Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Контрольная Расчитать схему простейшего стабилизатора напряжения

Информация:

Тип работы: Контрольная. Предмет: Электроника. Добавлен: 14.09.2012. Сдан: 2012. Страниц: 14. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


1. Рассчитать схему простейшего стабилизатора напряжения, построенного на однополупериодном выпрямителе при напряжении питающей сети
Uс = 400 В, падении напряжения на p-n переходе выпрямляющего диода Uvd = 0,4 В, напряжении стабилизации Uст = 232В, сопротивлении нагрузки Rн = 140 Ом, токе стабилизации Iст = 9,2мА.

Решение

Схема приведена на рис.1.1. Она включает в себя выпрямительный диод VD1, балластный резистор Rб, стабилитрон VD2 и нагрузку Rн. Работа схемы без сглаживающего конденсатора Сф показана на выходе VD1, или U2, состоящее из положительных полуволн U1 – UVD. Напряжение UVD1 показано в положительном полупериоде, оно составляет ?1,5В, в отрицательный повторяет U1. Uобр. max = • U1=565,7 В.

Uст до напряжения пробоя VD2 нарастает от 0 до Uст. после пробоя остаётся ?Uст. Iн по форме повторяет Uст. Ток через стабилитрон Iст до момента пробоя VD2 равен 0, далее он равен

Расчёт схемы:



Rб выберем из условия
Iст = 9,2 мА.


Таким образом, схема рассчитана
Rб = 99,75 Ом.
UVD1обр.max = 565,7 В.


2. Реализовать логическую функцию на простых логических элементах и указать значения промежуточных сигналов
y = (x1*x2*x3+x4*x5+x6)*(x7+x8)*х9

Решение



3. Составить схему автоматического управления оборудованием, которая содержала бы пять датчиков конечного положения. Некоторые датчики должны иметь инверсное значение сигнала. Описать назначение каждого датчика. Составить логическое выражение, описывающее работу схемы, и реализовать его на простых логических элементах.

Решение.

Пусть это будет кабина лифта. Прохождение команды на движение вверх при нажатии кнопки внутри кабины. Дверь шахты лифта имеет 2 датчика закрытия (на каждую половину двери), аналогично дверь кабины – также имеет 2 датчика. При закрытых половинках двери они замкнуты. Также пол кабины имеет нормально замкнутый датчик перегрузки, который размыкается при недопустимо большом весе в кабине.
При нажатии кнопки «вверх» сигнал (последовательно) проходит через цепь, составленную из замкнутых контактов всех 5 датчиков и попадает на исполнительный механизм – двигатель лебёдки.
Принцип работы
Обозначим:
КВ – «команда вверх».
Ш1, Ш2 – датчики конечного положения дверей шахты лифта.
D1, D2 – датчики конечного положения дверей кабины.
n – датчик перегрузки кабины лифта.
Исходные значения:

Ш1, Ш2, D1, D2 = 1 – двери закрыты.
n = 1 – есть перегрузка.
ИМ = 1 – выключить двигатель.
ИМ = (Ш1^ Ш2 ^ D1^ D2 ^ n) • KB.


1 ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
1.1 СОБСТВЕННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ
Собственный полупроводник — полупроводник не содержащий примесей, влияющих на его электропроводность. Для полупроводников характерно наличие не очень широкой запрещенной зоны в энергетической диаграмме (см. рис. 1). Для наиболее широко используемых полупроводников она составляет (0,8-4,0)•10–19 Дж (0,5—2,5 эВ).

Рисунок 1 — Влияние примесей на энергетическую диаграмму полупроводников:
а — собственный полупроводник; б — полупроводник с донорной примесью, электропроводность электронная (n-типа); в — полупроводник с акцепторной примесью, электропроводность дырочная (p-типа)

Распределение электронов по уровням энергии, изображенное на рис. 1 а, соответствует некоторой температуре Т, при которой в зону проводимости перешло несколько электронов, образовав в валентной зоне соответствующее число дырок. Так как при каждом акте возбуждения в собственном полупроводнике одновременно создаются два заряда противоположных знаков, то общее число носителей заряда будет в два раза больше числа электронов в зоне проводимости, т.е.


Индекс i (от слова intrinsic — присущий, внутренний) у концентрации электронов и концентрации дырок означает, что это собственные носители зарядов. В рассматриваемом случае удельная проводимость

В результате процессов возбуждения и рекомбинации при любой температуре тела устанавливается равновесная концентрация возбужденных носителей: электронов

дырок

где W — ширина запрещенной зоны полупроводника; NС — число энергетических уровней в единице объема полупроводника в свободной зоне (зоне проводимости); NB — то же, в валентной зоне. Коэффициент, равный двум, показывает, что на каждом уровне могут находиться два электрона.
Подвижности электронов и дырок неодинаковы. Электроны и дырки обладают различной инерционностью при движении в поле кристаллической решетки полупроводника, т е. отличаются друг от друга эффективными массами. Отсюда собственная электропроводность полупроводников имеет слабо преобладающий электронный характер.

1.2 ПРИМЕСНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ
Для большинства полупроводниковых приборов используются примесные полупроводники. Поэтому в практике важное значение имеют такие полупроводниковые материалы, у которых ощутимая концентрация собственных носителей заряда появляется при возможно более высокой температуре, т.е. полупроводники с достаточно широкой запрещённой зоной. В рабочем интервале температур поставщиками свободных носителей заряда являются примеси. Примесями в простых полупроводниках служат чужеродные атомы. Под примесями в полупроводниковых химических соединениях понимают не только включения атомов посторонних элементов, но и избыточные по стехиометрическому составу атомы тех самых элементов, которые входят в химическую формулу самого соединения. Кроме того, роль примесей играют всевозможные дефекты кристаллической решетки: пустые узлы, атомы или ионы, оказавшиеся в междоузлиях решетки, дислокации или сдвиги, возникающие при пластической деформации кристалла, микротрещины и т.д. Если примесные атомы находятся в узлах кристаллической решетки, то они называются примесями замещения, если в междоузлиях — примесями внедрения.

Доноры и акцепторы.

Рассмотрим роль тех примесей, атомы которых создают дискретные энергетические уровни в пределах запрещенной зоны полупроводника. При небольшой концентрации примесей их атомы расположены в решетке полупроводника на таких больших расстояниях друг от друга, что они не взаимодействуют, а потому энергетические уровни их почти такие же, как в отдельном свободном атоме. Вероятность непосредственного перехода электронов с одного примесного атома на другой ничтожно мала. Однако примеси могут либо поставлять электроны в зону проводимости полупроводника, либо принимать их с уровней его валентной зоны.

Доноры.

Заполненные при отсутствии внешних энергетических воздействий (теплота, свет) примесные уровни расположены в запрещенной зоне около «дна» зоны проводимости (рис. 1, б). При этом энергия активации примесных атомов меньше, чем ширина запрещенной зоны основного полупроводника, а потому при нагреве тела переброс электронов примеси будет опережать возбуждение электронов решетки. Положительные заряды, возникшие у отдаленных друг от друга примесных атомов (на рис. 1 б уровни примеси показаны с разрывами), остаются локализованными, т. е. не могут блуждать по кристаллу и участвовать в электропроводности. Полупроводник с такой примесью имеет концентрацию электронов, большую, чем концентрация дырок, появившихся за счет перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости, и его называют полупроводником n-типа, а примеси, поставляющие электроны в зону проводимости, — донорами.

Акцепторы.

Другие примеси могут внести незаполненные уровни, располагающиеся в запрещенной зоне основного полупроводника вблизи «потолка» валентной зоны. Тепловое возбуждение будет в первую очередь забрасывать электроны из валентной зоны на эти свободные примесные уровни. Ввиду разобщенности атомов примеси электроны, заброшенные на примеси: е уровни, не участвуют в электрическом токе. Такой полупроводник будет иметь концентрацию дырок, большую, чем концентрация электронов, перешедших из валентной зоны в зону проводимости, и его называют полупроводником р-типа. Примеси, захватывающие электроны из валентной зоны полупроводника, называют акцепторами (рис. 1, в).

Германий и кремний — элементы четвертой группы таблицы Менделеева — имеют структуру алмаза, в которой каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. В данной структуре действуют ковалентные связи.
Для выяснения роли атома замещения в решетке германия заменяют реальную трехмерную решетку плоской сеткой, как показано на рис. 2, а. Валентные электроны закреплены за своими атомами и не блуждают по кристаллу. Если на место одного из атомов полупроводника (в данном случае германия) в какой-либо узел решетки попадает посторонний атом другой химической природы и иной валентности, то система валентных связей в этом месте кристалла оказывается нарушенной, и могут быть два случая (рис. 8-2, б и в).
Рассмотрим кристаллическую решетку германия с примесью (мышьяка — элемента пятой группы, у которого на внешней орбите расположено пять электронов (рис. 2, б). Попав в узел решетки германия и связав четыре из своих электронов, такая примесь дает избыточный слабо связанный электрон, который под влиянием тепловой энергии может начать беспорядочно блуждать по кристаллу, а под воздействием электрического поля он станет направленно перемещаться (электропроводность типа n). Атом примеси, потерявший электрон, представляет собой положительно заряженную частицу, неподвижно закрепленную в данном месте решетки полупроводника. В рассмотренном случае примесь элемента пятой группы периодической системы будет донорной.


Рисунок 2 — Схематическое изображение кристаллической решетки германия: а — без примесей; б — с донорной примесью мышьяка; в — g акцепторной примесью индия (1—4 — номера электронов)

Если в решетке германия находится примесь — элемент третьей группы — индий, имеющий на внешней орбите три валентных электрона, то такая примесь создает в решетке дырку (рис. 8-2, в). В данном случае атом примеси может заимствовать электрон у одного из соседних атомов германия и стать отрицательно заряженной частицей, неподвижно закрепленной в данном месте решетки полупроводника, а дырка начнет блуждать по кристаллу. При приложении электрического поля, как показано на рис. 8-2, в, электрон будет взят от левого атома германия, который при этом получит положительный заряд и, в свою очередь, захватит электрон от следующего атома, т. е. дырка будет направленно передвигаться справа налево (электропроводность типа р). На самом деле в этом случае движутся только электроны /, 2, 3, 4-й, но их эстафетное перескакивание с атома на атом можно формально описать как движение одной дырки, перемещающейся в направлении, обратном направлению движения электронов, т. е. в направлении поля. Примесь элемента третьей группы периодической системы будет акцепторной.


2 МИКРОПРОЦЕССОР, ВНУТРЕННЯЯ АРХИТЕКТУРА
2.1 Определение
Микропроце?ссор — процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем (в отличие от реализации процессора в виде электрической схемы на элементной базе общего назначения или в виде программной модели).
2.2 Назначение процессора
1.Управлять работой ЭВМ по заданной программе.
2.Выполнять операции обработки информации.
2.3 Классификация
По системе команд:
CISC-процессоры
Complex Instruction Set Computer - вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложнённом наборе команд. Типичными представителями CISC является семейство микропроцессоров Intel x86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд).
RISC-процессоры
Reduced Instruction Set Computer - вычисления с сокращённым набором команд. Архитектура процессоров, построенная на основе сокращённого набора команд. Характеризуется наличием команд фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации. Концепция RISC разработана Джоном Коком (John Cocke) из IBM Research, название придумано Дэвидом Паттерсоном (David Patterson).
Среди первых реализаций этой архитектуры были процессоры MIPS, PowerPC, SPARC, Alpha, PA-RISC. В мобильных устройствах широко используются ARM-процессоры.
MISC-процессоры
Minimum Instruction Set Computer - вычисления с минимальным набором команд. Дальнейшее развитие идей команды Чака Мура, который полагает, что принцип простоты, изначальный для RISC-процессоров, слишком быстро отошёл на задний план. В пылу борьбы за максимальное быстродействие, RISC догнал и перегнал многие CISC процессоры по сложности. Архитектура MISC строится на стековой вычислительной модели с ограниченным числом команд (примерно 20-30 команд).


2.4 Технические характеристики
Основные технические характеристики центрального процессора:
– Тактовая частота;
– Разрядность;
– Кэш-память;
– Количество ядер;
– Частота и разрядность системной шины;

Тактовая частота
Тактовая частота - показатель скорости выполнения команд центральным процессором.
Такт - промежуток времени, необходимый для выполнения элементарной операции.
Единицей одного такта принято считать 1 Гц (Герц). Это значит, что если частота равна 1 ГГц (Гига Герц), то ядро процессора выполняет 1 млрд. тактов.
В недалеком прошлом тактовую частоту центрального процессора отождествляли непосредственно с его производительностью, то есть чем выше тактовая частота ЦП, тем он производительнее. На практике имеем ситуацию, когда процессоры с разной частотой имеют одинаковую производительность, потому что за один такт могут выполнять разное количество команд (в зависимости от конструкции ядра, пропускной способности шины, кэш-памяти).
Тактовая частота процессора пропорциональна частоте системной шины (см. ниже).

Разрядность
Разрядность процессора - величина, которая определяет количество информации, которое центральный процессор способен обработать за один такт.
Например, если разрядность процессора равна 16, это значит, что он способен обработать 16 бит информации за один такт.
Думаю, всем понятно, что чем выше разрядность процессора, тем большие объемы информации он может обрабатывать.
Обычно, чем больше разрядность процессора, тем его производительность выше.
В настоящее время используются 32- и 64-разрядные процессоры. Разрядность процессора не означает, что он обязан выполнять команды с такой же самой разрядностью.

Кэш-память
Первым делом ответим на вопрос, что такое кэш-память?
Кэш-память – это быстродействующая память компьютера, предназначена для временного хранения информации (кода выполняемых программ и данных), необходимых центральному процессору.
Дело в том, что производительность оперативной памяти, сравнительно с производительностью ЦП намного ниже. Получается, что процессор ждет, когда поступят данные от оперативной памяти – что понижает производительность процессора, а значит и производительность всей системы. Кэш-память уменьшает время ожидания процессора, сохраняя в себе данные и код выполняемых программ, к которым наиболее часто обращался процессор (отличие кэш-памяти от оперативной памяти компьютера – скорость работы кэш-памяти в десятки раз выше).
Кэш-память, как и обычная память, имеет разрядность. Чем выше разрядность кэш-памяти тем с большими объемами данных может она работать.
Различают кэш-память трех уровней: кэш-память первого (L1), второго (L2) и третьего (L3). Наиболее часто в современных компьютерах применяют первые два уровня.

Количество ядер
Современные технологии изготовления процессоров позволяют разместить в одном корпусе более одного ядра. Наличие нескольких ядер значительно увеличивает производительность процессора, но это не означает что присутствие n ядер дает увеличение производительности в n раз. Кроме этого, проблема многоядерности процессоров заключается в том, что на сегодняшний день существует сравнительно немного программ, написанных с учетом наличия у процессора нескольких ядер.
Многоядерность процессора, прежде всего, позволяет реализовать функцию многозадачности: распределять работу приложений между ядрами процессора. Это означает, что каждое отдельное ядро работает со “своим” приложением.

Частота и разрядность системной шины
Системная шина процессора (FSB - Front Side Bus) - это набор сигнальных линий для обмена информацией ЦП с внутренними устройствами (ОЗУ, ПЗУ, таймер, порты ввода-вывода и др.) компьютера. FSB фактически соединяет процессор с остальными устройствами в системном блоке.
В состав системной шины процессора входят шина адреса, шина данных и шина управления.
Главными характеристиками шины являются ее разрядность и частота работы. Частота шины - это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной компьютера.
Естественно, чем выше разрядность и частота системной шины, тем выше производительность процессора.
Высокая скорость передачи данных шины обеспечивает возможность быстрого получения процессором и устройствами компьютера необходимой информации и команд.
Здесь нужно отметить один важный пункт.
Частота работы всех современные процессоров в несколько раз превышает частоту системной шины, поэтому процессор работает на столько, на сколько ему это позволяет системная шина. Величина, на которую частота процессора превышает частоту системной шины, называется множителем.

2.5 Устройство

Рисунок 3 — Структурная схема микропроцессорной системы
Центральный процессор (CPU) является обязательным узлом любого микропроцессорного устройства, его ядром. В его состав входит: арифметико-логическое устройство (АЛУ); регистр-аккумулятор; логические устройства управления и синхронизации; внутренняя шина.
Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические или логические операции над данными, представленными в двоичном или двоично-десятичном коде. Результат выполнения операции сохраняется в так называемом регистре-аккумуляторе. Регистр-аккумулятор представляет собой ячейки оперативной памяти, но, в отличие от ОЗУ, обмен информацией производится более короткими командами, т.е. регистр-аккумулятор является наиболее быстродействующим устройством памяти микропроцессора.
Устройство управления и синхронизации применяется для управления другими узлами микропроцессора, обеспечивая выполнение необходимых задач в соответствии с программой, хранимой в ПЗУ. Узел синхронизации обеспечивает синхронную работу всех узлов с помощью импульсов синхронизации и других управляющих сигналов. В состав устройства управления и синхронизации входит тактовый генератор и формирователь тактовых импульсов. Для генерации импульсов синхронизации используется кварцевый генератор, имеющий внешний кварцевый резонатор. Частота тактового генератора определяет быстродействие микропроцессора.
Связь между различными элементами микропроцессора осуществляется с помощью внутренней шины. Шина - это группа проводников, используемых в качестве линии связи для передачи цифровой информации. В микропроцессоре имеется три основных вида шин: это шина данных, адресная шина и шина управления.
Шина данных обеспечивает передачу данных между узлами процессора. Адресная шина используется для передачи адреса ячейки памяти с целью получить данные из постоянного запоминающего устройства или оперативного запоминающего устройства. Шина управления используется для передачи управляющих сигналов от микропроцессора к другим элементам системы.
2.6 Применение
Сегодня микропроцессоры получили уже такое широкое распространение, что становится трудно перечислить области, в которых они не применяются. Наиболее широко микропроцессоры используются в следующих областях:
а) в промышленности - управление процессами, цифровое управление машинами, системами с использованием датчиков и системами сбора данных;
б) в торговле - торговые и банковские терминалы, системы управления запасами, системы безопасности;
в) в быту - системы обучения, игрушки и игры, программируемая бытовая техника, управление автомобилями;
г) в приборостроении - системы автоматического контроля приборы, химическая и медицинская аппаратура, измерительные;
д) в связи - удаленные терминалы, программируемые контроллеры от схемы коммутации, мультиплексоры, системы обработки сообщений и обнаружения ошибок;
е) в обработке данных - программируемые калькуляторы, компьютеры.


Список литературы

1. ГОСТ 22622-77 «МАТЕРИАЛЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ»
Термины и определения основных электрофизических параметров.

2. Информатика. Базовый курс: учеб. пособие для высш. техн. учеб. заведений / под ред. С. В. Симоновича, – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Питер , 2008. – 639 с.

3. Корнеев В. В., Киселев А. В Микропроцессоры. изд-во БХВ-Петербург, 2003.

4. Пасынков В. В., Сорокин В. С, Материалы электронной техники, 2 изд., М., 1986




Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.