Comportarea componentelor active în circuite electrice

Argument

Tema proiectului “Comportarea componentelor active în circuite electrice“ face parte integrantă din domeniul pregătirii mele profesionale pentru meseria de tehnician în automatizări.

În cei patru ani de studiu am abordat întreaga gamă de module de pregătire în domeniu însă cel mai mult m-a atras modulul care are o largă aplicabilitate în domeniul automatizări.

În cadrul elaborării proiectului meu a trebuit să-mi extind aria de cunoștințe studiind bibliografia recomandată de coordonator, fapt ce îmi permite o pregătire profesională mai bună proiectului meu având aplicabilitate în multe domenii de activitate.

În Capitolul I am prezentat noțiuni referitoare la materialele semiconductoare și anume structură, conducția electrică și clasificare. Din punctul de vedere al proprietății corpurilor solide de a fi străbătute de curent electric sub acțiunea unei tensiuni electrice continue aplicate din exterior, acestea se împart în trei mari categorii: conductoare(metalele), semiconductoare, izolatoare.

În Capitolul II am prezentat noțiuni referitoare la dioda semiconductoare. Aceste noțiuni sunt structurate într-un număr de șase subcategorii. Utilizările diodelor semiconductoare se bazează pe proprietățile joncțiunii PN studiate anterior. În funcție de proprietatea folosită, diodele semiconductoare se împart în mai multe categorii. Deoarece joncțiunea PN are o mare diversitate de proprietăți, există un număr mult mai mare de tipuri de diode semiconductoare, decât de diode cu vid sau cu gaz.

În Capitolul III am prezentat noțiuni referitoare la tranzistorul bipolar. Aceste noțiuni sunt structurate într-un număr de cinci subcategorii. Tranzistorul bipolar este un dispozitiv semiconductor cu două joncțiuni în succesiune NPN sau PNP. Se folosește în circuitele electronice atât digitale cât și analogice, de obicei pentru a amplifica sau transmite un semnal electric. Din punct de vedere funcțional un tranzistor este în electronică ceea ce un robinet este în instalații. Permite închiderea sau deschiderea unui circuit, acest regim numindu-se “în comutație”, sau parțial, atunci când se folosește regimul liniar de funcționare.

Capitolul IV este dedicat verificării diodelor semiconductoare și tranzistoarelor bipolare. Sunt descrise în acest capitol scopurile pentru care se efectuează verificarea propriu-zisă, câteva considerații teoretice, prezentarea componentei active care se studiază, schemele de lucru utilizate și metodologia efectuării lucrării experimentale.

Ultimul capitol prezintă norme de tehnica și securitatea muncii și norme P.S.I. în condițiile efectuării de lucrări în instalații electrice.

În elaborarea lucrării am folosit cunoștințe tehnice/teoretice asimilate la diferite obiecte de învățământ studiate în anii de liceu: discipline de specialitate și laboratoare practice.

În partea finală a lucrării am specificat bibliografia utilizată.

Capitolul I

Introducere

Materialele semiconductoare stau la baza realizării de dispozitive electronice și de circuite integrate. Acestea se caracterizează prin valori ale conductivității electrice cuprinsă în intervalul de valori σ = (10-6 - 105) Ω-1 m-1. Conductivitatea electrică a semiconductoarelor este puternic dependentă de condițiile exterioare (temperatură, câmp electric, câmp magnetic etc) și de structura internă a acestora (natura elementelor chimice componente, defecte, impurități etc).

La realizarea de dispozitive și circuite electronice se poate folosi numai o parte dintre materialele semiconductoare care îndeplinesc condițiile de conductivitate. Pe lângă aceste condiții materialele semiconductoare folosite în electronică trebuie să prezinte legături covalente și o structură cristalină perfectă.

Cele mai folosite materiale semiconductoare au la bază elementele chimice: grupa a IV-a: germaniul (Ge), siliciu (Si); grupa a VI-a: seleniul (Se); compuși binari ai elementelor din grupele III - V a sistemului periodic: GaAs, InSb.

Materialele semiconductoare cu structuri cristaline specifice: structura cubică tip diamant (C, Ge, Si); tip blendă (Si C, Ga Sb, Ga As); tip wurzit (ZnS, ZnSe).

Structura materialelor semiconductoare. Conducția electrică

Materialele semiconductoare se utilizează pentru realizarea dispozitivelor electronice care au la bază fenomenul de conducție comandată. Într-un semiconductor, curentul electric este determinat de electronii de conducție și de goluri, sarcini generate prin mecanismul intrinsec (rupere de legături) sau extrinsec (atomi de impuritate).

În plus, proprietățile modeste ale oxidului de germaniu nu permiteau dezvoltarea unor tehnologii performante. Prin anii ’60 siliciul devine înlocuitorul practic al germaniului datorită curenților reziduali mult mai mici și proprietăților remarcabile ale oxidului său (care au permis dezvoltarea tehnologiei planare) și nu în ultimul rând considerentele economice (costul siliciului mono-cristalin utilizabil pentru realizarea dispozitivelor semiconductoare și a circuitelor integrate este cel mai scăzut în comparație cu prețul altor materiale.

În prezent, Si este unul dintre cele mai cunoscute materiale din tabelul periodic iar tehnologia siliciului este pe departe cea mai avansată dintre toate tehnologiile câte, sunt aplicate în microelectronică.

Cu toate avantajele legate de Si, acest material rămâne încă modest din punct de vedere al performanțelor sale la frecvențe înalte, în domeniul optic etc. În ultimii ani au fost dezvoltate exploziv și alte materiale care să poată acoperi aplicațiile în care Si a devenit inutilizabil.

- - Sandu D. Electronică fizică și aplicată. - V.1. - Iași; Editura A.I.Cuza:1994, - 615 p.

- - D. Dascălu, A. Rusu, M. Profirescu, I. Costea Dispozitive și circuite electronice. - București; Editura Didactică și Pedagogică: 1982, - 679 p.

- - Zamfir V. Bazele radioelectronicii. - Timișoara; Facla: 1987, - 279 p.

- - S. Calin, I. Dumitrache, Regulatoare automate, Editura Didactica si Pedagogica, București, 1985.

- - D. Sangeorzan, Echipamente de reglare numerică, Editura Militară, București, 1990.

- - S. Calin, Gh. Petrescu, I. Tabus, Sisteme automate numerice, Editura Științifică și Enciclopedică, București, 1984.

- - S. Calin, F. Munteanu, I. Dumitrache, V. Iorga, C. Nitu, S. Dumitriu, Reglarea numerică a proceselor tehnologice, Editura Tehnică, București, 1984.

- - G. Ionescu, V. Ionescu, Automatică de la A la Z, Editura Științifică și Enciclopedică, București, 1987.

- - C. Rădoi, A.T. Murgan, V. Lăzărescu, G. Nelepcu, N. Drăgulanescu, P. Constantin, O. Radu , Circuite și echipamente electronice industriale, Editura Tehnică București, 1986.