Диод
Электрический «обратный клапан» на p–n переходе. В прямом направлении открывается после ~0.6 В (кремний), в обратном — почти не проводит, пока не наступит пробой. Основа выпрямителей и защиты от переполюсовки.
// 503 · ведутся паяльные работы
Здесь скоро будет сервис.
Здесь скоро будет сервис.
А пока — немного физики полупроводников.
Сервер включён, ток течёт, но сайт ещё не собран. Пока ждёте, можно разобраться, как работают диоды, транзисторы и прочие детали, на которых держится вся электроника.
$ systemctl status website
● website.service — активируется
Vf = 0.65 V · Ic = β·Ib · τ = RC
$
01
Компоненты
Шесть деталей, из которых собрано почти всё вокруг.
Биполярный транзистор
Малый ток базы управляет большим током коллектора: Ic = β·Ib, где β обычно 50–300. Работает как усилитель или ключ. Изобретён в Bell Labs в 1947 году.
Полевой транзистор
Управляется напряжением на затворе, а не током: затвор изолирован тонким слоем оксида. Миллиарды MOSFET-ов в процессоре сервера, на котором однажды заработает этот сайт.
Резистор
Ограничивает ток и делит напряжение. Подчиняется закону Ома U = I·R и рассеивает мощность P = I²R в тепло, так что номинал по ваттам тоже важен.
Конденсатор
Накапливает заряд Q = C·U. Сглаживает пульсации питания, фильтрует помехи, задаёт время в RC-цепях: τ = RC, за это время заряд доходит до ~63 %.
Операционный усилитель
Усилитель с огромным коэффициентом (10⁵ и выше), который почти всегда охватывают обратной связью. Тогда усиление задают всего два резистора: K = 1 + R2/R1.
02
Вольт-амперная характеристика диода
Уравнение Шокли вживую. Выберите материал, покрутите температуру и посмотрите, как сдвигается порог открытия.
Параметры
I = Is·(eU / nUT − 1)
UT = kT / q ≈ 25.7 мВ
Нагрев снижает прямое падение примерно на 2 мВ/°C.
UT = kT / q ≈ 25.7 мВ
Нагрев снижает прямое падение примерно на 2 мВ/°C.
03
Калькулятор закона Ома
Заполните любые два поля, третье и мощность посчитаются сами.
Введите два значения
Светодиоду нужен токоограничивающий резистор: R = (Uпит − ULED) / ILED.
04
Цветовая маркировка резисторов
Четыре полоски: две цифры, множитель, допуск.