.

Механический вечный двигатель, производящий энергию из ничего, невозможен.

Центр тяжести тела – точка, относительно которой момент сил тяжести всех точек тела равен нулю. В случае однородного поля силы тяжести центр тяжести совпадает с центром масс).

2. Переменный ток. Сопротивления в цепи переменного тока.

Вынужденные электромагнитные колебания в электрической цепи представляют собой переменный электрический ток.

§ Переменный электрический ток — это ток, сила и направление которого периодически меняются.

Наибольшее распространение получил гармонический переменный ток, представляющий собой вынужденные электрические колебания, происходящие в цепях под действием напряжения, гармонически меняющегося с частотой ω по закону синуса или косинуса:

u=

Um⋅sinωt или u=Um⋅cosωt ,

где u – мгновенное значение напряжения, Um – амплитуда напряжения, ω – циклическая частота колебаний. Если напряжение меняется с частотой ω, то и сила тока в цепи будет меняться с той же частотой, но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае

i=Im⋅sin(ωt+φ) ,

где φ – разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения. Принцип получения переменного тока основан на явлении электромагнитной индукции — индуцировании электродвижущей силы в прямоугольном контуре (проволочной рамке), находящейся в однородном вращающемся магнитном поле.

Переменный ток обеспечивает работу электрических двигателей в станках на заводах и фабриках, приводит в действие осветительные приборы в наших квартирах и на улице, холодильники и пылесосы, отопительные приборы и т.п. Частота колебаний напряжения в сети равна 50 Гц. Такую же частоту колебаний имеет и сила переменного тока. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз поменяет свое направление. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира.

В США частота промышленного тока 60 Гц.


Рекомендуемые страницы:

Применение метода аналогий при изучении темы "Генератор на транзисторе"

Генератор на транзисторе является автогенератором электромагнитных колебаний.

Автоколебательные электромагнитные системы по описывающим их законам, аналогичны механическим автоколебательным системам. Под автоколебательной системой понимают такую систему, в которой при отсутствии внешнего периодического воздействия возникают и существуют сколь угодно долго периодические колебания.

Рационально начать изучение темы с повторения механических автоколебательных систем, так как физические основы механических и электромагнитных автоколебаний едины.

Примером механической автоколебательной системы являются маятниковые часы, модель которых изображена на рисунке 1а. В 1657 году голландский физик Христиан Гюйгенс предложил использовать изохронность колебаний маятника для создания равномерного движения стрелки на часах.

Устройство, предложенное Гюйгенсом, в его главных чертах сохранилось до настоящего времени: маятник, поднятый груз, анкер и ходовое колесо (рисунок 1б). Обращаю внимание учащихся на то, что в основном маятник движется свободно, получая за период два толчка. Колебания возникают и поддерживаются самой колебательной системой, то есть являются автоколебаниями.

Рисунок 1

Анализируя работу данного механизма, выделяем основные элементы, характерные для многих автоколебательных систем и объединяем их в блок-схему (рисунок 2)

Рисунок 2

Используя метод аналогий, переходим от механической автоколебательной системы к электромагнитной автоколебательной системе. Анализируем, что можно использовать в качестве источника энергии, клапана, колебательной системы в электрической цепи и как можно осуществить обратную связь между клапаном и колебательной системой.

Одновременно на доске и в тетрадях заполняем таблицу 1.

Таблица 1.

Элементы автоколебательной системы

Механическая автоколебательная система (маятниковые часы)

Электромагнитная

автоколебательная система (генератор на транзисторе)

1

источник энергии

поднятый груз

батарея гальванических элементов

2

клапан

анкер

транзистор

3

колебательная система

маятник

колебательный контур

4

Обратная связь

через ходовое колесо

индуктивная – через катушки

Вспоминаем обозначения составляющих частей автогенератора (рисунок 3 а) и рисуем его схему (рисунок 3 б)

Рисунок 3

По данной схеме объясняем принцип работы генератора на транзисторе, подчеркнув в очередной раз, что это автоколебательная система.

В момент подключения источника постоянного тока через коллекторную цепь транзистора проходит ток, заряжающий конденсатор колебательного контура. В контуре возникнут свободные электромагнитные колебания. Так как катушка колебательного контура индуктивно связана с катушкой обратной связи, то ее изменяющееся магнитное поле вызовет в катушке обратной связи переменную ЭДС такой же частоты, как и колебания в контуре. Эта ЭДС, будучи приложена к участку база – эмиттер, вызовет пульсацию тока в цепи коллектора. Так как частота этих пульсаций равна частоте электромагнитных колебаний в контуре, то они подзаряжают конденсатор контура и тем самым поддерживают постоянной амплитуду колебаний в контуре.

Собрав установку, изображенную на рисунке 4б можно продемонстрировать, что в автогенераторе без внешнего воздействия возникли электромагнитные колебания синусоидальной формы. Таким образом, в автогенераторе происходит преобразование энергии источника постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний.

Поскольку в контуре существуют свободные колебания, то для них контур представляет только активное сопротивление, а потому напряжение на участке эмиттер – коллектор и на участке база – эмиттер должны быть сдвинуты на 180°. Чтобы продемонстрировать это учащимся, необходимо поменять местами провода, подходящие к катушке обратной связи. В этом случае колебания в генераторе не возникнут.

Второе условие работы генератора заключается в следующем: Энергия, поступающая в контур из коллекторной цепи, должна полностью восполнить необратимые преобразования в нем энергии. Это условие обеспечивается обратной связью. Чтобы убедить в этом учащихся, надо приподнять и медленно удалить катушку обратной связи от катушки контура. На экране осциллографа видно, как постепенно уменьшается амплитуда колебаний в контуре и наконец колебания исчезают.

Рисунок 4

На основании проделанных опытов сформулируем вывод, что обратная связь в генераторе автоколебаний должна удовлетворять двум условиям:

а) энергия от источника должна поступать в такт с колебаниями в контуре;

б) поступающая от источника энергия должна быть равна ее потерям в контуре.

Завершаем изучение темы рассмотрением вопроса о применении электромагнитных автоколебательных систем

Метод аналогий при изучении данной темы позволяет не только лучше усвоить суть вопроса, но и, подчеркнуть единство физических закономерностей механических и электромагнитных колебаний.

Конспект урока по Физике "Генератор на транзисторе. Автоколебания" 11 класс

Тема урока: «Генератор на транзисторе. Автоколебания»

План – конспект урока по физике, подготовила Мызникова Елена Викторовна, учитель физики МБОУ гимназия №64 , 11 класс.

Тип урока: Урок изложения нового материала.

Оборудование: компьютер, рабочие листы для учащихся, тест.

Демонстрации: презентация по теме, катушка индуктивности (на 120 В) от универсального трансформатора и батареи конденсаторов Бк-58, батарея напряжением 4,5В, комплект универсального трансформатора, электронный осциллограф ОЭШ.

1. Организационный момент, актуализация знаний, необходимых для усвоения нового материала

2. Сообщение темы и цели урока, мотивация учебной деятельности (через создание проблемной ситуации и выявление личного опыта учащихся по теме урока)

3. Изучение нового материала, демонстрационный эксперимент.

4. Проверка понимания учащимися изученного материала и его первичное закрепление.

5. Рефлексия домашнее задание.

Структура урока,

время этапа

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Мультимедиа компонент

и методическое обоснование

1. Орг. момент, актуализация знаний, необходимых для усвоения нового материала

5мин

Вопросы учащимся:

1.Какие вещества называют полупроводниками?

2. Что такое транзистор?

3. Из каких основных элементов он состоит?

4. Назовите основные носители базы, эмиттера, коллектора.

5. Действие транзистора. Условное изображение на схеме.

6. Колебания. Виды колебаний.

7.Почему колебания затухают с течением времени?

Обучающиеся дают ответы на вопросы.

1.Полупроводники — широкий класс веществ, характеризующийся значениями

удельной электропроводности, лежащей в диапазоне между удельной

электропроводностью металлов и хороших диэлектриков

2. Транзистор — усилитель электрических колебаний.3.Состоит из трёх областей, крайние из которых обладают дырочной проводимостью, а средняя — электронной: эмиттер, коллектор, база.

4. База — электроны, коллектор и эмиттер- дырки. 5. Одна из областей триода, например левая, содержит обычно в сотни раз большее количество примеси р-типа, чем количество n-примеси в n-области. Поэтому прямой ток через р—n-переход будет состоять почти исключительно из дырок, движущихся слева направо. Попав в n-область триода, дырки, совершающие тепловое движение, диффундируют по направлению к n—р-переходу, но частично успевают претерпеть рекомбинацию со свободными электронами n-области. Но если n-область узка и свободных электронов в ней не слишком много, то большинство дырок достигнет второго перехода и, попав в него, переместится его полем в правую р-область.

Слайд №1

Презентации

Актуализация опорных знаний.

2. Сообщение темы

и цели урока, мотивация учебной деятельности

5 мин

Свободные электромагнитные колебания в реальном колебательном контуре всегда затухающие. Сегодня на уроке нам предстоит решить проблему: нужно создать устройство, с помощью которого компенсировались бы потери энергии при каждом полном колебании в контуре для того, чтобы они были незатухающими. Как это можно сделать? Основываясь на своих знаниях, предложите способы решения данной проблемы. На это отводится 2 минуты. Работа в парах. Учитель корректирует и рецензирует результаты.

(После выполнения задания учитель обобщает предложенные результаты, обсуждая и комментируя каждый вариант)

Вывод: Можно использовать автоколебания. Формулируется тема и цель урока (для учащихся).

Учащиеся изучают предложенные им идеи и создают несколько вариантов комбинаций. По истечению времени  оглашают свой вариант, единомышленники со сходным результатом могут присоединиться, или отредактировать предложенную версию. Все версии оформляются на доске для всеобщего рассмотрения.

Мотивационный компонент.

Эмоциональный настрой.

2 и 3 слайды

3. Изучение нового материала, демонстрационный эксперимент, исторический экскурс

25 мин

Накануне первой мировой войны Россия в научном отношении значительно отставала от передовых капиталистических стран. В частности, в России не было радиотехнической промышленности. Всё оборудование для радиосвязи приходилось ввозить из-за границы, а после революции этот источник был практически закрыт. В этих условиях советские ученые Крылов, Мандельштам, Папалекси, Андронов провели столь глубокие исследования по проблемам вынужденных колебаний, что намного опередили своих западных коллег, так что мировой научный центр по этим проблемам переместился в СССР.

4 слайд Мотивационный компонент.

Эмоциональный настрой.

При свободных колебаниях энергия системы уменьшается. Вопросы учащимся:

1.Почему? Ещё раз обобщим то, что мы уже сказали, обсуждая проблему, поставленную на уроке. 2.Как получить незатухающие колебания? 3. Каким условиям должен удовлетворять этот источник?

1.Вследствие необратимых потерь, колебания затухают. 2. Надо иметь посторонний источник энергии. 3. Поступление энергии за период в колебательную систему должно быть точно равно её убыли из системы и внешняя сила должна действовать в «такт» с собственными колебаниями.

5 слайд Получение новых знаний

Широко применимы так называемые автоколебания — незатухающие колебания, поддерживаемые в системе за счет постоянного внешнего источника энергии, причем сама система управляет им, обеспечивая согласованность поступления энергии определенными порциями в нужный момент времени. Частота и амплитуда автоколебаний определяются свойствами самой системы и не зависят от внешнего воздействия. К примеру, под стальной гирей, висящей на пружине, располагается электромагнит. Если будут попеременно включать и выключать ток, то гиря начнет совершать вынужденные колебания. Попробуйте объяснить, что будет происходить дальше.

Дальше можно сделать так, чтобы гиря, колеблющаяся вверх-вниз, сама замыкала и размыкала цепь. Средний провод зажат прищепкой так, что касается гири, пока она вверху. Ток, проходя через пружину, гирю, средний провод и катушку, намагничивает ее сердечник. Гиря сделана из стали, поэтому она притягивается к сердечнику, то есть движется вниз. Вскоре она отсоединяется от среднего провода, ток прекращается, и магнитное поле исчезает. Под действием пружины гиря поднимется вверх и снова замыкает цепь.

Таким образом, будут проходить автоколебания.

6 слайд Получение новых знаний.

Приведем примеры автоколебаний:

  • незатухающие колебания маятника часов за счёт постоянного действия тяжести заводной гири;

  • колебания скрипичной струны под воздействием равномерно движущегося смычка;

  • колебание воздушного столба в трубе органа, при равномерной подаче воздуха в неё;

  • вращательные колебания латунной часовой шестерёнки со стальной осью, подвешенной к магниту и закрученной

  • образование турбулентных потоков на перекатах и порогах рек;

  • голоса людей, животных и птиц образуются благодаря автоколебаниям, возникающим при прохождении воздуха через голосовые связки.

7 слайд

Получение новых знаний. Использование межпредметных связей.

Вопросы учащимся:

Вспомните то общее, что присуще таким колебательным системам, как пружинный и нитяной маятники, колебательный контур.

Примером механической автоколебательной системы являются маятниковые часы, модель которых изображена на слайде. В 1657 году голландский физик Христиан Гюйгенс предложил использовать изохронность колебаний маятника для создания равномерного движения стрелки на часах. Устройство, предложенное Гюйгенсом, в его главных чертах сохранилось до настоящего времени: маятник, поднятый груз, анкер и ходовое колесо. Обращаю внимание учащихся на то, что в основном маятник движется свободно, получая за период два толчка. Колебания возникают и поддерживаются самой колебательной системой, то есть являются автоколебаниями.

В них могут возникать свободные колебания, эти колебания всегда являются затухающими, в идеализированных системах они являются незатухающими, гармоническими. В этом случае их частота определяется свойствами самой системы, а амплитуда зависит от начальных условий.

Учащимся предлагают самим определить, какой вид колебаний имеет здесь место, назвать основные части этой колебательной системы: маятник (колебательная система), поднятая гиря (источник энергии), храповое колесо с анкерной вилкой (клапан, регулирующий поступление энергии от источника в систему).

8 слайд Получение новых знаний.

Подготовить учащихся к рассмотрению электромагнитных автоколебаний. Демонстрация работы маятника в часах

Вопросы учащимся:

Попробуйте, опираясь на слайд презентации объяснить работу электрического звонка, как примера автоколебательной системы

Когда электрическая цепь замкнута, электромагнит притягивает железную деталь с молоточком, ударяющим по звонку, и разрывает цепь. После этого система возвращается в исходное положение, и процесс повторяется.

9 слайд

Получение новых знаний.

Анализируя работу данного механизма, необходимо выделить основные элементы, характерные для многих автоколебательных систем и объединить их в блок-схему

Учащиеся участвуют в обсуждении, делают выводы.

10 слайд

Используя метод аналогий, переходим от механической автоколебательной системы к электромагнитной автоколебательной системе. Анализируем, что можно использовать в качестве источника энергии, клапана, колебательной системы в электрической цепи и как можно осуществить обратную связь между клапаном и колебательной системой.

11 слайд

Объяснение принципа работы генератора на транзисторе.

В момент подключения источника постоянного тока через коллекторную цепь транзистора проходит ток, заряжающий конденсатор колебательного контура. В контуре возникнут свободные электромагнитные колебания. Так как катушка колебательного контура индуктивно связана с катушкой обратной связи, то ее изменяющееся магнитное поле вызовет в катушке обратной связи переменную ЭДС такой же частоты, как и колебания в контуре. Эта ЭДС, будучи приложена к участку база – эмиттер, вызовет пульсацию тока в цепи коллектора. Так как частота этих пульсаций равна частоте электромагнитных колебаний в контуре, то они подзаряжают конденсатор контура и тем самым поддерживают постоянной амплитуду колебаний в контуре.

12 слайд

Показать колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности (на 120 В) от универсального трансформатора и батареи конденсаторов Бк-58. В качестве источника энергии служит батарея напряжением 4,5 В, роль «клапана» играет транзистор, в качестве обратной связи используют катушку от универсального трансформатора (на 12 В), концы которой соединяют с базой и эмиттером транзистора. Колебательный контур включен в цепь коллектора. Катушку контура и катушку обратной связи размещают на общем магнитопроводе из того же комплекта универсального трансформатора. Напряжение с контура подают на электронный осциллограф ОЭШ.

Изменить электроемкость батареи и наблюдают изменение частоты колебаний генератора. Изменить индуктивность катушки (например, медленно поднимая ее по магнитопроводу), наблюдают тот же эффект.

Амплитуда колебаний также зависит от самой системы. Можно продемонстрировать эту зависимость, включив последовательно в цепь контура переменное сопротивление: амплитуда колебаний генератора уменьшится.

Объяснить, что при замыкании ключа через транзистор от источника энергии проходит импульс тока, которым заряжается конденсатор контура. В контуре при разрядке конденсатора возникают свободные затухающие колебания.

Роль катушки обратной связи иллюстрируют на опыте: поменяв местами провода, идущие к катушке обратной связи, убеждаются в отсутствии, колебаний в контуре генератора. Восстановив прежнюю схему, можно увидеть, что генератор вновь работает. Делают вывод: пульсирующий ток в коллекторной цепи увеличивает или уменьшает силу тока в контуре в зависимости от того, в какие моменты открывается транзистор (а транзистор открывается и закрывается той переменной ЭДС, которая наводится в катушке обратной связи). Соответственно пульсации коллекторного тока либо совпадают с изменением тока в контуре (и тем самым усиливают его), либо оказываются противоположными (и ослабляют (гасят) ток в этом контуре). Поэтому генерация колебаний возможна только при определенном подключении катушки обратной связи.

Поднимая катушку обратной связи по магнитопроводу, наблюдать на осциллограмме уменьшение амплитуды колебаний. Это объясняют тем, что связь катушки становится слабее с контуром и тем самым уменьшается наводимая в ней ЭДС. Если связь станет еще слабее, колебания в контуре затухнут, так как при слабой обратной связи энергия, поступающая в контур за период, оказывается меньше потерь энергии в контуре.

Выделяют элементы установки и выясняют их роль в работе генератора.

Делают вывод: частота колебаний генератора зависит от параметров самой колебательной системы

Предложить школьникам разобраться в энергетических превращениях в демонстрируемой автоколебательной системе: чтобы колебания в контуре были незатухающими, источник напряжения должен периодически к нему подключаться, возмещая потери энергии в этом контуре. Это достигается тем, что контур индуктивно связан с участком «эмиттер — база» через катушку обратной связи

Демонстрация.

Проанализируйте, что можно использовать в качестве источника энергии, клапана, колебательной системы в электрической цепи и как можно осуществить обратную связь между клапаном и колебательной системой.

Одновременно на доске и в тетрадях заполняем таблицу 1.

13 слайд

Систематизация и конкретизация ранее полученных знаний.

Завершаем изучение темы рассмотрением вопроса о применении автоколебательных систем. Примеры автоколебаний в природе и технике

  • Поток воздуха, скорость которого больше некоторой критической величины, вызывает колебания — полоскание флага на ветру

  • колебания листьев растений под действием равномерного потока воздуха;

  • образование турбулентных потоков на перекатах и порогах рек;

  • голоса людей, животных и птиц образуются благодаря автоколебаниям, возникающим при прохождении воздуха через голосовые связки;

  • действие регулярных гейзеров и пр.

  • На автоколебаниях основан принцип действия большого количества всевозможных технических устройств и приспособлений, в том числе:

  • работа всевозможных часов как механических, так и электрических;

  • звучание всех духовых и струнно-смычковых музыкальных инструментов;

  • действие всевозможных генераторов электрических и электромагнитных колебаний, применяемых в электротехнике, радиотехнике и электронике;

  • работа поршневых паровых машин и двигателей внутреннего сгорания

  • некоторые системы автоматического регулирования работают в режиме автоколебаний, когда регулируемая величина колеблется в окрестности требуемого значения, то превышая его, то опускаясь ниже него, в допустимом для целей регулирования диапазоне (например, система терморегулирования бытового холодильника).

14 слайд

Использование межпредметных связей.

4. Проверка понимания учащимися изученного материала

и его первичное закрепление

14 мин

Итак, 1. Что такое автоколебательная система? 

 2. В чем отличие автоколебаний от вынужденных и свободных колебаний?

   3. Какова роль транзистора в генерации автоколебаний?


4. Как осуществляется обратная связь в генераторе на транзисторе?


5. Укажите основные элементы автоколебательной системы.


6. Приведите примеры автоколебательных систем, не рассмотренных на уроке.  

Выполнение проверочного теста

  1. Какие из перечисленных колебаний относятся к автоколебаниям? 1. Колебания маятника в часах. 2. Колебания груза на пружине. 3. Биение сердца. 4. Колебания в генераторе высокой частоты. 5. Колебания струны гитары.

А. Только 1; 4. Б. Только 1; 3; 4. В. Только 1; 4.

  1. На рисунках 1 и 2 даны электрические схемы. В какой из них могут наблюдаться автоколебания?

А. Рисунок 1. Б. Рисунок 2. В. В предложенных схемах автоколебания осуществляться не могут.

  1. От каких элементов зависит частота электромагнитных колебаний высокочастотного генератора?

А. Только от емкости конденсатора. Б. От напряжения батареи, емкости конденсатора и индуктивности катушки. В. Только от емкости конденсатора и индуктивности катушки.

  1. Каково назначение катушки связи?

А. Устанавливает обратную связь между колебательным контуром и источником тока. Б. Устанавливает обратную связь между транзистором и источником тока. В. Устанавливает обратную связь между колебательным контуром и транзистором.

  1. Каково назначение транзистора в генераторе высокой частоты?

А. Регулирует частоту в колебательном контуре. Б. Регулирует поступление энергии от источника тока в колебательном контуре. В. Вырабатывает энергию.

  1. Какая запись правильно характеризует соотношение тока в транзисторе?

А. IЭ=IБ + IК. Б. IЭ = IКIБ. В. IБIк +Iэ.

  1. Какой потенциал относительно эмиттера должен быть на базе для поступления энергии от источника напряжения в колебательный контур? (На пластине конденсатора, соединенной с коллектором, положительный заряд. )

А. Отрицательный. Б. Положительный. В. Поступление энергии не зависит от .потенциала на базе.

  1. Один конец катушки обратной связи соединен с базой, второй — с:

А. Коллектором. Б. Катушкой колебательного контура. В. Эмиттером.

  1. Амплитуда установившихся колебании:

А. Зависит только от начальных условий. Б. Не зависит от параметров автоколебательной системы. В. Не зависит от начальных условий и определяется параметрами автоколебательной системы.

  1. На рисунке 3 изображена схема генератора высокой частоты. Какой цифрой обозначен элемент, в котором происходят автоколебания?

А. 4. Б. 1. В. 2. Г. 3.

1.Системы, в которых генерируются незатухающие колебания за счёт поступления энергии от источника внутри системы

2. Автоколебания осуществляются в системе без воздействия внешних сил, не затухают

3.Он обеспечивает поступление энергии к колебательному контуру(выполняет функцию ключа)

4.С помощью катушки

5.Источник энергии, Устройство,

регулирующее

поступление энергии, колебательная система

6. Лазер

15 слайд

Установление обратной связи.

16-25 слайды

Тестовый контроль знаний с последующей самопроверкой

5. Рефлексия, домашнее задание

1 мин

На этом мы заканчиваем изучение механических и электрических колебаний. Замечательна тождественность общего характера процессов различной природы, тождественность математических уравнений, которые их описывают. Эта тождественность, как мы видели, существенно облегчает изучение колебаний.

Мы ознакомились с наиболее сложным видом колебаний — автоколебаниями. В автоколебательных системах вырабатываются незатухающие колебания различных частот. Без таких систем не было бы ни современной радиосвязи, ни телевидения, ни ЭВМ.

Для создания нового необходимо изучить особенности имеющегося материала. Только пытливость и активный поиск двигают науку вперёд. Дерзайте, творите, фантазируйте!

Домашнее задание: «А»- конспект урока

«В»-конспект, § 36,

«С»- конспект, § 36,№ 971, 979 (Рымкевич )

26 слайд

Эмоциональный компонент.

Дифференцированное домашнее задание

"Генератор на транзисторе. Автоколебания" План конспект урока по физике, подготовила Мызникова Елена Викторовна, учитель физики мбоу гимназия №64, 11 класс. Тип урока

Тема урока: "Генератор на транзисторе. Автоколебания"
План – конспект урока по физике, подготовила Мызникова Елена Викторовна, учитель физики МБОУ гимназия №64 , 11 класс.
Тип урока: Урок изложения нового материала.
Цели урока:
Образовательные:

  1. Сформировать понятие автоколебаний, рассмотреть принцип действия генератора незатухающих колебаний на транзисторе.

  2. Продолжить формирование знаний по физическим основам получения переменного тока.

Развивающие:


  1. Развивать практические умения учащихся: умение анализировать, обобщать, выделять главную мысль из рассказа учителя и делать выводы.

  2. Развивать умение применять полученные знания в новых условиях.

Воспитывающие:


  1. Расширить мировоззрение учащихся об истории исследования по проблемам вынужденных колебаний, вкладе ученых в становление теории автоколебаний.

  2. Отрабатывать навыки учебного труда по ведению конспекта материала.

Оборудование: компьютер, рабочие листы для учащихся, тест.
Демонстрации: презентация по теме, катушка индуктивности (на 120 В) от универсального трансформатора и батареи конденсаторов Бк-58, батарея напряжением 4,5В, комплект универсального трансформатора, электронный осциллограф ОЭШ.

Структура урока:
1. Организационный момент, актуализация знаний, необходимых для усвоения нового материала

2. Сообщение темы и цели урока, мотивация учебной деятельности (через создание проблемной ситуации и выявление личного опыта учащихся по теме урока)

3. Изучение нового материала, демонстрационный эксперимент.

4. Проверка понимания учащимися изученного материала и его первичное закрепление.

5. Рефлексия домашнее задание.

План – конспект:


Структура урока,

время этапа


Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Мультимедиа компонент

и методическое обоснование


1. Орг. момент, актуализация знаний, необходимых для усвоения нового материала

5мин


Вопросы учащимся:

1.Какие вещества называют полупроводниками?

2. Что такое транзистор?

3. Из каких основных элементов он состоит?

4. Назовите основные носители базы, эмиттера, коллектора.

5. Действие транзистора. Условное изображение на схеме.

6. Колебания. Виды колебаний.

7.Почему колебания затухают с течением времени?


Обучающиеся дают ответы на вопросы.

1.Полупроводники - широкий класс веществ, характеризующийся значениями

удельной электропроводности, лежащей в диапазоне между удельной

электропроводностью металлов и хороших диэлектриков

2. Транзистор - усилитель электрических колебаний.3.Состоит из трёх областей, крайние из которых обладают дырочной проводимостью, а средняя — электронной: эмиттер, коллектор, база.

4. База - электроны, коллектор и эмиттер- дырки. 5. Одна из областей триода, например левая, содержит обычно в сотни раз большее количество примеси р-типа, чем количество n-примеси в n-области. Поэтому прямой ток через р—n-переход будет состоять почти исключительно из дырок, движущихся слева направо. Попав в n-область триода, дырки, совершающие тепловое движение, диффундируют по направлению к n—р-переходу, но частично успевают претерпеть рекомбинацию со свободными электронами n-области. Но если n-область узка и свободных электронов в ней не слишком много, то большинство дырок достигнет второго перехода и, попав в него, переместится его полем в правую р-область.


Слайд №1

Презентации

Актуализация опорных знаний.


2. Сообщение темы

и цели урока, мотивация учебной деятельности

5 мин


Свободные электромагнитные колебания в реальном колебательном контуре всегда затухающие. Сегодня на уроке нам предстоит решить проблему: нужно создать устройство, с помощью которого компенсировались бы потери энергии при каждом полном колебании в контуре для того, чтобы они были незатухающими. Как это можно сделать? Основываясь на своих знаниях, предложите способы решения данной проблемы. На это отводится 2 минуты. Работа в парах. Учитель корректирует и рецензирует результаты.

(После выполнения задания учитель обобщает предложенные результаты, обсуждая и комментируя каждый вариант)

Вывод: Можно использовать автоколебания. Формулируется тема и цель урока (для учащихся).


Учащиеся изучают предложенные им идеи и создают несколько вариантов комбинаций. По истечению времени  оглашают свой вариант, единомышленники со сходным результатом могут присоединиться, или отредактировать предложенную версию. Все версии оформляются на доске для всеобщего рассмотрения.

Мотивационный компонент.

Эмоциональный настрой.

2 и 3 слайды


3. Изучение нового материала, демонстрационный эксперимент, исторический экскурс

25 мин


Накануне первой мировой войны Россия в научном отношении значительно отставала от передовых капиталистических стран. В частности, в России не было радиотехнической промышленности. Всё оборудование для радиосвязи приходилось ввозить из-за границы, а после революции этот источник был практически закрыт. В этих условиях советские ученые Крылов, Мандельштам, Папалекси, Андронов провели столь глубокие исследования по проблемам вынужденных колебаний, что намного опередили своих западных коллег, так что мировой научный центр по этим проблемам переместился в СССР.

4 слайд Мотивационный компонент.

Эмоциональный настрой.


При свободных колебаниях энергия системы уменьшается. Вопросы учащимся:

1.Почему? Ещё раз обобщим то, что мы уже сказали, обсуждая проблему, поставленную на уроке. 2.Как получить незатухающие колебания? 3. Каким условиям должен удовлетворять этот источник?


1.Вследствие необратимых потерь, колебания затухают. 2. Надо иметь посторонний источник энергии. 3. Поступление энергии за период в колебательную систему должно быть точно равно её убыли из системы и внешняя сила должна действовать в «такт» с собственными колебаниями.

5 слайд Получение новых знаний

Широко применимы так называемые автоколебания — незатухающие колебания, поддерживаемые в системе за счет постоянного внешнего источника энергии, причем сама система управляет им, обеспечивая согласованность поступления энергии определенными порциями в нужный момент времени. Частота и амплитуда автоколебаний определяются свойствами самой системы и не зависят от внешнего воздействия. К примеру, под стальной гирей, висящей на пружине, располагается электромагнит. Если будут попеременно включать и выключать ток, то гиря начнет совершать вынужденные колебания. Попробуйте объяснить, что будет происходить дальше.

Дальше можно сделать так, чтобы гиря, колеблющаяся вверх-вниз, сама замыкала и размыкала цепь. Средний провод зажат прищепкой так, что касается гири, пока она вверху. Ток, проходя через пружину, гирю, средний провод и катушку, намагничивает ее сердечник. Гиря сделана из стали, поэтому она притягивается к сердечнику, то есть движется вниз. Вскоре она отсоединяется от среднего провода, ток прекращается, и магнитное поле исчезает. Под действием пружины гиря поднимется вверх и снова замыкает цепь.

Таким образом, будут проходить автоколебания.


6 слайд Получение новых знаний.

Приведем примеры автоколебаний:

  • незатухающие колебания маятника часов за счёт постоянного действия тяжести заводной гири;

  • колебания скрипичной струны под воздействием равномерно движущегося смычка;

  • колебание воздушного столба в трубе органа, при равномерной подаче воздуха в неё;

  • вращательные колебания латунной часовой шестерёнки со стальной осью, подвешенной к магниту и закрученной

  • образование турбулентных потоков на перекатах и порогах рек;

  • голоса людей, животных и птиц образуются благодаря автоколебаниям, возникающим при прохождении воздуха через голосовые связки.

7 слайд

Получение новых знаний. Использование межпредметных связей.


Вопросы учащимся:

Вспомните то общее, что присуще таким колебательным системам, как пружинный и нитяной маятники, колебательный контур.

Примером механической автоколебательной системы являются маятниковые часы, модель которых изображена на слайде. В 1657 году голландский физик Христиан Гюйгенс предложил использовать изохронность колебаний маятника для создания равномерного движения стрелки на часах. Устройство, предложенное Гюйгенсом, в его главных чертах сохранилось до настоящего времени: маятник, поднятый груз, анкер и ходовое колесо. Обращаю внимание учащихся на то, что в основном маятник движется свободно, получая за период два толчка. Колебания возникают и поддерживаются самой колебательной системой, то есть являются автоколебаниями.


В них могут возникать свободные колебания, эти колебания всегда являются затухающими, в идеализированных системах они являются незатухающими, гармоническими. В этом случае их частота определяется свойствами самой системы, а амплитуда зависит от начальных условий.

Учащимся предлагают самим определить, какой вид колебаний имеет здесь место, назвать основные части этой колебательной системы: маятник (колебательная система), поднятая гиря (источник энергии), храповое колесо с анкерной вилкой (клапан, регулирующий поступление энергии от источника в систему).


8 слайд Получение новых знаний.

Подготовить учащихся к рассмотрению электромагнитных автоколебаний. Демонстрация работы маятника в часах


Вопросы учащимся:

Попробуйте, опираясь на слайд презентации объяснить работу электрического звонка, как примера автоколебательной системы


Когда электрическая цепь замкнута, электромагнит притягивает железную деталь с молоточком, ударяющим по звонку, и разрывает цепь. После этого система возвращается в исходное положение, и процесс повторяется.

9 слайд

Получение новых знаний.


Анализируя работу данного механизма, необходимо выделить основные элементы, характерные для многих автоколебательных систем и объединить их в блок-схему


Учащиеся участвуют в обсуждении, делают выводы.

10 слайд

Используя метод аналогий, переходим от механической автоколебательной системы к электромагнитной автоколебательной системе. Анализируем, что можно использовать в качестве источника энергии, клапана, колебательной системы в электрической цепи и как можно осуществить обратную связь между клапаном и колебательной системой.

11 слайд

Объяснение принципа работы генератора на транзисторе.

В момент подключения источника постоянного тока через коллекторную цепь транзистора проходит ток, заряжающий конденсатор колебательного контура. В контуре возникнут свободные электромагнитные колебания. Так как катушка колебательного контура индуктивно связана с катушкой обратной связи, то ее изменяющееся магнитное поле вызовет в катушке обратной связи переменную ЭДС такой же частоты, как и колебания в контуре. Эта ЭДС, будучи приложена к участку база – эмиттер, вызовет пульсацию тока в цепи коллектора. Так как частота этих пульсаций равна частоте электромагнитных колебаний в контуре, то они подзаряжают конденсатор контура и тем самым поддерживают постоянной амплитуду колебаний в контуре.


12 слайд

Показать колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности (на 120 В) от универсального трансформатора и батареи конденсаторов Бк-58. В качестве источника энергии служит батарея напряжением 4,5 В, роль «клапана» играет транзистор, в качестве обратной связи используют катушку от универсального трансформатора (на 12 В), концы которой соединяют с базой и эмиттером транзистора. Колебательный контур включен в цепь коллектора. Катушку контура и катушку обратной связи размещают на общем магнитопроводе из того же комплекта универсального трансформатора. Напряжение с контура подают на электронный осциллограф ОЭШ.

Изменить электроемкость батареи и наблюдают изменение частоты колебаний генератора. Изменить индуктивность катушки (например, медленно поднимая ее по магнитопроводу), наблюдают тот же эффект.

Амплитуда колебаний также зависит от самой системы. Можно продемонстрировать эту зависимость, включив последовательно в цепь контура переменное сопротивление: амплитуда колебаний генератора уменьшится.

Объяснить, что при замыкании ключа через транзистор от источника энергии проходит импульс тока, которым заряжается конденсатор контура. В контуре при разрядке конденсатора возникают свободные затухающие колебания.

Роль катушки обратной связи иллюстрируют на опыте: поменяв местами провода, идущие к катушке обратной связи, убеждаются в отсутствии, колебаний в контуре генератора. Восстановив прежнюю схему, можно увидеть, что генератор вновь работает. Делают вывод: пульсирующий ток в коллекторной цепи увеличивает или уменьшает силу тока в контуре в зависимости от того, в какие моменты открывается транзистор (а транзистор открывается и закрывается той переменной ЭДС, которая наводится в катушке обратной связи). Соответственно пульсации коллекторного тока либо совпадают с изменением тока в контуре (и тем самым усиливают его), либо оказываются противоположными (и ослабляют (гасят) ток в этом контуре). Поэтому генерация колебаний возможна только при определенном подключении катушки обратной связи.

Поднимая катушку обратной связи по магнитопроводу, наблюдать на осциллограмме уменьшение амплитуды колебаний. Это объясняют тем, что связь катушки становится слабее с контуром и тем самым уменьшается наводимая в ней ЭДС. Если связь станет еще слабее, колебания в контуре затухнут, так как при слабой обратной связи энергия, поступающая в контур за период, оказывается меньше потерь энергии в контуре.


Выделяют элементы установки и выясняют их роль в работе генератора.

Делают вывод: частота колебаний генератора зависит от параметров самой колебательной системы
Предложить школьникам разобраться в энергетических превращениях в демонстрируемой автоколебательной системе: чтобы колебания в контуре были незатухающими, источник напряжения должен периодически к нему подключаться, возмещая потери энергии в этом контуре. Это достигается тем, что контур индуктивно связан с участком «эмиттер — база» через катушку обратной связи


Демонстрация.

Проанализируйте, что можно использовать в качестве источника энергии, клапана, колебательной системы в электрической цепи и как можно осуществить обратную связь между клапаном и колебательной системой.

Одновременно на доске и в тетрадях заполняем таблицу 1.

13 слайд

Систематизация и конкретизация ранее полученных знаний.


Завершаем изучение темы рассмотрением вопроса о применении автоколебательных систем. Примеры автоколебаний в природе и технике

  • Поток воздуха, скорость которого больше некоторой критической величины, вызывает колебания - полоскание флага на ветру

  • колебания листьев растений под действием равномерного потока воздуха;

  • образование турбулентных потоков на перекатах и порогах рек;

  • голоса людей, животных и птиц образуются благодаря автоколебаниям, возникающим при прохождении воздуха через голосовые связки;

  • действие регулярных гейзеров и пр.

  • На автоколебаниях основан принцип действия большого количества всевозможных технических устройств и приспособлений, в том числе:

  • работа всевозможных часов как механических, так и электрических;

  • звучание всех духовых и струнно-смычковых музыкальных инструментов;

  • действие всевозможных генераторов электрических и электромагнитных колебаний, применяемых в электротехнике, радиотехнике и электронике;

  • работа поршневых паровых машин и двигателей внутреннего сгорания

  • некоторые системы автоматического регулирования работают в режиме автоколебаний, когда регулируемая величина колеблется в окрестности требуемого значения, то превышая его, то опускаясь ниже него, в допустимом для целей регулирования диапазоне (например, система терморегулирования бытового холодильника).

14 слайд

Использование межпредметных связей.


4. Проверка понимания учащимися изученного материала

и его первичное закрепление

14 мин


Итак, 1. Что такое автоколебательная система? 

 2. В чем отличие автоколебаний от вынужденных и свободных колебаний?

   3. Какова роль транзистора в генерации автоколебаний?

4. Как осуществляется обратная связь в генераторе на транзисторе?

5. Укажите основные элементы автоколебательной системы.

6. Приведите примеры автоколебательных систем, не рассмотренных на уроке.  

Выполнение проверочного теста


  1. Какие из перечисленных колебаний относятся к автоколебаниям? 1. Колебания маятника в часах. 2. Колебания груза на пружине. 3. Биение сердца. 4. Колебания в генераторе высокой частоты. 5. Колебания струны гитары.

А. Только 1; 4. Б. Только 1; 3; 4. В. Только 1; 4.

  1. На рисунках 1 и 2 даны электрические схемы. В какой из них могут наблюдаться автоколебания?

А. Рисунок 1. Б. Рисунок 2. В. В предложенных схемах автоколебания осуществляться не могут.

  1. От каких элементов зависит частота электромагнитных колебаний высокочастотного генератора?

А. Только от емкости конденсатора. Б. От напряжения батареи, емкости конденсатора и индуктивности катушки. В. Только от емкости конденсатора и индуктивности катушки.

  1. Каково назначение катушки связи?

А. Устанавливает обратную связь между колебательным контуром и источником тока. Б. Устанавливает обратную связь между транзистором и источником тока. В. Устанавливает обратную связь между колебательным контуром и транзистором.

  1. Каково назначение транзистора в генераторе высокой частоты?

А. Регулирует частоту в колебательном контуре. Б. Регулирует поступление энергии от источника тока в колебательном контуре. В. Вырабатывает энергию.

  1. Какая запись правильно характеризует соотношение тока в транзисторе?

А. IЭ=IБ + IК. Б. IЭ = IК-IБ. В. IБ-Iк +Iэ.

  1. Какой потенциал относительно эмиттера должен быть на базе для поступления энергии от источника напряжения в колебательный контур? (На пластине конденсатора, соединенной с коллектором, положительный заряд.)

А. Отрицательный. Б. Положительный. В. Поступление энергии не зависит от .потенциала на базе.

  1. Один конец катушки обратной связи соединен с базой, второй — с:

А. Коллектором. Б. Катушкой колебательного контура. В. Эмиттером.

  1. Амплитуда установившихся колебании:

А. Зависит только от начальных условий. Б. Не зависит от параметров автоколебательной системы. В. Не зависит от начальных условий и определяется параметрами автоколебательной системы.

  1. На рисунке 3 изображена схема генератора высокой частоты. Какой цифрой обозначен элемент, в котором происходят автоколебания?

А. 4. Б. 1. В. 2. Г. 3.

1.Системы, в которых генерируются незатухающие колебания за счёт поступления энергии от источника внутри системы

2. Автоколебания осуществляются в системе без воздействия внешних сил, не затухают

3.Он обеспечивает поступление энергии к колебательному контуру(выполняет функцию ключа)

4.С помощью катушки

5.Источник энергии, Устройство,

регулирующее

поступление энергии, колебательная система

6. Лазер


15 слайд

Установление обратной связи.

16-25 слайды

Тестовый контроль знаний с последующей самопроверкой


5. Рефлексия, домашнее задание

1 мин


На этом мы заканчиваем изучение механических и электрических колебаний. Замечательна тождественность общего характера процессов различной природы, тождественность математических уравнений, которые их описывают. Эта тождественность, как мы видели, существенно облегчает изучение колебаний.

Мы ознакомились с наиболее сложным видом колебаний — автоколебаниями. В автоколебательных системах вырабатываются незатухающие колебания различных частот. Без таких систем не было бы ни современной радиосвязи, ни телевидения, ни ЭВМ.

Для создания нового необходимо изучить особенности имеющегося материала. Только пытливость и активный поиск двигают науку вперёд. Дерзайте, творите, фантазируйте!

Домашнее задание: «А»- конспект урока

«В»-конспект, § 36,

«С»- конспект, § 36,№ 971, 979 (Рымкевич )


26 слайд

Эмоциональный компонент.

Дифференцированное домашнее задание

Принцип работы транзистора

Принцип работы транзистора

В современном значении транзистором называют полупроводниковый радиоэлемент, предназначенный для изменения параметров электрического тока и управления им. У обычного полупроводникового триода имеется три вывода: база, на которую подаются сигналы управления, эмиттер и коллектор. Существуют также составные транзисторы большой мощности.

Поражает шкала размеров полупроводниковых устройств – от нескольких нанометров (бескорпусные элементы, используемые в микросхемах), до сантиметров в диаметре мощных транзисторов, предназначенных для энергетических установок и промышленного оборудования. Обратные напряжения промышленных триодов могут достигать до 1000 В.

Устройство

Конструктивно триод состоит из полупроводниковых слоев, заключённых в корпусе. Полупроводниками служат материалы на основе кремния, германия, арсенида галлия и других химических элементов. Сегодня проводятся исследования, готовящие на роль полупроводниковых материалов некоторые виды полимеров, и даже углеродных нанотрубок.

Принцип действия

Основа работы прибора заключается в способности n-p перехода пропускать ток в одну сторону. При подаче напряжения на одном переходе возникает его прямое падение, а на другом обратное. Зона перехода с прямым напряжением обладает малым сопротивлением, а с обратным — большим. Между базой и эмиттером протекает небольшой ток управления. От значения этого тока изменяется сопротивление между коллектором и эмиттером.

Биполярный прибор бывает двух типов:

Отличие заключается лишь в основных носителях заряда, т. е. направлении тока.

Если соединить два полупроводника разного типа между собой, то на границе соединения возникает область или, как принято называть, p-n переход. Тип проводимости зависит от атомного строения материала, а именно насколько прочны связи в материале. Атомы в полупроводнике располагаются в виде решётки, и сам по себе такой материал не является проводником. Но если в решётку добавить атомы другого материала, то физические свойства полупроводника изменяются. Примешанные атомы образовывают, в зависимости от своей природы, свободные электроны или дырки.

Образованные свободные электроны формируют отрицательный заряд, а дырки — положительный. В области перехода существует потенциальный барьер. Он образуется контактной разностью потенциалов, и его высота не превышает десятые доли вольта, препятствуя протеканию носителей заряда вглубь материала. Если переход находится под прямым напряжением, то величина потенциального барьера уменьшается, а величина проходящего через него тока увеличивается. При прикладывании обратного напряжения, величина барьера увеличивается и сопротивление барьера прохождению тока возрастает. Понимая работу p-n перехода, можно разобраться, как устроен транзистор.

Классификация устройств

В первую очередь такие приборы разделяются на одиночные и составные. Существуют и так называемые комплексные радиоэлементы. Они имеют три вывода и выполненны, как единое целое. Такие сборки содержат как однотипные, так и разные по своему типу транзисторы.

Основное разделение приборов происходит по следующим признакам:

  1. Канальность. В зависимости от того, какие носители зарядов являются основными бывают p-типа и n-типа.
  2. Технологии изготовления. Выпускаются биполярными, полевыми, комбинированными.
  3. По типу полупроводника. В качестве материала для изготовления применяется кремний, германий и арсенид-галлия. В последнее время начали выпускаться транзисторы, использующие в качестве основы прозрачные полупроводники. Например, для построения дисплейных матриц. А также использующие в качестве материалов полимеры и углеродные нанотрубки.
  4. По рассеиваемой мощности. Разделяются на три типа: маломощные, средней мощности и мощные. Первые не превышают значения 0,1 Вт, вторые находятся в диапазоне 0,1−1 Вт, а к мощным относят все те, что превышают 1 Вт.
  5. По виду исполнению. Выделяют дискретные транзисторы, которые могут быть как корпусными, так и нет, и транзисторы, входящие в состав интегральных схем.

Устройство транзисторов

Наиболее популярный вид полупроводникового транзистора – биполярный.

В устройство транзистора этого типа входит монокристалл, разделенный на 3 зоны: база (Б), коллектор (К) и эмиттер (Э), каждая из которых имеет свой вывод.

  • Б – база, очень тонкий внутренний слой;
  • Э – эмиттер, предназначается для переноса заряженных частиц в базу;
  • К – коллектор, составляющая, которая имеет тип проводимости, одинаковый с эмиттером, предназначена для сбора зарядов, поступивших с эмиттера.

Типы проводимости:

  • n-типа - носителями зарядов являются электроны.
  • p-типа - носители зарядов – положительно заряженные «дырки».

Требуемый тип проводимости достигается путем легирования различных частей кремниевого монокристалла. Легирование – это добавление в состав материала различных примесей для улучшения физических и химических свойств этого материала. Транзисторы по типу проводимости раздаются на два типа: n-p-n и p-n-p.

Принцип работы транзистора

Транзистор работает в режимах «Открыто» и «Закрыто».

В таком транзисторе коллектор и эмиттер сильно легированы, база тонкая, содержит малое количество примесей.

Простое изложение принципа работы биполярного транзистора:

  • Подключение к зажимам одноименного напряжения к эмиттеру и базе (p подсоединяется к «+», а n – к «-») приводит к появлению тока между эмиттером и базой. В базе образуются носители зарядов. Чем выше напряжение, тем больше количество носителей зарядов появляется в базе. Ток, подаваемый на базу, называется управляющим.
  • Если к коллектору подключить обратное напряжение (n-коллектор подключается к плюсу, p-коллектор – к минусу), то между эмиттером и коллектором появится разница потенциалов, и между ними потечет ток. Чем больше носителей заряда скапливается в базе, тем сильнее будет ток между коллектором и эмиттером.
  • При увеличении управляющего напряжения на базе растет ток «эмиттер-коллектор». Причем несущественный рост напряжения приводит к значительному усилению тока «эмиттер-коллектор». Этот принцип используется при производстве усилителей.

Если к эмиттеру и базе подключают напряжение, противоположное по знаку, ток прекращается, и транзистор переходит в закрытое состояние.

Кратко принцип работы полупроводникового транзистора можно изложить так: при подключении к зажимам эмиттера и базы напряжения одноименного заряда прибор переходит в открытое состояние, при подключении к этим выводам обратных зарядов транзистор закрывается.

Как работает транзистор - видео

Принцип работы биполярного транзистора

Это изображение лучше всего объясняет принцип работы  транзистора. На этом изображении человек посредством реостата управляет током коллектора. Он смотрит на ток базы, если ток базы растет то человек так же увеличивает ток коллектора с учетом коэффициента усиления транзистора h31Э. Если ток базы падает, то ток коллектора также будет снижаться — человек подкорректирует его посредством реостата.

Эта аналогия не имеет ничего общего с реальной работой транзистора, но она облегчает понимание принципов его работы.

Для транзисторов можно отметить правила, которые призваны помочь облегчить понимание. (Эти правила взяты из книги П. Хоровица У.Хилла «Искусство схемотехники»).

  1. Коллектор имеет более положительный потенциал , чем эмиттер
  2. Как я уже говорил цепи база — коллектор и база -эмиттер работают как диоды
  3. Каждый транзистор характеризуется предельными значениями, такими как ток коллектора, ток базы и напряжение коллектор-эмиттер.
  4. В том случае если правила 1-3 соблюдены то ток коллектора Iк прямо пропорционален току базы Iб. Такое соотношение можно записать в виде формулы.

Из этой формулы можно выразить основное свойство транзистора — небольшой ток базы управляет большим током коллектора.

-коэффициент усиления по току.

Его также обозначают как 

Исходы из выше сказанного транзистор может работать в четырех режимах:

  1. Режим отсечки транзистора — в этом режиме переход база-эмиттер закрыт, такое может произойти когда напряжение база-эмиттер недостаточное. В результате  ток базы  отсутствует и следовательно ток коллектора тоже будет отсутствовать.
  2. Активный режим транзистора — это нормальный режим работы транзистора.  В этом режиме напряжение база-эмиттер достаточное для того, чтобы переход база-эмиттер открылся. Ток базы достаточен и ток коллектора тоже имеется. Ток коллектора равняется току базы умноженному на коэффициент усиления.
  3. Режим насыщения транзистора — в этот режим транзистор переходит тогда, когда ток базы становится настолько большим, что мощности источника питания просто не хватает для дальнейшего увеличения тока коллектора. В этом режиме ток коллектора не может увеличиваться вслед за увеличением тока базы.
  4. Инверсный режим транзистора — этот режим используется крайне редко. В этом режиме коллектор и эмиттер транзистора меняют местами. В результате таких манипуляций коэффициент усиления транзистора очень сильно страдает. Транзистор изначально проектировался не для того, чтобы он работал в таком особенном режиме.

Для понимания того как работает транзистор нужно рассматривать конкретные схемные примеры, поэтому давайте рассмотрим некоторые из них.

Транзистор в ключевом режиме

Транзистор в ключевом режиме это один из случаев транзисторных схем с общим эмиттером. Схема транзистора в ключевом режиме применяется очень часто. К этой транзисторной схеме прибегают к примеру когда нужно управлять мощной нагрузкой посредством микроконтроллера. Ножка контроллера не способна тянуть мощную нагрузку, а транзистор может. Получается контроллер управляет транзистором, а транзистор мощной нагрузкой. Ну а обо всем по порядку.

Основная суть этого режима заключается в том, что ток базы управляет током коллектора. Причем ток коллектора гораздо больше тока базы. Здесь невооруженным взглядом видно, что происходит усиление сигнала по току. Это усиление осуществляется за счет энергии источника питания.

На рисунке изображена схема работы транзистора в ключевом режиме.

Для транзисторных схем напряжения не играют большой роли, важны лишь токи.  Поэтому, если отношение тока коллектора к току базы меньше коэффициента усиления транзистора то все окей.

В этом случае даже если к базе у нас приложено напряжение в 5 вольт а в цепи коллектора 500 вольт, то ничего страшного не произойдет, транзистор будет покорно переключать высоковольтную нагрузку.

Главное чтобы  эти напряжения не превышали предельные значения для конкретного транзистора (задается в характеристиках транзистора).

Чтож, теперь давайте попробуем рассчитать значение базового резистора.

На сколько мы знаем, что значение тока это характеристика нагрузки.

Т.е. I=U/R

Мы не знаем сопротивления лампочки, но мы знаем рабочий ток лампочки 100 мА. Чтобы транзистор открылся и обеспечил протекание такого тока, нужно подобрать соответствующий ток базы. Ток базы мы можем корректировать меняя номинал базового резистора.

Так как минимальное значение коэффициента усиления транзистора равно 10, то для открытия транзистора ток базы должен стать 10 мА.

Ток который нам нужен известен. Напряжение на базовом резисторе будет

Такое значение напряжения на резисторе получилось из-зи  того, что на переходе база-эмиттер высаживается 0,6В-0,7В и это надо не забывать учитывать.

В результате  мы вполне можем найти сопротивление резистора

Типы полевых транзисторов

1. С управляющим pn-переходом. В англоязычной литературе они обозначаются JFET или Junction FET, что можно перевести как «переходный полевой транзистор». Иначе они именуются JUGFET или Junction Unipolar Gate FET.

2. С изолированным затвором (иначе МОП- или МДП-транзисторы). По английски они обозначаются IGFET или Insulated Gate FET.

Внешне они очень похожи на биполярные, что подтверждает фото ниже.

Режимы работы

Нормальный активный режим

Переход эмиттер-база включен в прямом направлении[2] (открыт), а переход коллектор-база — в обратном (закрыт):

UЭБ>0; UКБ<0 (для транзистора n-p-n типа), для транзистора p-n-p типа условие будет иметь вид UЭБ<0; UКБ>0.

Инверсный активный режим

Эмиттерный переход имеет обратное смещение, а коллекторный переход — прямое: UКБ>0; UЭБ<0 (для транзистора n-p-n типа).

Режим насыщения

Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты). Если эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключить к внешним источникам в прямом направлении, транзистор будет находиться в режиме насыщения. Диффузионное электрическое поле эмиттерного и коллекторного переходов будет частично ослабляться электрическим полем, создаваемым внешними источниками Uэб и Uкб. В результате уменьшится потенциальный барьер, ограничивавший диффузию основных носителей заряда, и начнётся проникновение (инжекция) дырок из эмиттера и коллектора в базу, то есть через эмиттер и коллектор транзистора потекут токи, называемые токами насыщения эмиттера (IЭ. нас) и коллектора (IК. нас).

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (UКЭ. нас) — это падение напряжения на открытом транзисторе (смысловой аналог RСИ. отк у полевых транзисторов). Аналогично напряжение насыщения база-эмиттер (UБЭ. нас) — это падение напряжения между базой и эмиттером на открытом транзисторе.

Режим отсечки

В данном режиме коллекторный p-n переход смещён в обратном направлении, а на эмиттерный переход может быть подано как обратное, так и прямое смещение, не превышающее порогового значения, при котором начинается эмиссия неосновных носителей заряда в область базы из эмиттера (для кремниевых транзисторов приблизительно 0,6—0,7 В).

Режим отсечки соответствует условию UЭБ<0,6—0,7 В, или IБ=0[5][6].

Барьерный режим

В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмиттерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор. В таком включении транзистор представляет собой своеобразный диод, включенный последовательно с токозадающим резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, нечувствительностью к параметрам транзисторов.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 4 чел.
Средний рейтинг: 4.5 из 5.

Лекция № 9 - Генераторы электрических сигналов

   Электронным генератором называют устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний различной формы, требуемой частоты и мощности.
Различают электронные генераторы гармонических колебаний (синусоидальных) и импульсных (релаксационных) колебаний.

В зависимости от частоты генераторы делятся на три типа: 
1. низкочастотные
2. высокочастотные
3. сверхчастотные 

В зависимости от типа возбуждения генераторы делятся: 
1. с независимым возбуждением
2. с самовозбуждением (автогенераторы)

Существует несколько режимов работы генераторов:
1. автоколебаний
2. ждущий
3. синхронизированный

Структурная схема генератора

условия самовозбуждения

• два условия, которые должны выполняться одновременно:
1. условие баланса амплитуд

2. условие баланса фаз (только на резонансной частоте)

• Для получения стационарных устойчивых колебаний в автогенераторе должно выполнятся условие:

Высокочастотный генератор

• используется условие самовозбуждения – условие баланса амплитуд и фаз на резонансной частоте, R3>>Roc 


• Чтобы колебания были немного больше по амплитуде, необходимо условие 

Низкочастотный генератор

• ОУ со звеном отрицательной обратной связи на Ro Roc, задающий коэффициент усиления К=3. 

• Мост Вина – звено положительной обратной связи на R1C1 и R2C2 , иметь коэффициент передачи
β = 1/3 и ψ = 0, причем R1=R2=R, C1=C2=C 

• Частота автогенератора:

Для регулировки частоты изменяют либо R1и R2 (плавная регулировка) либо С1и С2 на переключателях. На выходе будет чистая синусоида, если в цепь ООС поставить позистор или лампу накаливания (ток увеличивается сопротивление увеличивается).

Параметры

• частота f 
Генераторы синусоидальных колебаний лучше держат частоту, чем генераторы других форм сигнала.

 

Стоит задача улучшить этот параметр, т.е. свести к нулю

 

Применение генераторов

• как составная часть измерительных приборов и автоматических систем
• для питания приборов контроля состава и качества различных веществ
• для питания установок для высокочастотного нагрева металлов и т.д.
• Звуковые генераторы и высокочастотные генераторы в радиотехнике и электронике.
Импульсные генераторы

Электронные ключи

• Ключ «разомкнут» - транзистор работает в режиме отсечки, т.е. через транзистор протекает минимальный ток iк = 0, Uкэ = Ек . Сопротивление транзистора очень большое – обрыв.
• Ключ «замкнут» - транзистор работает в режиме насыщения: Uкэ = 0, ток ограничен резистором Rк - в режим насыщения транзистор входит при условии, когда и сопротивление транзистора в этом режиме равно нулю.
• При работе транзисторного ключа переключения из открытого состояния в закрытое и обратно, происходит скачком, потери мощности при этом незначительны.
Импульсный режим работы устройства - это кратковременное воздействие сигнала чередуется с паузой.
Импульсы формы: 
• Прямоугольная
• Треугольная
• Пилообразная
• Экспоненциальная и т.д.
самая распространенная форма импульса - прямоугольная.

Параметры импульса:

Период импульса Ти или частота fи = 1/Ти
Амплитуда импульса Uи
Длительность импульса tи
Длительность фронта tф
Длительность среза tс
Длительность паузы tп

«МУЛЬТИ» - много, «ВИБРАТО» - вибрация, колебание, следовательно, «МУЛЬТИВИБРАТОР» - это устройство, которое создает (генерирует) много-много колебаний.
Разберемся сначала в том, как он создает колебания, или как в нем возникают колебания, а уж потом выясним, почему их много.

  • 1. АВТОГЕНЕРАТОР.
    Из школьного курса физики известно, что существуют так называемые автоколебательные системы или автогенераторы. В них в результате внешнего воздействия или самопроизвольно возникают и поддерживаются незатухающие колебания. Эти колебания будут продолжаться до тех пор, пока не иссякнет энергия источника. Общая схема автогенератора такова:

    Физический принцип действия. Энергия поступает от источника в регулятор, который подает ее в колебательную систему порциями (дискретно) для того, чтобы очередной порции хватило на компенсацию потерь энергии в колебательной системе для преодоления сопротивления (трения). Если кванты энергии от источника будут меньше потерь за одно колебание, то колебания в системе постепенно прекратятся – затухнут:

    Если больше – в системе наступит резонанс, что может привести к разрушению ее элементов или всей системы:

    Итак, регулятор дозирует (квантует) энергию в точном соответствии с требованиями системы. Когда происходит очередное колебание, система посылает сигнал через обратную связь о том, что необходима следующая порция (квант) энергии, и регулятор снова направляет эту порцию (квант) в систему. Сопротивление (трение) полностью преодолевается в процессе следующего колебания за счет притока порции энергии извне, система снова посылает сигнал через обратную связь, регулятор снова выдает порцию и т.д. Колебания получаются незатухающими:

    Понятно, что при отключении источника от регулятора колебания прекратятся.
    Простейший пример механической автоколебательной системы – часы с пружиной или гирями. Анкерный механизм в них как раз и играет роль регулятора, а маятник – это колебательная система.

    В электронных часах ничего такого уже не найти, и, тем не менее, они также являются автоколебательной системой.

2. КАК СОЗДАТЬ МУЛЬТИВИБРАТОР?
Шаг №1. Возьмем простейший усилитель НЧ 

Шаг №2. Объединим два идентичных усилителя так, чтобы получился двухкаскадный УНЧ:

Шаг №3. Соединим выход этого усилителя с его входом:

Возникнет так называемая положительная обратная связь (ПОС). Вы наверняка слышали свист, который издавали звуковые колонки, если человек с микрофоном становился слишком близко к ним. То же самое происходит с музыкальным центром в режиме «караоке», если поднести микрофон к колонкам. В любом таком случае сигнал с выхода усилителя поступает на его же вход, усилитель входит в режим самовозбуждения и превращается в автогенератор, возникает звук. Иногда усилитель может самовозбуждаться даже на ультразвуковых частотах. Короче – при изготовлении усилителей ПОС вредна и с ней всячески приходится бороться, но это уже несколько другая история.
Вернемся к нашему усилителю, охваченному ПОС, т.е. МУЛЬТИВИБРАТОРУ! Да, это уже он! Правда, изображать именно мультивибратор принято так, как на рис. справа. Кстати, в сети имеется достаточное количество «извращенцев», которые рисуют эту схему и перевернутой, и на боку лежащей. Зачем это? Наверное, как в анекдоте, «чтобы отличаться». Или выделиться, или (есть такое русское слово!) выпендриться.

Мультивибратор можно собрать на транзисторах  n-p-n или p-n-p:

Оценить работу мультивибратора можно на слух или зрительно. В первом случае нагрузкой должен быть звуковой излучатель, во втором – лампочка или светодиод:

В случае применения низкоомных динамиков, потребуется выходной трансформатор или дополнительный усилительный каскад:

Нагрузка может быть включена в оба плеча мультивибратора:
 
В случае применения светодиодов желательно включить дополнительные резисторы, роль которых и выполняют, в данном случае, R1 и R4.

3. КАК РАБОТАЕТ МУЛЬТИВИБРАТОР?

В момент включения питания транзисторы обоих плеч мультивибратора открываются, так как на их базы через соответствующие им резисторы R2 и R3 подаются положительные (отрицательные – здесь и далее в скобках для p-n-p транзисторов) напряжения смещения.

Одновременно начинают заряжаться конденсаторы связи:

С1 - через эмиттерный переход транзистора VТ2 и резистор R1;

С2 - через эмиттерный переход транзистора V1 и резистор R4.

Эти цепи зарядки конденсаторов, являясь делителями напряжения источника питания, создают на базах транзисторов (относительно эмиттеров) все возрастающие по значению положительные (отрицательные) напряжения, стремящиеся все больше открыть транзисторы.

Открывание транзистора вызывает снижение положительного (отрицательного) напряжения на его коллекторе, что вызывает снижение положительного (отрицательного) напряжения на базе другого транзистора, закрывая его. Такой процесс протекает сразу в обоих транзисторах, однако закрывается только один из них, на базе которого более высокое отрицательное (положительное) напряжение, например, из-за разницы коэффициентов передачи токов h31э , номиналов резисторов и конденсаторов, поскольку, даже при подборе идентичных пар, параметры элементов все равно будут несколько отличаться.

Второй транзистор остается открытым. Но эти состояния транзисторов неустойчивы, ибо электрические процессы в их цепях продолжаются.

Допустим, что через некоторое время после включения питания закрытым оказался транзистор V2, а открытым - транзистор V1. С этого момента конденсатор С1 начинает разряжаться через открытый транзистор V1, сопротивление участка эмиттер-коллектор которого в это время мало, и резистор R2.

По мере разрядки конденсатора С1 отрицательное (положительное) напряжение на базе закрытого транзистора V2 уменьшается.

Как только конденсатор полностью разрядится и напряжение на базе транзистора V2 станет близким нулю, в коллекторной цепи этого, теперь уже открывающегося транзистора появляется ток, который воздействует через конденсатор С2 на базу транзистора V1 и понижает положительное (отрицательное) напряжение на ней.

В результате ток, текущий через транзистор V1, начинает уменьшаться, а через транзистор V2, наоборот, увеличиваться. Это приводит к тому, что транзистор V1 закрывается, а транзистор V2 открывается.

Теперь начнет разряжаться конденсатор С2, но через открытый транзистор V2 и резистор R3, что в конечном итоге приводит к открыванию первого и закрыванию второго транзисторов и т.д.

Транзисторы все время взаимодействуют, в результате чего мультивибратор генерирует электрические колебания. 
Работу мультивибратора иллюстрируют графики зависимостей напряжений Uбэ и Uк одного и второго транзисторов:

Как видно, мультивибратор генерирует, практически, «прямоугольные» колебания. Некоторое нарушение прямоугольной формы связано с переходными процессами в моменты отпирания транзисторов. Отсюда же видно, что сигнал можно «снимать» с любого транзистора. Просто наиболее принято изображать именно так, как это показано выше.
На практике можно считать форму колебаний мультивибратора «чисто прямоугольной»:

С одной стороны, кажется, что форма сигнала мультивибратора довольно простая. Но это не совсем так. Точнее, совсем не так. Наиболее простая форма сигнала – это синусоида:

Если генератор создает идеальный синусоидальный сигнал, то ему соответствует строго одна определенная частота колебаний. Чем больше форма сигнала отличается от синусоиды, тем больше в спектре сигнала присутствует частот, кратных основной. А форма сигнала мультивибратора довольно далека от синусоиды. Следовательно, если, например, частота его колебаний составляет 1000 Гц, то в спектре будут присутствовать частоты и 2000 Гц, и 3000 Гц, и 4000 Гц… и т.д. правда амплитуды этих гармоник будут значительно меньше основного сигнала. Но они будут! Вот почему данный генератор называется МУЛЬТИвибратор.
Частота колебаний мультивибратора зависит как от емкости конденсаторов связи, так и от сопротивления базовых резисторов. Если в мультивибраторе соблюдаются условия: R1=R4, R2=R3, R1<R2 и R4<R3, C1=C2, VT1=VT2, то такой мультивибратор называется симметричным. Как видно, конденсаторы связи могут быть электролитическими и при n-p-n транзисторах плюсы конденсаторов подключаются к коллекторам. Если применить p-n-p транзисторы, надо поменять полярность источника питания и полярность электролитических конденсаторов.
Примерную частоту колебаний симметричного мультивибратора можно подсчитать по упрощенной формуле:
, где f - частота в Гц, R - сопротивление базового резистора в кОм, С - ёмкость конденсатора связи в мкФ.

4. ИЗМЕНЕНИЕ ЧАСТОТЫ и не только
Как было отмечено выше, частота импульсов, генерируемых мультивибратором, определяется величинами разделительных конденсаторов и базовых резисторов. Из приведенной формулы видно, что увеличение емкости конденсаторов и/или увеличение сопротивления базовых резисторов ведет к уменьшению частоты мультивибратора и, соответственно, наоборот. Конечно, впаивать конденсаторы разной емкости или резисторы разного сопротивления можно, но лишь на стадии экспериментов. Оперативно частоту меняют переменным резистором R5 в базовых цепях:

Форма графика колебаний мультивибратора называется «меандр»:

Время от начала одного импульса до начала другого – период Т – состоит из:
tи – длительности импульса и tп – длительности паузы.
Отношение S=Т/tи - называется скважностью. Для симметричного мультивибратора S=2.
Величина, обратная скважности называется коэффициентом заполнения D=1/S. Для симметричного мультивибратора D=0,5.
Мультивибратор, схема которого показана ниже, вырабатывает прямоугольные импульсы. Частоту их повторения можно изменять в широких пределах, при этом скважность импульсов остаётся неизменной.

Работа мультивибратора отличается тем, что в моменты времени, когда транзистор VТ1 закрыт, конденсатор С2 разряжается через цепочку, состоящую из диода VD3 и резистора R4, а также через резистор R3. Аналогично, когда закрыт транзистор VТ2, конденсатор С1 разряжается через диод VD2 и резисторы R4 и R5. 
Частоту повторения импульсов можно регулировать в больших пределах, изменяя только сопротивление резистора R4.
Мультивибратор с данными деталей, показанными на схеме, генерирует импульсы с частотой повторения от 140 до 1400 Гц.
В мультивибраторе можно применить диоды Д2В-Д2И, Д9В-Д9Л, и любые маломощные транзисторы со структурой n-р-n или р-n-р. При использовании транзисторов со структурой р-n-р полярность включения всех диодов и источника питания необходимо поменять на обратную.
Если немного изменить включение резистора R7, то пучится мультивибратор с изменяемой скважностью импульсов:

В зависимости от положения движка резистора R7данный мультивибратор становится несимметричным, и график его колебаний может быть, например, таким:

В одном и другом случаях меняется соотношение Т/tи – меняется скважность. 
Понятно, надеюсь, также и то, что грубо менять скважность можно, установив конденсаторы разной емкости.

5. НЕСИММЕТРИЧНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР на транзисторах разной проводимости:

Несимметричный мультивибратор состоит из усилительного каскада на двух транзисторах, выход которого (коллектор транзистора VT2) соединен с входом (база транзистора VT1) через конденсатор C1. Нагрузкой является резистор R2, с которого снимается сигнал (вместо него может быть включен светодиод, лампочка накаливания или динамик). Транзистор VT1 прямой проводимости (p-n-p типа), открывается при подаче на базу отрицательного относительно эмиттера потенциала. Транзистор VT2 обратной проводимости (n-p-n типа), открывается при подаче на базу положительного относительно эмиттера потенциала.

При включении конденсатор C1 заряжается через резисторы R2 и R1, потенциал базы уменьшается. Когда на базе VT1 возникает отрицательный потенциал, транзистор VT1 открывается, сопротивление коллектор-эмиттер падает. База транзистора VT2 оказывается соединенной с положительным полюсом источника, транзистор VT2 также открывается, ток коллектора растет. В результате через R2 течет ток, конденсатор C1 разряжается через резистор R1 и транзистор VT2. Потенциал базы VT1 возрастает, транзистор VT1 закрывается, вызывая закрывание транзистора VT2. После этого конденсатор C1 снова заряжается, затем разряжается и т.д. Частота генерируемых импульсов обратно пропорциональна времени заряда конденсатора T ~ R1×C. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов растет. При увеличении сопротивления резистора R1 или ёмкости конденсатора С1 частота колебаний уменьшается. 
Реально частоту изменяют, например, так:

6. ЖДУЩИЙ МУЛЬТИВИБРАТОР
Такой мультивибратор генерирует импульсы тока (или напряжения) при подаче на его вход запускающих сигналов от другого источника, например от автоколебательного мультивибратора. Чтобы автоколебательный мультивибратор превратить в мультивибратор ждущий (см. схему из п. 3), надо сделать следующее: конденсатор С2 удалить, а вместо него между коллектором транзистора VT2 и базой транзистора VT1 включить резистор R3; между базой транзистора VT1 и заземленным проводником включить последовательно соединенные элемент на 1,5 В и резистор сопротивлением R5, но так, чтобы с базой соединялся (через R5) положительный полюс элемента; к базовой цепи транзистора VТ1 подключить конденсатор С2, второй вывод которого будет выполнять роль контакта входного управляющего сигнала. Исходное состояние транзистора VТ1 такого мультивибратора - закрытое, транзистора VТ2 - открытое. Напряжение на коллекторе закрытого транзистора должно быть близким к напряжению источника питания, а на коллекторе открытого транзистора - не превышать 0,2 - 0,3 В. Миллиамперметр (на ток 10-15 мА) включить в коллекторную цепь транзистора V1 и, наблюдая за его стрелкой, включить между контактом УПР сигнал и заземленным проводником, буквально на мгновение, один-два элемента ААА, соединенные последовательно (на схеме GB1). ВНИМАНИЕ: отрицательный полюс этого внешнего электрического сигнала должен подключаться к контакту УПР сигнал. При этом стрелка миллиамперметра должна тут же отклониться до значения наибольшего тока коллекторной цепи транзистора, застыть на некоторое время, а затем вернуться в исходное положение, чтобы ожидать следующего сигнала. Если повторить этот опыт несколько раз, то миллиамперметр при каждом сигнале будет показывать мгновенно возрастающий до 8 - 10 мА и спустя некоторое время, так же мгновенно убывающий почти до нуля коллекторный ток транзистора VТ1. Это одиночные импульсы тока, генерируемые мультивибратором. Даже если батарею GB1 подольше держать подключенной к зажиму УПР сигнал, произойдет то же самое - на выходе мультивибратора появится только один импульс.

Если коснуться вывода базы транзистора VТ1 каким-либо металлическим предметом, взятым в руку, то, возможно, и в этом случае ждущий мультивибратор сработает - от электростатического заряда тела. Можно включить миллиамперметр в коллекторную цепь транзистора VТ2. При подаче управляющего сигнала коллекторный ток этого транзистора должен резко уменьшиться почти до нуля, а затем так же резко увеличиться до значения тока открытого транзистора. Это тоже импульс тока, но отрицательной полярности.
Каков принцип действия ждущего мультивибратора? В таком мультивибраторе связь между коллектором транзистора VТ2 и базой транзистора VТ1 не емкостная, как в автоколебательном, а резистивная - через резистор R3. На базу транзистора VТ2 через резистор R2 подается открывающее его отрицательное напряжение смещения. Транзистор же VТ1 надежно закрыт положительным напряжением элемента G1 на его базе. Такое состояние транзисторов весьма устойчиво. В таком состоянии VT1 может находиться сколько угодно времени. При появлении на базе транзистора VТ1 импульса напряжения отрицательной полярности транзисторы переходят в режим неустойчивого состояния. Под действием входного сигнала транзистор VТ1 открывается, а изменяющееся при этом напряжение на его коллекторе через конденсатор С1 закрывает транзистор VТ2. В таком состоянии транзисторы находятся до тех пор, пока не разрядится конденсатор С1 (через резистор R2 и открытый транзистор VТ1, сопротивление которого в это время мало). Как только конденсатор разрядится, транзистор VТ2 тут же откроется, а транзистор VТ1 закроется. С этого момента мультивибратор вновь оказывается в исходном, устойчивом ждущем режиме. Таким образом, ждущий мультивибратор имеет одно устойчивое и одно неустойчивое состояние. Во время неустойчивого состояния он генерирует один прямоугольный импульс тока (напряжения), длительность которого зависит от емкости конденсатора С1. Чем больше емкость этого конденсатора, тем больше длительность импульса. Так, например, при емкости конденсатора 50 мкФ мультивибратор генерирует импульс тока длительностью около 1,5 с, а с конденсатором емкостью 150 мкФ - раза в три больше. Через дополнительные конденсаторы - положительные импульсы напряжения можно снимать с выхода 1, а отрицательные с выхода 2. Только ли импульсом отрицательного напряжения, поданным на базу транзистора VТ1, можно вывести мультивибратор из ждущего режима? Нет, не только. Это можно сделать и подачей импульса напряжения положительной полярности, но на базу транзистора VТ2. 
Как практически можно использовать ждущий мультивибратор? По-разному. Например, для преобразования синусоидального напряжения в импульсы напряжения (или тока) прямоугольной формы такой же частоты, или включения на какое-то время другого прибора путем подачи на вход ждущего мультивибратора кратковременного электрического сигнала.

Пример применения ждущего мультивибратора – индикатор максимального числа оборотов.
При обкатке нового автомобиля, число оборотов двигателя не должно превышать в течение определенного времени максимально допустимого значения, рекомендованного заводом-изготовителем.
Для контроля числа оборотов двигателя, можно воспользоваться устройством, собранным по приводимой здесь схеме. В качестве индикатора максимального числа оборотов двигателя использована лампа накаливания.

Основными частями тахометра являются ждущий мультивибратор на транзисторах Т1 и Т2 и триггер Шмитта на транзисторах T5 и Т6. Входной сигнал, поступающий с прерывателя, подается на дифференцирующую цепочку R4C1 (это необходимо для получения импульсов одинаковой длительности). Дальнейшее формирование сигнала выполняет мультивибратор. Диод Д1 не пропускает отрицательные полуволны входного сигнала на базу транзистора Т2. Импульсы, генерируемые мультивибратором, через эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Т3, и интегрирующую цепочку R7C3 поступают на триггер Шмитта. Индикаторная лампа Л1, включенная в эмиттерную цепь транзистора T6, загорается только тогда, когда число оборотов двигателя станет больше заранее установленного (с помощью переменного резистора R8).
Калибровку готового прибора можно произвести по образцовому тахометру или по звуковому генератору. Так, например, для четырехтактного четырехцилиндрового двигателя 1500 об/мин соответствует частота звукового генератора 60 Гц, 3000 об/мин — 100 Гц, 6000 об/мин — 200 Гц и так далее. 
При использовании деталей с данными, которые указаны на схеме, тахометр позволяет регистрировать от 500 до 10000 об/мин. Потребляемый ток — 20 мА.
Транзисторы ВС107 можно заменить на КТ315 с любым буквенным индексом. В качестве диода Д1 можно использовать любой кремниевый диод. Применение германиевых транзисторов и диодов не рекомендуется из-за тяжелого температурного режима.

7. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ МНОГОФАЗНЫЕ
получаются путём добавления усилительных каскадов и ПОС.
Трёхфазный мультивибратор:

Пример с сайта http://www.votshema.ru/324-simmetrichnyy-multivibrator.html

Четрёхфазный мультивибратор требует особых мер для обеспечения стабильности работы:

Пример с сайта http://www.moyashkola.net/krugok/r_begog.htm

8. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ
Мультивибратор может быть выполнен на логических элементах, например, И-НЕ. Схема возможного варианта, например,  такая:

Функцию активных элементов здесь выполняют логические элементы 2И-НЕ (см. мою статью «МИКРОСХЕМА» на стр. «РАДИОкомпоненты»), включенные инверторами. Благодаря ПОС между выходом DD1.2 и входом DD1.1, а также выходом DD1.1 и входом DD1.2, создаваемым конденсаторами С1 и С2, устройство возбуждается и генерирует электрические импульсы. Частота следования импульсов зависит от номиналов конденсаторов и резисторов R1 и R2. Уменьшив емкости конденсаторов до 1…5 мкФ получим звуковую частоту 500…1000 Гц. Головной телефон надо подключить к одному из выходов мультивибратора через конденсатор емкостью 0,01…0,015 мкФ.
Иногда этот же мультивибратор изображают так:

Мультивибратор может быть выполнен на трёх логических элементах:

Все элементы включены инверторами и соединены последовательно. Времязадающая цепочка образована С1 и R1. В качестве индикатора можно использовать лампочку накаливания. Для плавного изменения частоты вместо R1 следует включить переменный резистор на 1,5 кОм. 

Если ёмкость конденсатора будет 1 мкФ, то частота колебаний станет звуковой.
Как работает такой мультивибратор? После включения какой-то из логических элементов первым примет одно из возможных состояний и тем самым повлияет на состояние других элементов. Пусть это будет элемент DD1.2, который оказался в единичном состоянии. Через элементы DD1.1 и DD1.2 мгновенно заряжается конденсатор, и элемент DD1.1 оказывается в нулевом состоянии. В таком же состоянии оказывается элемент DD1.3, поскольку на его входе логическая 1. Такое состояние неустойчиво, потому что на выходе DD1.3 логический 0, и конденсатор начинает разряжаться через резистор и выходной каскад элемента DD1.3. По мере разрядки положительное напряжение на входе элемента DD1.1 уменьшается. Как только оно станет равным пороговому, этот элемент переключится в единичное состояние, а элемент DD1.2 – в нулевое. Конденсатор начнет заряжаться через элемент DD1.3 (на его выходе теперь уровень логической 1), резистор и элемент DD1.2. Вскоре напряжение на входе первого элемента превысит пороговое, и все элементы переключатся в противоположные состояния. Так формируются электрические импульсы на выходе мультивибратора – на инверсном выходе элемента DD1.3.
«Трёхэлементный» мультивибратор можно упростить, удалив из него DD1.3:

Работает он аналогично предыдущему. Именно такой мультивибратор чаще всего применяется в различных радиоэлектронных устройствах.

На логических элементах можно сделать и ждущий мультивибратор. Как и предыдущий, он построен на 2-х логических элементах.

Первый DD1.1 используется по своему прямому назначению – как элемент 2И-НЕ. Кнопка SB1 выполняет функцию датчика запускающих сигналов. Для индикации импульсов используется, например, светодиод. Длительность импульсов можно увеличивать, увеличивая ёмкость С1 и сопротивление R1. Вместо R1 можно включить переменный (подстроечный) резистор сопротивлением около 2 кОм (но не более 2,2 кОм) для изменения длительности импульсов в некоторых пределах. Но при сопротивлении менее 100 Ом мультивибратор перестанет работать.
Принцип действия. В начальный момент нижний вывод элемента DD1.1 ни с чем не соединён – на нём уровень логической 1. А для элемента 2И-НЕ этого достаточно, чтобы он оказался в нулевом состоянии. На входе DD1.2 также уровень логического 0, поскольку падение напряжения на резисторе, создаваемое входным током элемента, удерживает входной транзистор элемента в закрытом состоянии. Напряжение логической 1 на выходе этого элемента поддерживает первый элемент в нулевом состоянии. При нажатии кнопки на вход первого элемента подаётся запускающий импульс отрицательной полярности, который переключает элемент DD1.1 в единичное состояние. Возникающий в этот момент скачок положительного напряжения на его выходе передаётся через конденсатор на входы второго элемента и переключает его из единичного состояния в нулевое. Такое состояние элементов остаётся и после окончания действия запускающего импульса. С момента появления положительного импульса на выходе первого элемента начинает заряжаться конденсатор – через выходной каскад этого элемента и резистор. По мере зарядки напряжение на резисторе падает. Как только оно достигнет порогового, второй элемент переключится в единичное состояние, а первый – в нулевое. Конденсатор быстро разрядится через выходной каскад первого элемента и водной каскад второго, и устройство окажется в ждущем режиме.
Следует иметь ввиду, что для нормальной работы мультивибратора длительность запускающего импульса должна быть меньше длительности формируемого.

P.S. Тема "МУЛЬТИВИБРАТОР" является примером творческого подхода к изучению электрических колебаний в курсе школьной физики. И не только. Создание простых схем, моделирование их работы, наблюдение и измерение электрических величин - это выход далеко за рамки обычной школьной физики и информатики. А создание реальных устройств совершенно меняет представление молодых людей о том, что и как можно ИЗУЧАТЬ в школе (терпеть не могу слово "УЧИТЬ").


Что такое транзистор, его функции и характеристики [видео]

Теплые советы: Слово в этой статье составляет около 3200 слов, а время чтения - около 15 минут.

Каталог

Введение

В этой статье в основном будет рассказано, что такое транзистор, а также его подробные характеристики и функции. Транзистор - это своего рода твердое полупроводниковое устройство, которое имеет множество функций, таких как обнаружение, выпрямление, усиление, переключение, стабилизация напряжения, модуляция сигнала и так далее.В качестве переключателя переменного тока транзистор может управлять выходным током в зависимости от входного напряжения. В отличие от обычных механических переключателей (таких как реле и переключатели), транзисторы используют телекоммуникационные сигналы для управления их включением и выключением, а скорость переключения может быть очень высокой, которая может достигать более 100 ГГц в лаборатории. Национальная лаборатория Лоуренса Беркли преодолела физический предел и сократила самый сложный транзисторный процесс с 14 до 1 нм, сделав прорыв в вычислительной технологии.

Что такое транзистор? Определение, функции и использование

Ядро статьи

Введение в транзисторы

Назначение

Знакомство с транзистором, его функциями и характеристиками

Английское название

Транзистор

Категория

Дискретные полупроводниковые изделия

Функция

Используется как детектор, выпрямитель, усилитель, переключатель, стабилизатор напряжения, модуляция сигнала

Характеристика

Высокий отклик и высокая точность

I Что такое транзистор?

Транзисторы - это полупроводниковые устройства, которые обычно используются в усилителях или переключателях с электрическим управлением.Транзисторы являются основным строительным блоком, регулирующим работу компьютеров, мобильных телефонов и всех других современных электронных схем.

Благодаря высокому отклику и высокой точности транзисторы могут использоваться для широкого спектра цифровых и аналоговых функций, включая усилители, переключатели, стабилизаторы напряжения, модуляцию сигнала и генераторы. Транзисторы могут быть упакованы независимо или на очень небольшой площади, вмещая часть 100 миллионов или более транзисторных интегральных схем.

(технология транзисторов Intel 3D)

Строго говоря, под транзисторами понимаются все отдельные элементы на основе полупроводниковых материалов, включая диоды, транзисторы, полевые транзисторы, тиристоры и т. Д., Изготовленные из различных полупроводниковых материалов. Транзисторы в основном относятся к кристаллическим триодам.

Транзисторы

делятся на две основные категории: биполярные транзисторы (BJT ) и полевые транзисторы (FET) .

структура транзистора

Транзистор имеет три полюса: три полюса биполярного транзистора состоят из типа N и типа P соответственно: Эмиттер, База и Коллектор ; три полюса полевого транзистора: Source, Gate, Drain .

Из-за трех полярностей транзистора их также можно использовать тремя способами: заземленный эмиттер (также называемый общим усилителем излучения / конфигурацией CE), заземленная база (также называемая конфигурацией усилителя общей базы / CB) и заземленный коллектор (также называемый общий набор усилитель / конфигурация CC / эмиттерный соединитель).


II Разработка транзисторов

В декабре 1947 года группа компаний Belle Labs, Shockley, Barding и Bratton разработала германиевый транзистор с точечным контактом, появление которого было главным изобретением 20 века и предшественником Революция в микроэлектронике. С появлением транзисторов люди смогли использовать небольшое электронное устройство с низким энергопотреблением вместо трубки с большим объемом и большим потреблением энергии. Изобретение транзистора послужило толчком к рождению интегральной схемы.

В начале 1910-х годов в системах связи начали использовать полупроводники. В первой половине 20-го века рудные радиоприемники, которые были широко популярны среди радиолюбителей, использовались для обнаружения с помощью таких полупроводников. Электрические свойства полупроводников также применяются в телефонных системах.

В феврале 1939 года лаборатория Белла делает великое открытие - кремниевый PN переход. В 1942 году студент по имени Сеймур Бензер из исследовательской группы Университета Пердью, возглавляемой Ларком Горовицем, обнаружил, что монокристаллы германия обладают превосходными выпрямляющими свойствами, которых нет у других полупроводников.Эти два открытия соответствовали требованиям правительства США и заложили основу для последующего изобретения транзисторов.

  • 2.2 Точечно-контактные транзисторы

В 1945 году точечный транзистор, изобретенный Шокли и другими учеными, стал предвестником революции в области микроэлектроники человека. По этой причине Шокли подал заявку на патент на первый транзистор для Bell. Наконец, он получил разрешение на первый патент на транзистор.

  • 2.3 Биполярные и униполярные транзисторы

В 1952 году Шокли предложил концепцию униполярного переходного транзистора на основе биполярного транзистора в 1952 году, который сегодня называется переходным транзистором. Его структура аналогична структуре биполярного транзистора PNP или NPN, но на границе раздела с материалом PN имеется обедненный слой, образующий выпрямительный контакт между затвором и проводящим каналом стока истока. В то же время полупроводник на обоих концах используется как затвор.Ток между истоком и стоком регулируется затвором.

Подробное описание того, как работает биполярный переходной транзистор NPN и что он делает

Fairy Semiconductor, производящая транзисторы, выросла из компании, состоящей из нескольких человек, в большую компанию с 12 000 сотрудников.

После изобретения кремниевого транзистора в 1954 году большие перспективы применения транзисторов становились все более очевидными. Следующая цель ученых - еще более эффективно соединять транзисторы, провода и другие устройства.

  • 2.6 Полевой транзистор (FET) и МОП-транзистор

В 1962 году Стэнли, Хейман и Хофштейн, которые работали в исследовательской группе интеграции устройств RCA, обнаружили, что транзисторы, то есть МОП-транзисторы, могут быть сконструированы путем диффузии и термического окисления проводящих полос, каналов с высоким сопротивлением и оксидных изоляторов на поверхности. Подложки Si.

В начале основания Intel компания все еще фокусировалась на планках памяти. Хофф объединил все функции центрального процессора на одном кристалле плюс память.И это первый в мире микропроцессор - 4004 (1971). Рождение 4004 года знаменует начало целой эпохи. С тех пор Intel стала неконтролируемой и доминирующей в области исследований микропроцессоров.

В 1989 году Intel представила 80486 процессоров. В 1993 году Intel разработала новое поколение процессоров. А в 1995 году Intel выпустила Pentium_Pro. Процессор PentiumII выпущен в 1997 году. В 1999 году выпущен процессор Pentium III, а процессор Pentium 4 - в 2000 году.

III Классификация транзисторов

  • 3.1 Как классифицировать транзистор

> Материал, используемый в транзисторе

По полупроводниковым материалам, используемым в транзисторе, его можно разделить на кремниевый транзистор и германиевый транзистор. В зависимости от полярности транзистора, его можно разделить на германиевый транзистор NPN, германиевый транзистор PNP, кремниевый транзистор NPN и кремниевый транзистор PNP.

> Технологии

По своей структуре и процессу изготовления транзисторы можно разделить на диффузионные транзисторы, транзисторы из сплава и планарные транзисторы.

> Текущая мощность

По текущей емкости транзисторы можно разделить на транзисторы малой мощности, транзисторы средней мощности и транзисторы большой мощности.

> Рабочая частота

По рабочей частоте транзисторы можно разделить на низкочастотные транзисторы, высокочастотные транзисторы и сверхвысокочастотные транзисторы.

> Структура пакета

В зависимости от структуры упаковки транзисторы можно разделить на транзисторы с металлической упаковкой, транзисторы с пластиковой упаковкой, транзисторы с корпусом со стеклянной оболочкой, транзисторы с поверхностной упаковкой и транзисторы с керамической упаковкой и т. Д.

> Функции и использование

По функциям и использованию транзисторы можно разделить на малошумящие транзисторы усилителя, транзисторы усилителя средней и высокой частоты, переключающие транзисторы, транзисторы Дарлингтона, транзисторы с высоким обратным напряжением, полосовые транзисторы, демпфирующие транзисторы, микроволновые транзисторы, оптические транзисторы и магнитные транзисторы. транзистор и многие другие типы.

  • 3.2 Типы транзисторов и их характеристики

> Гигантский транзистор (GTR)

GTR - это высоковольтный сильноточный биполярный транзистор (BJT), поэтому его иногда называют мощным BJT.

Особенности: Высокое напряжение, высокий ток, хорошие характеристики переключения, высокая мощность привода, но схема управления сложна; Принцип работы ОТО и обычных биполярных транзисторов одинаков.

> Фототранзистор

Фототранзисторы - это оптоэлектронные устройства, состоящие из биполярных транзисторов или полевых транзисторов. Свет поглощается в активной области таких устройств, производя фотогенерируемые носители, которые проходят через внутренний механизм электрического усиления и генерируют усиление фототока.Фототранзисторы работают на трех концах, поэтому их легко реализовать с помощью электронного управления или электрической синхронизации. Материалами, используемыми в фототранзисторах, обычно являются GaAs, которые в основном делятся на биполярные фототранзисторы, полевые фототранзисторы и связанные с ними устройства. Биполярные фототранзисторы обычно имеют высокое усиление, но не слишком быстрое. Для GaAs-GaAlAs коэффициент увеличения может быть больше 1000, время отклика больше наносекунды, что часто используется в качестве фотодетектора и оптического усиления.Фототранзисторы с полевым эффектом (FET) реагируют быстро (около 50 пикосекунд), но недостатком является то, что светочувствительная площадь и малое усиление, что часто используется в качестве сверхвысокоскоростного фотодетектора. Есть много других связанных планарных оптоэлектронных устройств, отличительными чертами которых являются высокая скорость отклика (время отклика составляет десятки пикосекунд) и которые подходят для интеграции. Ожидается, что такого рода устройства будут применяться в оптоэлектронной интеграции.

> Биполярный транзистор

Биполярный транзистор - это разновидность транзистора, обычно используемого в аудиосхемах.Биполярность возникает из-за протекания тока в двух типах полупроводниковых материалов. Биполярные транзисторы можно разделить на тип NPN или тип PNP в зависимости от полярности рабочего напряжения.

> Биполярный переходной транзистор (BJT)

«Биполярный» означает, что и электроны, и дырки движутся одновременно с работой. Биполярный переходный транзистор, также известный как полупроводниковый триод, представляет собой устройство, которое объединяет два PN-перехода посредством определенного процесса. Есть две комбинированные структуры PNP и NPN.Внешнее выявление трех полюсов: коллектора, эмиттера и базы. BJT имеет функцию усиления, которая в зависимости от его эмиттерного тока может передаваться через область базы в область коллектора. Чтобы обеспечить этот процесс переноса, с одной стороны, должны быть выполнены внутренние условия, то есть концентрация примеси в области излучения должна быть намного больше концентрации примеси в области основания, а толщина области основания должно быть очень маленьким; с другой стороны, должны выполняться внешние условия.То есть эмиссионный переход должен иметь положительное смещение (плюс положительное напряжение), а коллекторный переход должен иметь обратное смещение. Есть много видов BJT, в зависимости от частоты, есть высокочастотные и низкочастотные лампы; по мощности бывают лампы малой, средней и большой мощности; в зависимости от материала полупроводника бывают кремниевые и германиевые трубки и т. д. Схема усилителя состоит из общего эмиттера, общей базы и общего коллектора.

БЮТ

> Полевой транзистор (FET)

Значение «полевого эффекта» состоит в том, что принцип работы транзистора основан на эффекте электрического поля полупроводника.

Полевые транзисторы - это транзисторы, работающие по принципу полевых эффектов. Существует два основных типа полевых транзисторов: Junction FET (JFET) и металл-оксидные полупроводниковые полевые транзисторы (MOS-FET). В отличие от BJT, полевой транзистор состоит только из одной несущей, поэтому его также называют униполярным транзистором. Он относится к полупроводниковым устройствам с регулируемым напряжением, которые обладают такими преимуществами, как высокое входное сопротивление, низкий уровень шума, низкое энергопотребление, широкий динамический диапазон, простота интеграции, отсутствие вторичного пробоя, широкая безопасная рабочая зона и т. Д.

Эффект поля состоит в изменении направления или величины электрического поля, перпендикулярного поверхности полупроводника, для управления плотностью или типом большинства носителей в полупроводниковом проводящем слое (канале). Ток в канале модулируется напряжением, а рабочий ток переносится большинством носителей в полупроводнике. По сравнению с биполярными транзисторами, полевые транзисторы характеризуются высоким входным сопротивлением, низким уровнем шума, высокой предельной частотой, низким энергопотреблением, простым производственным процессом и хорошими температурными характеристиками, которые широко используются в различных усилителях, цифровых схемах и микроволновых схемах и т. Д.Металлические полевые МОП-транзисторы на основе кремния и полевые транзисторы с барьером Шоттки (MESFET) на основе GaAs являются двумя наиболее важными полевыми транзисторами. Они являются основными устройствами крупномасштабной интегральной схемы MOS и сверхбыстрой интегральной схемы MES соответственно.

FET

> Одноэлектронный транзистор

Транзистор, который может записывать сигнал с одним или небольшим количеством электронов. С развитием технологии травления полупроводников интеграция крупномасштабных интегральных схем становится все более и более высокой.Возьмем, к примеру, динамическую память с произвольным доступом (DRAM), ее интеграция растет почти в четыре раза каждые два года, и ожидается, что одноэлектронный транзистор станет конечной целью. В настоящее время средняя память содержит 200 000 электронов, в то время как одноэлектронный транзистор содержит только один или несколько электронов, поэтому это значительно снизит энергопотребление и улучшит интеграцию интегральных схем. В 1989 году J.H. Ф. Скотт-Томас и другие исследователи открыли феномен кулоновской блокировки.Когда подано напряжение, через квантовую точку не будет проходить ток, если изменение количества электрического заряда в квантовой точке меньше одного электрона. Таким образом, зависимость тока от напряжения является не нормальной линейной зависимостью, а ступенчатой. В этом эксперименте впервые в истории движение электрона контролируется вручную, что обеспечивает экспериментальную основу для изготовления одного электрона. транзистор.

> Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)

Биполярный транзистор

с изолированным затвором сочетает в себе преимущества гигантских транзисторов GTR и силовых полевых МОП-транзисторов.Он обладает хорошими свойствами и имеет широкий спектр применения. IGBT также является трехполюсным устройством: затвор, коллектор и эмиттер.

IV Основные параметры транзисторов

Основные параметры транзистора включают коэффициент усиления тока, мощность рассеяния, характеристическую частоту, максимальный ток коллектора, максимальное обратное напряжение, обратный ток и так далее.

  • 4.1 Коэффициент усиления постоянного тока

Коэффициент усиления постоянного тока, также называемый коэффициентом усиления статического тока или коэффициентом усиления постоянного тока, относится к отношению IC тока коллектора транзистора к базовому току IB, которое обычно выражается через hFE или β, когда вход статического сигнала не изменяется. .

  • 4,2 Коэффициент усиления переменного тока

Коэффициент усиления переменного тока, также называемый коэффициентом усиления переменного тока и коэффициентом усиления динамического тока, относится к отношению IC к IB в состоянии переменного тока, которое обычно выражается через hfe или β. hfe и β тесно связаны, но также различны. Эти два параметра близки на низкой частоте и имеют некоторые различия на высокой частоте.

Мощность рассеивания, также известная как максимально допустимая мощность рассеивания коллектора ---- PCM, относится к максимальной мощности рассеивания коллектора, когда параметр транзистора не превышает заданное допустимое значение.

Рассеиваемая мощность тесно связана с максимально допустимым переходным и коллекторным током транзистора. Фактическая потребляемая мощность транзистора не должна превышать значение PCM, когда он используется, иначе транзистор будет поврежден из-за перегрузки.

Транзистор, мощность рассеяния PCM которого меньше 1 Вт, обычно называется транзистором малой мощности, который равен или больше 1 Вт, транзистор меньше 5 Вт называется транзистором средней мощности, а транзистор, PCM которого равен или больше чем 5 Вт называется мощным транзистором.

  • 4,4 Характеристическая частота (fT)

Когда рабочая частота транзистора превышает частоту отсечки fβ или fα, коэффициент усиления тока β будет уменьшаться с увеличением частоты. Характерная частота - это частота транзистора, при которой значение β уменьшается до 1.

Транзисторы, характеристическая частота которых меньше или равна 3 МГц, обычно называются низкочастотными транзисторами, транзисторы с fT больше или равными 30 МГц называются высокочастотными транзисторами, транзисторы с fT более 3 МГц и транзисторы менее 30 МГц называются транзисторы промежуточной частоты.

  • 4,5 Максимальная частота (фМ)

Максимальная частота колебаний - это частота, при которой усиление мощности транзистора уменьшается до 1.

В общем, максимальная частота колебаний высокочастотных транзисторов ниже, чем общая базовая частота среза fα, в то время как характеристическая частота fT выше, чем общая базовая частота среза fα, и ниже, чем частота среза общего коллектора fβ.

  • 4.6 Максимальный ток коллектора (ICM)

Максимальный ток коллектора (ICM) - это максимальный ток, допустимый через коллектор транзистора. Когда ток коллектора IC транзистора превышает ICM, значение β транзистора явно изменится, что повлияет на его нормальную работу и даже вызовет повреждение.

  • 4,7 Максимальное обратное напряжение

Максимальное обратное напряжение - это максимальное рабочее напряжение, которое транзистор может подавать во время работы.Оно включает в себя обратное напряжение пробоя коллектор-эмиттер, обратное напряжение пробоя коллектор-база и обратное напряжение пробоя эмиттер-база.

> Напряжение обратного пробоя коллектор-коллектор

Это напряжение относится к максимально допустимому обратному напряжению между коллектором и эмиттером при разомкнутой цепи базы транзистора, обычно выражается в VCEO или BVCEO.

> Обратное напряжение пробоя база - база

Напряжение относится к максимально допустимому обратному напряжению между коллектором и базой при включении транзистора, которое выражается в VCBO или BVCBO.

> Напряжение обратного пробоя эмиттер-эмиттер

Это напряжение относится к максимально допустимому обратному напряжению между эмиттером и базой, когда коллектор транзистора открыт, которое выражается в VEBO или BVEBO.

Обратный ток между коллектором и базовым электродом

> Коллектор - база обратного тока (ICBO)

ICBO, также называемый током обратной утечки коллектора, относится к обратному току между коллектором и базовым электродом, когда эмиттер транзистора открыт.Обратный ток чувствителен к температуре. Чем меньше значение, тем лучше температурная характеристика транзистора.

> Ток обратного пробоя коллектор - эмиттер (ICEO)

Обратный ток пробоя ICEO между коллектором и эмиттером

ICEO - это обратный ток утечки между коллектором и эмиттером при открытой базе транзистора. Чем меньше ток, тем лучше производительность транзистора.


Книжное предложение

Этот весьма успешный учебник, тщательно отредактированный и обновленный, знакомит студентов с анализом и проектированием транзисторных схем.Он охватывает широкий спектр схем, как линейных, так и переключающих. Методы транзисторных схем: дискретные и интегрированные предоставляют студентам обзор основных качественных операций схемы с последующим изучением процедуры анализа и проектирования. Он включает в себя решенные задачи и примеры дизайна, чтобы проиллюстрировать концепции. Это третье издание включает две дополнительные главы, посвященные усилителям мощности и источникам питания, которые развивают многие методы проектирования схем, представленные в предыдущих главах.Эта книга, входящая в серию «Руководства по электронной инженерии», предназначена для студентов первого и второго курсов бакалавриата. Сам по себе полный текст, он предлагает дополнительное преимущество в виде перекрестных ссылок на другие заголовки в серии. Это идеальный учебник как для студентов, так и для преподавателей.

- Гордон Дж. Ричи

Создавайте сложные транзисторные радиоприемники, которые недороги, но очень эффективны. Создайте свои собственные транзисторные радиоприемники: «Руководство по высокопроизводительным и маломощным радиосхемам» для любителей предлагает полные проекты с подробными схемами и идеями о том, как были разработаны радиоприемники.Узнайте, как выбирать компоненты, создавать различные типы радиомодулей и устранять неполадки в своей работе. Если копнуть глубже, этот практический ресурс покажет вам, как разрабатывать инновационные устройства, экспериментируя с существующими конструкциями и радикально улучшая их.

- Рональд Куан


Актуальная информация по теме «Что такое транзистор, его функция и характеристики»

О статье «Что такое транзистор, его функция и характеристики», Если у вас есть лучшие идеи, не стесняйтесь писать свои мысли в следующей области комментариев.Вы также можете найти больше статей об электронных полупроводниках через поисковую систему Google или обратиться к следующим связанным статьям.

Пять поколений компьютеров

Узнайте о каждом из пяти поколений компьютеров и основных технологических разработках, которые привели к появлению вычислительных устройств, которые мы используем сегодня.

История развития компьютеров - это тема информатики, которая часто используется для ссылки на различные поколения вычислительных устройств .

Каждое из пяти поколений компьютеров характеризуется крупными технологическими разработками , которые коренным образом изменили способ работы компьютеров.

Большинство крупных разработок с 1940-х годов до наших дней привели к созданию все более компактных, дешевых, мощных и эффективных вычислительных устройств.

Какие есть пять поколений компьютеров?

В этом руководстве Webopedia вы узнаете больше о каждом из пяти поколений компьютеров и достижениях в технологиях, которые привели к разработке многих вычислительных устройств, которые мы используем сегодня.Наш путь к пяти поколениям компьютеров начался в 1940 году со схемотехники на электронных лампах и продолжается до наших дней и продолжается с системами и устройствами искусственного интеллекта (ИИ).

Давайте посмотрим…


Контрольный список компьютеров пяти поколений

Начало работы: ключевые термины, которые необходимо знать
Первое поколение: вакуумные трубки
Транзисторы второго поколения
Интегральные схемы третьего поколения
Микропроцессоры четвертого поколения
Искусственный интеллект пятого поколения


Начало работы: основные термины, которые необходимо знать

Следующие определения технологий помогут вам лучше понять пять поколений компьютеров:

Первое поколение: вакуумные трубки (1940-1956)

Первые компьютерные системы использовали вакуумные лампы для схем и магнитные барабаны для памяти, и часто были огромными, занимая целые комнаты.Эти компьютеры были очень дорогими в эксплуатации, и в дополнение к потреблению большого количества электроэнергии первые компьютеры выделяли много тепла, что часто было причиной неисправностей.

Компьютеры первого поколения полагались на машинный язык, язык программирования нижнего уровня, понятный компьютерам, для выполнения операций, и они могли решать только одну проблему за раз. Операторам потребуются дни или даже недели, чтобы установить новую проблему. Ввод был основан на перфокартах и ​​бумажной ленте, а вывод отображался на распечатках.

Компьютеры UNIVAC и ENIAC являются примерами вычислительных устройств первого поколения. UNIVAC был первым коммерческим компьютером, предоставленным бизнес-клиенту, Бюро переписи населения США, в 1951 году.


Компьютер UNIVAC в Бюро переписи населения.
Источник изображения: Бюро переписи населения США

Рекомендуемая литература: Определение ENIAC Webopedia

Второе поколение: транзисторы (1956-1963)

Мир увидит, как транзисторы заменят электронные лампы во втором поколении компьютеров.Транзистор был изобретен в Bell Labs в 1947 году, но не получил широкого распространения в компьютерах до конца 1950-х годов.

Транзистор намного превосходил вакуумную лампу, позволяя компьютерам становиться меньше, быстрее, дешевле, энергоэффективнее и надежнее, чем их предшественники первого поколения. Хотя транзистор по-прежнему выделял большое количество тепла, которое привело к повреждению компьютера, это было значительное улучшение по сравнению с электронной лампой. Компьютеры второго поколения по-прежнему полагались на перфокарты для ввода и распечатки для вывода.

От двоичного файла к сборке

Компьютеры второго поколения перешли с загадочного двоичного машинного языка на символьные, или ассемблерные, языки, которые позволили программистам определять инструкции словами. В то время также разрабатывались языки программирования высокого уровня, такие как ранние версии COBOL и FORTRAN. Это также были первые компьютеры, которые хранили свои инструкции в своей памяти, которая перешла от магнитного барабана к технологии магнитного сердечника.

Первые компьютеры этого поколения были разработаны для атомной энергетики.

Ранний транзистор Philco (1950-е годы)
Источник изображения: Винтажные коллекционные компьютерные микросхемы

Третье поколение: интегральные схемы (1964-1971)

Разработка интегральной схемы была визитной карточкой третьего поколения компьютеров. Транзисторы были уменьшены в размерах и размещены на кремниевых микросхемах, называемых полупроводниками, что резко увеличило скорость и эффективность компьютеров.

Вместо перфокарт и распечаток пользователи взаимодействовали с компьютерами третьего поколения через клавиатуры и мониторы и взаимодействовали с операционной системой, что позволяло устройству запускать множество различных приложений одновременно с центральной программой, которая отслеживала память. Компьютеры впервые стали доступны массовой аудитории, потому что они были меньше и дешевле своих предшественников.

Знаете ли вы…? Интегральная схема (ИС) - это небольшое электронное устройство, изготовленное из полупроводникового материала.Первая интегральная схема была разработана в 1950-х годах Джеком Килби из Texas Instruments и Робертом Нойсом из Fairchild Semiconductor.

Четвертое поколение: микропроцессоры (с 1971 г. по настоящее время)

Микропроцессор привел к появлению компьютеров четвертого поколения, поскольку тысячи интегральных схем были построены на одном кремниевом кристалле. То, что в первом поколении занимало целую комнату, теперь могло уместиться на ладони. Микросхема Intel 4004, разработанная в 1971 году, размещала все компоненты компьютера от центрального процессора и памяти до элементов управления вводом / выводом на одном кристалле.

В 1981 году IBM представила свой первый компьютер для домашнего пользователя, а в 1984 году Apple представила Macintosh. Микропроцессоры также вышли из сферы настольных компьютеров во многие области жизни, поскольку все больше и больше повседневных продуктов начали использовать микропроцессоры.

По мере того, как эти маленькие компьютеры становились все более мощными, их можно было объединять в сети, что в конечном итоге привело к развитию Интернета. В компьютерах четвертого поколения также были разработаны графические интерфейсы, мышь и портативные устройства.

Первый микропроцессор Intel, 4004, был разработан Тедом Хоффом и Стэнли Мазором.
Источник изображения: Intel Timeline (PDF)

Пятое поколение: искусственный интеллект (настоящее и будущее)

Вычислительные устройства пятого поколения, основанные на искусственном интеллекте, все еще находятся в разработке, хотя есть некоторые приложения, такие как распознавание голоса, которые используются сегодня. Использование параллельной обработки и сверхпроводников помогает сделать искусственный интеллект реальностью.

Квантовые вычисления, молекулярные и нанотехнологии радикально изменят облик компьютеров в ближайшие годы. Целью вычислений пятого поколения является разработка устройств, которые реагируют на ввод на естественном языке и способны к обучению и самоорганизации.

Эта статья последний раз обновлялась 01 февраля 2019 г.

Учебный пассаж для чтения 336 - Меняющаяся роль аэропортов

Академический читальный пассаж 336 - Меняющийся роль аэропорта

Детали
Последнее обновление: суббота, 17 ноября 2018 г. 19:00
Автор IELTS Mentor
Просмотров: 80336

Вам следует потратить около 20 минут на вопросы 14–26 , которые основаны на отрывке для чтения ниже.

Меняющаяся роль аэропортов

Аэропорты продолжают диверсифицировать свою роль, стремясь получать прибыль. Помещения для деловых встреч - следующий шаг? Найджел Халперн, Энн Грэм и Роб Дэвидсон проводят расследование.

A
В последнее время развитие коммерческих доходов стало более сложной задачей для аэропортов из-за сочетания факторов, таких как усиление конкуренции со стороны интернет-магазинов, ограничения на определенные продажи, такие как табак, и новые процедуры безопасности, которые были приняты. влияние на время пребывания пассажиров.Более того, глобальный экономический спад привел к сокращению количества пассажиров, а у тех, кто путешествует, обычно меньше денег, чтобы тратить. Это означало, что впоследствии эта доля несколько снизилась. Между тем, давление с целью контролировать уровень доходов от авиации остается сильным, как никогда, из-за плохого финансового состояния многих авиакомпаний и быстрого роста сектора недорогих авиаперевозчиков.

B
Некоторые из наиболее очевидных решений для увеличения коммерческих доходов, такие как расширение торговых площадей или расширение разнообразных возможностей для покупок, уже были опробованы до предела во многих аэропортах.Более радикальное решение - найти новые источники коммерческого дохода в терминале, и это было исследовано многими аэропортами за последнее десятилетие или около того. В результате многие терминалы теперь представляют собой нечто большее, чем просто торговые центры, и предлагают широкий спектр развлечений, досуга, красоты и здоровья. На этом этапе предоставления услуг аэропорт также имеет возможность говорить о роли конечного пункта назначения, а не просто о посреднике при доступе.

C
В то же время аэропорты развивают и расширяют спектр услуг, которые они предоставляют специально для деловых путешественников в терминале.Это включает предложение бизнес-центров, которые предоставляют услуги поддержки, конференц-залов и других помещений для специальных мероприятий. В этом контексте Ярах (2001) обсуждает, как специальные помещения для встреч, расположенные в терминале и управляемые непосредственно оператором аэропорта, могут рассматриваться как расширение концепции залов ожидания авиакомпаний или как способ реконструировать заброшенные или недостаточно используемые зоны терминала и управлять ими. непосредственно гостиницами аэропорта и другими объектами, предлагаемыми в окрестностях аэропорта, которые могли бы взять на себя эту роль и стать активным бизнес-пространством (McNeill, 2009).

D
Когда аэропорт может быть продвинут в качестве места для бизнеса, это может повысить общую привлекательность аэропорта и помочь ему стать более конкурентоспособным как в привлечении, так и в удержании авиакомпаний и их пассажиров. В частности, наличие конференц-залов может стать одним из определяющих факторов, принимаемых во внимание, когда деловые люди выбирают авиакомпании и где они меняют свои самолеты. Эта повышенная привлекательность сама по себе может помочь улучшить финансовое положение оператора аэропорта и его перспективы на будущее, но очевидно, что это будет зависеть от конкурентного преимущества, которое аэропорт сможет достичь по сравнению с другими объектами.

E
В 2011 году был проведен онлайн-опрос аэропортов, и некоторые из исследуемых областей включали предоставление и использование помещений для встреч в аэропортах, а также предполагаемую роль и важность этих объектов в получении дохода и увеличении количества пассажиров. В общей сложности были получены ответы от сотрудников 154 аэропортов, и 68% из них ответили «да» на вопрос: есть ли в вашем аэропорту помещения для проведения встреч, которые можно арендовать? Поэтому наличие конференц-залов в аэропортах кажется высоким.Кроме того, 28% респондентов, у которых не было конференц-залов, заявили, что они, вероятно, инвестируют в них в течение следующих пяти лет. В ходе опроса также задавался вопрос, в какой степени респонденты согласны или не согласны с рядом утверждений о заданных помещениях для встреч в их аэропорту. 49% респондентов согласились с тем, что в ближайшем будущем они будут инвестировать больше. Это довольно высокие пропорции, учитывая недавний экономический климат.

F
В ходе опроса также попросили аэропорт, имеющий конференц-залы, оценить, какая доля пользователей из этого района.т.е. в пределах 90 минут езды от аэропорта или из-за границы. Их результаты показывают, что помещения для встреч, предоставляемые большинством респондентов, как правило, служат местным, а не местным или иностранным потребностям. По оценкам 63% респондентов, более 60% пользователей - местные жители. Только 3% подсчитали, что более 80% пользователей из-за границы. Поэтому неудивительно, что объекты имеют ограниченное значение, когда дело доходит до увеличения использования боев в аэропортах: 16% респондентов оценили, что ни один из пользователей их конференц-залов не использует боевые действия при поездках к ним или из них, в то время как 56% По оценкам, 20% или меньше пользователей их объектов используют драки.

G
В ходе опроса респондентам, имеющим конференц-залы, предлагалось оценить, какой доход их аэропорт получил от конференц-залов за последний финансовый год. Средний доход на аэропорт составил всего 12 959 долларов. Конференц-залы фактически являются неавиационным источником доходов аэропорта. Только 1% респондентов получил более 20% неавиационных доходов от своих конференц-залов; ни один не произвел более 40%. Учитывая ориентацию на местный спрос, неудивительно, что менее трети респондентов согласились с тем, что их конференц-залы поддерживают развитие бизнеса и туризма в их родном регионе или стране.

H
Результаты этого исследования показывают, что немногие аэропорты предоставляют помещения для встреч в качестве серьезного коммерческого предприятия. Может случиться так, что у владельцев крупной собственности есть места для конференц-залов в аэропортах и ​​они могут сыграть важную роль в обслуживании потребностей аэропорта, его партнеров и заинтересованных сторон, таких как правительство и местное сообщество. Таким образом, хотя местная ориентация означает, что конкуренция с другими аэропортами, вероятно, будет минимальной, конкуренция с местными поставщиками помещений для встреч, вероятно, будет намного выше.

Вопросы 14-18

В тексте восемь абзацев, A-H .

В каком абзаце содержится следующая информация?

Напишите правильное письмо, A-H , в графах 14-18 на листе для ответов.

N.B . Вы можете использовать любую букву более одного раза.

14. свидетельства того, что в значительном количестве аэропортов есть помещения для встреч.
15.заявление о том, что дальнейшее развитие событий невозможно в некоторых областях аэропортовой торговли.
16. ссылка на низкий уровень доходов аэропортов, получаемых от конференц-залов.
17. Упоминание о влиянии бюджетных авиакомпаний на доходы аэропорта.
18. Примеры помещений аэропорта, которые могут использоваться в коммерческих целях.

Вопросы 19-22

Заполните предложения ниже.

Выберите НЕ БОЛЕЕ ДВУХ СЛОВ из текста для каждого ответа.

Запишите свои ответы в графах 19-22 на листе для ответов.

19. Обновление ..................
повлияло на продолжительность времени, в течение которого пассажиры проводят покупки в аэропортах. 20. Аэропорты с широким спектром возможностей для отдыха могут стать .................. для людей, а не средство передвижения.
21. И пассажиры, и .................. могут чувствовать себя побужденными использовать и развивать чувство лояльности по отношению к аэропортам, которые продают свои бизнес-услуги.
22. Аэропортам, которые предоставляют помещения для встреч, возможно, потребуется создать .................. по сравнению с другими местами проведения встреч.

Вопросы 23-26

Заполните резюме ниже.

Выберите НЕ БОЛЕЕ ДВУХ СЛОВ из текста для каждого ответа.


Результаты опроса

Несмотря на финансовые ограничения, связанные с 23 .................. , значительная часть аэропортов предоставляет и желает поддерживать помещения для деловых встреч.Кроме того, чуть менее 30% опрошенных аэропортов планируют предоставить эти средства в пределах 24 .................. , однако основными пользователями этих средств являются 25 .. ................ и целых 16% респондентов опроса заявили, что их пользователи не брали 26 ............ ...... в аэропорту.

Нажмите кнопку, чтобы показать / скрыть ответы.

Ответ:
14. E
15. B
16.G
17. A
18. C
19. процедура безопасности
20. конечный пункт назначения
21. авиалинии
22. конкурентное преимущество
23. экономический спад / климат
24. пять лет
25. местные (люди)
26. полеты

Показать / скрыть ответы

Отношения между поколениями | Блог написания эссе

ХХ век заметно ухудшил отношения между поколениями. Проблему преемственности и конфликтности в отношениях «отцов» и «детей» можно рассматривать как взаимодействие различных ситуаций и видов деятельности, особенно в связи с передачей культурных ценностей от поколения к поколению.Эта проблема существовала всегда, но содержание проблемы и острота противоречий особенно сильны в ХХ и начале ХХI века. В первую очередь это связано со сверхбыстрым развитием общества, ситуацией, когда мы видим не просто «прогресс» во всех сферах общественной жизни, а «революцию». И, конечно же, такое быстрое развитие ведет к увеличению разрыва между поколениями. Сейчас разные поколения не понимают друг друга, трудно преодолеть различия и разрыв в столь стремительно меняющихся образах жизни, взглядах и «погонять» за скоростью прогресса в современном обществе.Это не просто проблема недопонимания, это несет гораздо больше негативных последствий. В современном обществе мы имеем
трансформации отношения младших возрастных групп к старшему поколению в сторону от традиционно почтительного к нетрадиционному осуждению и отвержению. В таких обстоятельствах пожилые люди становятся покинутыми новым поколением, лишенными сострадания, сочувствия, понимания и поддержки со стороны более молодых членов общества. Научиться понимать друг друга, особенно старшее поколение, - важная социальная проблема современного общества.

Разрыв поколений в 21 веке

На современном этапе развития общества существует разрыв между поколениями. Социально значимой является сфера межличностного общения, поскольку межличностное общение делает возможным накопление и передачу социального опыта, а также передачу культуры от одного поколения к другому. Отношение молодежи к пожилым людям можно рассматривать как один из показателей культурного уровня общества. Стереотипные высказывания и мнения о пожилых людях - это индикаторы, отражающие основной культурный круг представлений в данную эпоху.В наше время существует культ молодежи. Достоинство человека определяется способностью быстро и эффективно, легко адаптироваться к новым технологиям и инновациям. Например, сейчас мы слышим такие утверждения молодых людей: «старшее поколение нас совсем не понимает. Это совершенно ясно, ведь они из прошлого века ». Эти фразы говорят о том, что родители, и особенно пожилые люди, не успевают за прогрессом и прогрессивными идеями современности.

Непонимание между поколениями влияет на смешение идей, культуры (всех аспектов культуры, таких как музыка, литература, мода и т. Д.)), технологии и даже сам образ жизни. За последнее десятилетие жизнь изменилась так стремительно, что сегодняшняя молодежь начала 21 века и их родители, как поколение 70-80-х, не имеют почти ничего общего. В этом случае молодое поколение обвиняет пожилых людей в «отставании». Новая мода, информационное пространство, основанное на интернет-технологиях, социальных сетях, мобильных телефонах, непонятно многим пожилым людям. Культ инновационных технологий и прогресса (когда надо быть в курсе последних тенденций компьютерных технологий) непонятен пожилым людям.В свою очередь, молодежь не всегда может понять ценность традиционной литературы, искусства, театров и музеев - все эти ценности считаются старыми и ненужными, утратившими актуальность в 21 веке.

Но самой большой проблемой, связанной с этим, можно назвать негативное отношение к самой старости. Пожилые люди не успевают за современной жизнью, не в силах выполнять разного рода обязанности и роли, приносящие новую жизнь, они тонут в информационном хаосе.Сегодня общество сталкивается с нарастающей проблемой старости из-за роста продолжительности жизни. С точки зрения отношений поколений мир переживает уникальный исторический период, суть которого заключается в том, что общество изначально формировалось по структуре нескольких поколений, что вызвало ряд неординарных, с точки зрения традиционных процессов формирования. социализация, эффекты.

В начале этого века социальная культура общества кардинально изменилась. Резкий культурный разрыв, возникший в результате развития рыночных отношений, привел к определенной социальной изоляции пожилых людей, к утрате их статуса и уважения.Самым важным в отношениях между поколениями становится способность каждого поколения адаптироваться, формировать единое социальное и культурное пространство без жесткой иерархии, без насилия, неуважения «отцов» к детям, с авторитетом пожилых людей, доверием и любовь к подрастающему поколению. Научиться понимать друг друга - важный социальный вызов.

Говоря о влиянии старшего поколения на молодежь, мы должны подчеркнуть важность этого фактора как меры доверия между молодежью и пожилыми людьми.Семья - это первый и самый важный аспект отношений между поколениями. Отсутствие обращений за помощью к молодежи в кризисных ситуациях свидетельствует о стремлении молодежи к самостоятельному решению проблем. Даже матери как самые близкие люди сегодня не вовлечены в жизнь своих детей, ее роль помощника отводится на сверстников. Эта ситуация подтверждает общую тенденцию перехода нашего общества к новому этапу, когда сверстники являются основным источником информации и поддержки в решении индивидуальных проблем.Это чревато ослаблением межпоколенческих взаимоотношений, трудностью перевода и восприятия прошлого опыта. В настоящее время в семье происходят культурные, социальные и экономические изменения, которые влияют на семейные отношения. Поскольку семейные связи не так важны, пожилые люди становятся бесполезными и забываются молодым поколением.

Но важно отметить, что старшее поколение выполняет важную социальную функцию связи поколений, являясь необходимым звеном в цепи, ведущей из далекого прошлого.Память о прошлом сегодня накапливается в книгах, кинодокументах, на CD-ROM, в памяти пожилых людей. В наши дни даже внутри семьи не происходит передачи семейных традиций от старшего к младшему поколению, памяти предков. Сегодня становится нормой, когда многие молодые люди не могут назвать места работы и должности отца или матери, не говоря уже о биографиях родителей, особенно бабушек и дедушек.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *