Μια ιδανική πηγή τάσης, είναι μια συσκευή δυο ακροδεκτών, που διατηρεί σταθερή τάση μεταξύ των ακροδεκτών της. Εάν ένα μεταβλητό φορτίο συνδεθεί στην ιδανική πηγή τάσης, η τάση της πηγής παραμένει ανεπηρέαστη και σταθερή στη ίδια τιμή ανεξάρτητα με αλλαγές στην αντίσταση φορτίου. Αυτό σημαίνει ότι, μια ιδανική πηγή τάσης παρέχει τόσο ρεύμα στο φορτίο […]
Συνδεσμολογία παράλληλα και σε σειρά αντιστάσεις
Παράλληλη συνδεσμολογία αντιστάσεων. Σε ένα κύκλωμα, οι αντιστάσεις μπορούν να συνδεθούν με πολλούς διαφορετικούς τόπους. Χαρακτηριστικός τρόπος συνδεσμολογίας αντιστάσεων είναι η σύνδεση αντιστάσεων παράλληλα και σε σειρά. Στην παράλληλη σύνδεση αντιστάσεων, η μια άκρη των αντιστάσεων συνδέονται μαζί, καθώς και οι άλλες άκρες συνδέονται μαζί. Στην παράλληλη σύνδεση αντιστάσεων, η τάση στα άκρα κάθε αντίστασης […]
Οι νόμοι του Kirchhoff
Η αντίσταση Ένα βασικό στοιχείο κυκλώματος είναι η “αντίσταση”. Αυτό είναι το στοιχείο κυκλώματος για το οποίο η τάση στα άκρα του V και το ρεύμα που το διαρρέει Ι συνδέονται με γραμμική σχέση. Στην αντίσταση έχουμε τη σχέση: V=I·R όπου R είναι μια σταθερά που ονομάζεται τιμή της αντίστασης. Διαφορετικά μπορούμε να πούμε ότι […]
Ένταση ρεύματος – τάση
Ηλεκτρισμός Πρώτος ο Θαλής ο Μιλήσιος διαπίστωσε πως το κεχριμπάρι όταν τρίβεται σε μάλλινο ύφασμα αποκτά την ιδιότητα να έλκει τρίχες, μικρά τεμάχια δέρματος κ.τ.λ. Τα φαινόμενα αυτά ονομάστηκαν ηλεκτρικά φαινόμενα από την αρχαία ονομασία του κεχριμπαριού «ήλεκτρο». Για να ερμηνευτούν τα ηλεκτρικά φαινόμενα, έγινε αποδεκτή η ύπαρξη ενός φυσικού μεγέθους που ονομάστηκε ηλεκτρικό φορτίο. Διαπιστώθηκε […]
Το τρανζίστορ
Το τρανζίστορ ανακαλύφθηκε το 1948 από τους J. Bardeen και W. Brattain στα εργαστήρια της αμερικάνικης εταιρείας τηλεπικοινωνιών Bell. To 1956 αυτοί μαζί με τον συνεργάτη τους W. Shockley που διατύπωσε την θεωρία του τρανζίστορ επαφής, τιμήθηκαν με το βραβείο Nobel. Πράγματι, το τρανζίστορ είναι μια επαναστατική εφεύρεση, που έχει αλλάξει τον τρόπο ζωής μας, […]
1. Ενδογενείς και εξωγενείς ημιαγωγοί
Δομή του ατόμου Σήμερα γνωρίζουμε ότι η ύλη αποτελείται από ενώσεις ατόμων, δημιουργώντας τις πολυάριθμες χημικές ενώσεις που υπάρχουν γύρω μας. Τα άτομα έχουν ένα κεντρικό πυρήνα που αποτελείται από νετρόνια και πρωτόνια και γύρω απ’ αυτόν περιφέρονται τα ηλεκτρόνια σε στιβάδες. Τα πρωτόνια έχουν θετικό φορτίο και τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο, δηλαδή τα […]
2. Η δίοδος
Επαφή/Δίοδος ΡΝ – Φυσική λειτουργία Όπως αναφέρθηκε στο προηγούμενο κεφάλαιο, οι ημιαγωγοί με προσμίξεις είναι δυο τύπων. Οι ημιαγωγοί τύπου Ν έχουν περισσότερους αρνητικούς φορείς, δηλαδή έχουν περίσσεια ηλεκτρονίων και για το λόγο αυτό ονομάζονται τύπου Ν. Αντιθέτως οι ημιαγωγοί τύπου Ρ έχουν περίσσεια θετικών φορτίων ή οπών. Οι οπές είναι έλλειψη ηλεκτρονίων. Όταν ένα […]
3. Το τρανζίστορ
Δομή του τρανζίστορ Το τρανζίστορ είναι ένας κρύσταλλος με τρεις περιοχές εμπλουτισμένες με προσμίξεις. Ανάλογα με τον τρόπο εμπλουτισμού, τα τρανζίστορ διακρίνονται σε δυο τύπους, το ΡΝΡ και το ΝΡΝ, όπου η σειρά των γραμμάτων εκφράζει τον τύπο του ημιαγωγού κάθε περιοχής. Οι τρεις περιοχές ενός τρανζίστορ ονομάζονται, ανάλογα με τη λειτουργία τους, εκπομπός, βάση, […]
Οθόνες υγρών κρυστάλλων
Γενικά για τους υγρούς κρυστάλλους Οι υγροί κρύσταλλοι είναι οργανικές ουσίες που έχουν ρευστή μορφή σαν τα υγρά και ταυτόχρονα κρυσταλλική μοριακή δομή, σε μια περιοχή θερμοκρασιών από 0 έως 50οC. Οι υγροί κρύσταλλοι δηλαδή συνδυάζουν τις ιδιότητες των υγρών και των στερεών. Οι συνηθισμένοι κρύσταλοι αποτελούνται από ραβδοειδή μόρια τοποθετημένα παράλληλα μεταξύ τους. Αυτός […]
Το μεγάφωνο
Τα μεγάφωνα είναι διατάξεις οι οποίες μετατρέπουν τα (ακουστικά) ηλεκτρικά σήματα σε ηχητικά κύματα. Πρόκειται δηλαδή για ηλεκτρομηχανικούς μετατροπείς ενέργειας που δέχονται ηλεκτρική ενέργεια και την μετατρέπουν σε ηχητική ενέργεια. Είναι ένα βασικό εξάρτημα σε συστήματα ήχου, όπως ραδιόφωνα, τηλεοράσεις, συστήματα οικιακού κινηματογράφου και άλλες συσκευές αναπαραγωγής ήχου. Η αρχή λειτουργίας του μεγαφώνου βασίζεται, στη […]
Το μικρόφωνο
Μικρόφωνα είναι συσκευές που μετατρέπουν τα ηχητικά κύματα σε ηλεκτρικά σήματα. Με άλλα λόγια μετατρέπουν τις μεταβολές της ηχητικής πίεσης που ασκείται στην επιφάνεια τους σε ηλεκτρικό σήμα ανάλογο των μεταβολών αυτών. Χρησιμοποιούνται ευρέως στα στούντιο καταγραφής φωνής, στους ραδιοτηλεοπτικούς σταθμούς, στην κινητή και σταθερή τηλεφωνία. Έγινε αντιληπτό ότι η ποιότητα του αναπαραγόμενου ήχου έχει […]
Η λυχνία κενού
Η ανάπτυξη της ηλεκτρονικής λυχνίας έδωσε το ξεκίνημα της μεγάλης ανάπτυξης των ηλεκτρονικών στο πρώτο μισό του 20ου αιώνα, με την κατασκευή του ραδιοφώνου και της τηλεόρασης. Όμως η επικράτηση των ημιαγωγών το δεύτερο μισό του 20ου αιώνα εκτόπισε τις ηλεκτρονικές λυχνίες που σήμερα θεωρούνται παρελθόν. Όμως ποτέ δεν πρόκειται να εκλείψουν από το προσκήνιο […]
Ο κρύσταλλος
Ορισμένοι κρύσταλλοι έχουν την εξής ιδιότητα: Με την εφαρμογή μηχανικών πιέσεων πάνω τους παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Το φαινόμενο αυτό της μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική, από ένα κρύσταλλο, ονομάζεται πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο. Επίσης, παρατηρήθηκε και το αντίστροφο φαινόμενο: Με την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου σε ένα κρύσταλλο, παρατηρούνται ταλαντώσεις μετατρέποντας τη ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική. Αυτό […]
4. Το τρανζίστορ JFET
Δομή JFET Το τρανζίστορ εγκάρσιου πεδίου επαφής, γνωστό και ως JFET, είναι ένα μονοπολικό τρανζίστορ. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι βασίζει τη λειτουργία του σε ένα μόνο είδος φορέων, δηλαδή σε ηλεκτρόνια ή οπές, σε αντίθεση με το κοινό τρανζίστορ που ονομάζεται και διπολικό και η λειτουργία του βασίζεται και στα δυο αυτά είδη φορέων. […]
Το πηνίο
Μαγνητικό πεδίο Όπως γνωρίζουμε από τον ηλεκτρομαγνητισμό, γύρω από ένα ρευματοφόρο αγωγό δημιουργείται μαγνητικό πεδίο, όπως επίσης και γύρω από ένα μαγνήτη. Τι είναι όμως το μαγνητικό πεδίο; Όπως αποδεικνύεται πειραματικά, μαγνητικό πεδίο είναι ο χώρος στον οποίο όταν ένα κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο εισέρχεται σ΄αυτόν, του ασκείται μαγνητική δύναμη. Το μαγνητικό πεδίο περιγράφεται ποσοτικά, σε […]
Ο πυκνωτής
Ο πυκνωτής είναι ένα άλλο πολύ συχνά χρησιμοποιούμενο είδος ηλεκτρονικού εξαρτήματος. Ο πυκνωτής είναι ένα παθητικό ηλεκτρονικό εξάρτημα που αποτελείται από ένα σύστημα δυο αγώγιμων πλακών που βρίσκονται σε μικρή απόσταση μεταξύ τους και ανάμεσα τους παρεμβάλλεται μονωτικό υλικό. Οι δυο αυτοί αγωγοί ονομάζονται οπλισμοί του πυκνωτή, ενώ το μονωτικό υλικό ονομάζεται διηλεκτρικό. Η εφαρμογή […]
Η αντίσταση
Ένα βασικό στοιχείο κυκλώματος είναι η “αντίσταση”. Αυτό είναι το στοιχείο κυκλώματος για το οποίο η τάση στα άκρα του V και το ρεύμα I που το διαρρέει συνδέονται με γραμμική σχέση. Συγκεκριμένα στις “αντιστάσεις” ισχύει η σχέση V = I ·R, όπου R σταθερά. Διαφορετικά μπορούμε να πούμε ότι ο λόγος της τάσης V […]
5. Το τρανζίστορ MOSFET
To MOSFET (Metal – Oxide Semiconductor FET) είναι και αυτή μια διάταξη τρανζίστορ η οποία έχει πηγή, πύλη και απαγωγό. Σε αντίθεση όμως με το JFET, η πύλη είναι ηλεκτρικά μονωμένη ως προς το κανάλι, με αποτέλεσμα το ρεύμα πύλης να είναι πάρα πού μικρό, ανεξάρτητα από τη φορά της τάσης που εφαρμόζεται μεταξύ πύλης […]
6. Διατάξεις ημιαγωγών ΡΝΡΝ
Δομή και γενικά χαρακτηριστικά Ο ημιαγωγός Ρ-Ν-Ρ-Ν ή δίοδος Ρ-Ν-Ρ-Ν είναι ένας κρύσταλλος με τέσσερις εμπλουτισμένες περιοχές, δύο τύπου Ν και δύο τύπου Ρ, οι οποίες εναλλάσσονται διαδοχικά (βλ. σχήμα). Το πάχος και ιδιαίτερα το επίπεδο εμπλουτισμού διαφέρει σε κάθε περιοχή και συγκεκριμένα είναι πολύ υψηλό στις ακραίες περιοχές και πολύ χαμηλό στον ενδιάμεσο ημιαγωγό […]
7. Αρχή λειτουργίας θυρίστορ (SCR)
Δομή και γενικά χαρακτηριστικά Ο ελεγχόμενος ανορθωτής πυριτίου ή θυρίστορ (Silicon Controlled Rectifier or thyristor, SCR) είναι και αυτός μια διάταξη τεσσάρων στρωμάτων. Έχει την ίδια βασική δομή με τη δίοδο Ρ-Ν-Ρ-Ν, μόνο που έχει προστεθεί ένα τρίτο ηλεκτρόδιο η πύλη (gate), το οποίο έχει συνδεθεί με το ενδιάμεσο στρώμα ημιαγωγού τύπου Ρ (βλ. σχήμα) […]