I. tehnička škola TESLA, Zagreb, Klaićeva 7
ŠK. GOD. 2010. / 2011.
RAZRED
4.H
PRO
GRAM
:
ELEKTROTEHNIKA
PROFIL
:
ELEKTROTEHNIČAR
MAT. BR.
ZAVRŠNI RAD
TEMA:
“Trokanalni light show”
PREZIME I IME
DATUM
OCJENA
POTPIS
KANDIDAT
Kelečić Tomislav
02.01.2011
MENTOR
ŠKOLE
Matković Vladimir
dipl. ing.
MENTOR RO
Sadržaj:
1. Uvod...............................................................................................
2
2. Opis elemenata..............................................................................
3
2.1
Diode..............................................................................
3
2.1.1 Fizikalne osnove rada...........................................
3
2.1.2 Strujno – naponska karakteristika.........................
3
2.1.3 Tipovi dioda...........................................................
4
2.2 Otpornici..............................................................................
5
2.2.1 Primjena otpornika...............................................
5
2.2.2 Idealan otpornik...................................................
5
2.2.3 Neidealne karakterisitke......................................
5
2.2.4 Vrste otpornika.....................................................
6
2.2.5 Prepoznavanje otpornika.....................................
7
2.3 Kondenzatori.......................................................................
8
2.3.1 Općenito o kondenzatorima.................................
8
2.3.2 Promjenjivi kondenzatori......................................
9
2.3.3 Stalni kondenzator................................................
9
2.4 Mikrofon................................................................................
10
2.5 Osigurač...............................................................................
10
2.5.1 Općenito o osiguračima.........................................
10
2.5.2 Magnetski (automatski) osigurač...........................
10
2.5.3 Rastalni osigurač...................................................
11
2.6 Tranzistor..............................................................................
12
2.6.1 Općenito o tranzistorima........................................
12
2.6.2 Bipolarni tranzistor.................................................
13
2.7 Tiristor...................................................................................
14
2.8 Zavojnica...............................................................................
14
2.8.1 Općenito o zavojnici...............................................
14
2.8.2 Uporaba i vrste zavojnica.......................................
14
3. Postupak izrade tiskanih pločica.......................................................
15
3.1 Izrada tiskane pločice............................................................
15
3.2 Jednoslojna tiskana pločica...................................................
15
3.3 Dvoslojna tiskana pločica.......................................................
15
3.4 Višeslojne tiskane pločice......................................................
15
3.5 Priprema pločice....................................................................
15
3.6 Fotopostupak.........................................................................
16
3.7 Jetkanje.................................................................................
16
4. Lemljenje...........................................................................................
17
5. Zaključak...........................................................................................
19
6. Izvori.................................................................................................
20
7. Dodaci...............................................................................................
21
7.1 Popis elemenata....................................................................
21
7.2 Električna shema...................................................................
22
7.3 Shema tiskanih vodova.........................................................
23
7.4 Montažna shema...................................................................
24
1.UVOD
Dioda je nelinearni poluvodički elektronički element (ili, rjeđe, elektronska cijev) s
dva priključka koji posjeduje ispravljačka svojstva. Poluvodičke diode se izvode se temelju
pn-spoja ili, rjeđe, na temelju spoja metal-poluvodič. Diode se mogu razvrstati po
materijalu na kojemu su rađene (silicij, germanij, galij-arsenid, silicij-karbid) i po tipu
(ispravljačke, svijetleće, foto-diode, Zener diode, Schottky diode, tunel-diode itd.).
2.1.1 Fizikalne osnove rada
Osnova rada većine današnjih dioda se temelji na strukturi koja se naziva pn-spoj.
Kod pn dioda (spojnih) u ovisnosti o narinutom naponu, teče struja. Uz narinuti napon
priključen tako da je negativan pol izvora na katodi a pozitivan na anodi, dioda je
propusno polazirana i vodi stuju. Uz suprotan polaritet narinutog napona dioda neće
voditi, točnije kroz diodu će teći mala reverzna struja zasićenja. Drugi tip dioda su
Schottky diode, koje svoj rad temelje na spoju metal-poluvodič.
Građa i simbol diode
2.1.2 Strujno – naponska karakterisika
Ovisnost stuje diode o priključenom naponu, odnosno strujno-naponsku
karakteristiku (U-I karakteristiku), opisuje Shocklyeyeva jednadžba:
Na U-I karakteristici postoje tri područja:
područje zapiranja, područje vođenja i
područje proboja. Napon koljena, koji se
nekada naziva i napon uključenja diode, je
onaj napon u području vođenja u kojem
dioda naglo počinje voditi struju. Napon
koljena ovisi o materijalu izrade, te iznosi
0.7V za silicij, 0.3V za germanij, 1V za galij-
arsenid i 0.2V za spoj metal-poluvodič.
2.1.3 Tipovi dioda
Postoje različiti tipovi dioda, a klasifikacija se radi po funkciji koju dioda obavlja:
Ispravljačke (signalne) diode
Ispravljačke diode su diode koje se koriste za ispravljanje izmjeničnih veličina u
istosmjerne. Njihov rad je već opisan u uvodu: diode vode struju kada su propusno
polarizirane, a ne vode kada su nepropusno. Zovu se još i signalne jer se koriste u
demodulaciji radio signala. Ispravljačke diode su bile osnovni elementi jednih od prvih
elektroničkih logičkih vrata (DTL - Diode Transistor Logic).
Zener dioda
Zener diode su diode koje se uglavnom koriste kao refentni izvori napona. Izraženo
područje proboja kod tzv. Zenerovog napona se koristi za dobivanje stabilnog refentnog
napona.
Svjetleća dioda (LED)
Svjetleće diode emitiraju svjetlost kada su propusno polarizirane. Boja svjetlosti
ovisi o primjesama u poluvodiču, a mogu varirati od ultraljubičaste do infracrvene. Koriste
se za prijenos signala (infracrvene) i signalizaciju. Koriste se i prilikom galvanskog
odvajanja električnih krugova, najčešće u optokaplerima.
Schottky dioda
Schottkyeva dioda temelji svoj rad na ispravljačkom spoju metal-poluvodič.
Osnovna karakteristika ove diode je mali napon koljena (0.2 V) i brzo vrijeme oporavka,
pa se često koriste u impulsnim sklopovima ili kao zaštitni elementi.
Tunel (Esakijeva) dioda
Kod tunelskih dioda dolazi na uskom zapornom sloju do efekta tuneliranja kod čega
slobodni elektroni i šupljine prelaze s jedne na drugu stranu PN-spoja kod malih napona.
Tunelske diode se koriste u oscilatorima velikih frekvencija do 10GHz. Odonos između
struje Ip i Iv iznosi Ip/Iv=(5 do 10).
Varikap dioda
Varikap (varaktor, kapacitivna dioda) je dioda s naponski upravljanim kapacitetom.
Kapacitet je posljedica osiromašenog sloja u pn-spoju. Upotrebljava se u modulatorima.
Najčešće radi u nepopropusnom području. Kapacitet se kreće između 10 i 200pF, a
probojni naponi su oko 40V. Kapacitivne diode se koriste za ugađanje tirajnih krugova i za
automatsku regulaciju frekvencije u radiotehnici.
Dioda
Zener dioda
LED dioda
Schottky dioda
2.2 OTPORNICI
Otpornik je dvoprilazna, pasivna elektronička komponenta koja pruža otpor struji,
pri čemu je odnos između jakosti struje i napona između priključaka u skladu s Ohmovim
zakonom. Karakteristična veličina otpornika je električni otpor koji je jednak naponu na
otporniku podijeljenom sa strujom koja protječe kroz otpornik. Otpornik se koristi kao
element električnih mreža i elektroničkih sklopova. Oznake otpornika u električnim
shemama: gore europski i IEC simbol, dolje američki (ANSI) simbol.
2.2.1 PRIMJENA OTPORNIKA
Promjenjivi otpornici mogu ponekad biti nepouzdani zbog toga što žica ili metal mogu
tokom vremena zahrđati ili se istrošiti. Neki moderni promjenjivi otpornici koriste plastične
materijale koji ne oksidiraju i imaju bolju otpornost na habanje.
Najšešći primjeri:
Reostat
: promjenjivi otpornik s dva priključka, jedan fiksni, a drugi klizni. Koristi se
za velike struje.
Potenciometar
: najčešći tip promjenjivog otpornika. Jedna česta primjena je
kontrola jačine glasa u audio pojačalima i ostalim vrstama pojačala.
Fiksni otpornici
Neki otpornici su cilindrični, s aktivnim otpornim materijalom u sredini (maseni otpornik,
više se ne koriste) ili na površini cilindra (film) otpornici, i vodljivih metalnih priključaka
izvedenih uz os cilindra na svakoj strani. Koriste se ugljen-film i metal-film otpornici.
Desna slika pokazuje nekoliko najčešćih vrsta otpornika. Otpornici velike snage dolaze u
velikim pakovanjima projektiranim da efikasno disipiraju toplinu. Otpornici za velike snage
se obično izvode kao motani otpornici. Otpornici u računalima i ostalim uređajima su
obično puno manji, obično izrađeni u
SMD
kućištima bez žičanih priključaka. Otpornici se
ugrađuju u integrirane krugove kao dio tvorničkog postupka, koristeći poluvodič kao
otpornik. Najčešće IC koriste tranzistor-tranzistor ili otpornik-tranzistor spoj da se postigne
željeni rezultat. Otpornici napravljeni od poluvodičkih materijala se mnogo teže proizvode i
zauzimaju mnogo korisne površine čipa.
2.2.5
PREPOZNAVANJE OTPORNIKA
Većina cilindričnih otpornika ima uzorak obojanih crta za označavanje otpora. SMD
otpornici imaju numerički uzorak. Kućišta su obično smeđa, plava, ili zelena, iako se
povremeno mogu naći i boje kao tamnocrvena i tamnosiva.
4 tračni cilindrični otpornici
Identifikacija s 4 pruge u boji je najčešće korišteni način kodiranja vrijednosti na svim
otpornicima. Sastoji se od četiri trake u boji koje su obojane oko tijela otpornika. Shema je
jednostavna: Prva dva broja su prve dvije značajnije znamenke vrijednosti otpornika, treća
je množitelj, i četvrta je vrijednost tolerancije. Svaka boja odgovara određenom broju, kao
što je prikazano u donjoj tablici. Tolerancije za ovakve otpornike su 2%, 5% ili 10%.
