EWB

Базовые компоненты Electronics Workbench

 

Соединяющий узел

Узел применяется для соединения проводников и создания контрольных точек. К каждому узлу может подсоединяться не более четырех проводников.

После того, как схема собрана, можно вставить дополнительные узлы для подключения приборов.

 

Заземление

Компонент «заземление» имеет нулевое напряжение и, таким образом, обеспечивает исходную точку для отчета потенциалов.

Не все схемы нуждаются в заземлении для моделирования, однако любая схема, содержащая: операционный усилитель, трансформатор, управляемый источник, осциллограф, должна быть обязательно заземлена, иначе приборы не будут производить измерения или их показания окажутся неправильными.

 

Источник постоянного напряжения

ЭДС источника постоянного напряжения или батареи измеряется в вольтах и задается производными величинами (от мкВ до кВ).

 

Источник постоянного тока

Ток источника постоянного тока измеряется в амперах и задается производными величинами (от мкА до кА ). Стрелка указывает направление тока (от «+» к «-»).

 

Источник переменного напряжения

Действующее значение напряжения источника измеряется в вольтах и задается производными величинами (от мкВ до кВ). Имеется возможность установки частоты и начальной фазы. Напряжение источника отсчитывается от вывода со знаком «~».

 

Источник переменного тока

Действующее значение тока источника измеряется в амперах и задается производными величинами (от мкА до кА). Имеется возможность установки частоты и начальной фазы. Напряжение источника отсчитывается от вывода со знаком «~».

 

Резистор

Сопротивление резистора измеряется в омах и задается производными величинами (от Ом до МОм).

 

Переменный резистор

Положение движка переменного резистора устанавливается при помощи специального элемента – стрелочки-регулятора. Для изменения положения движка необходимо нажать клавишу-ключ. Для увеличения значения положения движка необходимо одновременно нажать [ Shift] и клавишу-ключ, для уменьшения - клавишу-ключ.

 

Конденсатор

Емкость конденсатора измеряется в фарадах и задается производными величинами (от пФ до Ф).

 

Переменный конденсатор

Переменный конденсатор допускает возможность изменения величины емкости:

С = (начальное значение / 100) · коэффициент пропорциональности.

 

Катушка индуктивности

Индуктивность катушки измеряется в генри и задается производными величинами (от мкГн до Гн).

 

Катушка с переменной индуктивностью

Индуктивность катушки устанавливают, используя начальное ее значение  и коэффициента пропорциональности, следующим образом:

   L = (начальное значение / 100) · коэффициент пропорциональности.

 

Трансформатор

Трансформатор используется для преобразования напряжения U1 в напряжение U2. Коэффициент трансформации n равен отношению напряжения U1 на первичной обмотке к напряжению U2 на вторичной обмотке.

                         

Реле

Электромагнитное реле может иметь нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты. Оно срабатывает, когда ток в управляющей обмотке превышает значение тока срабатывания Ion. Во время срабатывания происходит переключение  пары нормально замкнутых контактов  S2, S3  реле на пару нормально замкнутых контактов S2, S1 реле. Реле остается в состоянии срабатывания до тех пор, пока ток в управляющей обмотке превышает удерживающий ток Ihd. Значение тока Ihd должно быть меньше, чем Ion .

 

Ключ, управляемый напряжением

Ключ, управляемый напряжением, имеет два управляющих параметра: включающее и выключающее напряжения. Он замыкается, когда управляющее напряжение больше или равно включающему напряжению, и размыкается, когда оно равно или меньше, чем выключающее напряжение.

 

Ключ, управляемый током

Ключ, управляемый током, работает аналогично ключу, управляемому напряжением. Когда ток через управляющие выводы превышает ток включения, ключ замыкается; когда ток падает ниже тока выключения, ключ размыкается.

 

 

 

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель предназначен  для выпрямления переменного напряжения. При подаче на выпрямитель синусоидального  напряжения среднее значение выпрямленного напряжения Udc можно приблизительно вычислить по формуле:

   Udc = 0,636 ( Up -  1,4), где Up -  амплитуда входного синусоидального напряжения.

 

Диод

Ток через диод может протекать только в одном направлении - от анода A к - катоду K. Состояние диода (проводящее и непроводящее) определяется полярностью приложенного к диоду напряжения.

 

Светоизлучающий диод

Светоизлучающий диод излучает видимый свет, когда проходящий через него ток превышает пороговую величину.

 

                         

Тиристор

У тиристора помимо анодного и катодного выводов имеется дополнительный вывод управляющего электрода. Он позволяет управлять моментом перехода прибора в проводящее состояние. Вентиль отпирается, когда ток управляющего электрода  превысит пороговое значение, а к анодному выводу не будет приложено положительное смещение. Тиристор остается в открытом состоянии, пока к анодному выводу не будет приложено отрицательное напряжение.

 

Симистор

Симистор способен проводить ток в двух направлениях. Он запирается при изменении полярности протекающего через него тока и отпирается при подаче следующего управляющего импульса.

 

Динистор

Динистор – управляемый анодным напряжением двунаправленный переключатель. Динистор не проводит ток в обоих направлениях до тех пор, пока напряжение на нем не превысит напряжения переключения, тогда динистор переходит в проводящее состояние, его сопротивление становится равным нулю.

 

Операционный усилитель

Операционный усилитель предназначен для усиления сигналов. Он имеет обычно очень высокий коэффициент усиления по напряжению, высокое входное и низкое выходное сопротивление. Вход «+» является  неинвертирующим, а вход «-» -  инвертирующим. Модель операционного усилителя позволяет задавать параметры: коэффициент усиления, напряжения смещения, входные токи, входное и выходное сопротивления.

Входные и выходные сигналы ОУ должны быть заданы относительно земли.

 

Операционный усилитель с пятью выводами

ОУ с пятью выводами имеет два дополнительных вывода (положительный и отрицательный) для подключения питания.

 

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы являются усилительными устройствами, управляемыми током. Они бывают двух типов: P-N-P и N-P-N.

Буквы означают тип проводимости полупроводникового материала, из которого изготовлен транзистор. В транзисторах обоих типов стрелкой отмечается эмиттер, направле­ние стрелки указывает направление протекания тока.

 

 

 

N-P-N транзистор

N-P-N транзистор имеет две n-области (коллектор С и эмиттер E) и одну p-область (базу В).

 

P-N-P транзистор

P-N-P транзистор имеет две p-области (коллектор С и эмиттер E) и одну n-область (базу В).

Полевые транзисторы (FET)

Полевые транзисторы управляются напряжением на затворе, то есть ток, протекающий через транзистор, зависит от напряжения на затворе. Полевой транзистор включает в себя протяженную область полупроводника n- или р- типа, называемую каналом. Канал оканчивается двумя электродами, которые называются истоком и стоком. Кроме канала n- или p- типа, полевой транзистор включает в себя область с противоположным каналу типом проводимости. Электрод, соединенный с этой областью, называют затвором.

 

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом (JFET)

Полевой транзистор с управляющим p-n переходом (JFET) – управляемый напряжением униполярный транзистор, в котором для управления током используется наведенное электрическое поле, зависящее от напряжения затвора.

Для n-канального полевого транзистора с управляющим p-n переходом чем более отрицательным будет напряжение, прикладываемое к затвору, тем меньше будет ток.

 

N-канальный полевой транзистор

В n-канальном полевом транзисторе затвор состоит из p-области, окруженной n-каналом.

              

P-канальный полевой транзистор

В p-канальном полевом транзисторе затвор состоит из n-области, окруженной p-каналом.

 

Полевые транзисторы на основе металлооксидной пленки

Управление током, протекающим через полевой транзистор на основе металлооксидной пленки (МОП-транзистор или МОSFЕТ), также осуществляется с помощью электрического поля, прикладываемого к затвору.

Обычно подложка контактирует с наиболее отрицательно смещенным выводом транзистора, подключенным к истоку. В трехвыводных транзисторах подложка внутренне соединена с истоком. N-канальный транзистор имеет следующее обозначение: стрелка направлена внутрь значка, а в p-канальном стрелка направлена наружу.

N-канальный и р-канальный МОП-транзисторы имеют различную полярность управляющих напряжений.

 

МОП-транзистор со встроенным каналом (Depletion MOSFETs)

Подобно полевым транзисторам с управляющим p-n переходом (JFET), МОП-транзистор со встроенным  каналом состоит из протяженной области полупроводника, называемой каналом. Для p-канального транзистора эта область является полупроводником р-типа, для n-канального транзистора -  n-типа. Свободные электроны от истока до стока должны пройти через этот узкий канал, заканчивающийся с обеих сторон электродами, называемыми истоком и стоком.

Металлический затвор МОП-транзистора изолирован от канала тонким слоем двуокиси кремния так, что ток затвора во время работы пренебрежимо мал. Чем более отрицательное напряжение затвор-исток приложено к n-канальному транзистору, тем больше канал обедняется электронами проводимости, ток стока при этом уменьшается. При значении напряжения затвор-исток Vgs(off) канал полностью объединяется и ток от истока к стоку прекращается. Напряжение Vgs(off) называется напряжением отсечки.

 

 

МОП-транзисторы с индуцированным каналом (Enhancement MOSFETs)

МОП-транзисторы с индуцированным каналом не имеют физического канала между истоком и стоком, как МОП-транзисторы со встроенным каналом. Вместо этого область проводимости может расширяться на весь слой двуокиси кремния.

МОП-транзистор с индуцированным каналом работает только при положительном напряжении исток-затвор. Положительное напряжение исток-затвор, превышающее минимальное пороговое значение (Vto), создает инверсионный слой в области проводимости, смежной со слоем двуокиси кремния. Проводимость этого индуцированного канала увеличивается при увеличении положительного напряжения затвор-исток.