Микроконтроллер – это круто?

May 5, 2014 by admin Комментировать »

Активные компоненты электрических цепей

Вначале были лампы Работа простейшей электронной лампы, диода, наиболее понятна У диода два электрода, помещённые в стеклянную колбу, из которой выкачан воздух Возле электрода, который называется катод, размещен подогреватель При протекании тока по этому подогревателю он разогревается не только сам, но и нагревает катод Зачем это нужно

Металлический катод хороший проводник, то есть, у него много электронов, слабо связанных с ядром, поэтому свободно перемещающихся по всему проводнику (хаотически) Но, чтобы электроны покинули проводник, им нужно сообщить дополнительную энергию Этим и занят подогреватель

Благодаря подогревателю, вокруг катода образуется небольшое облако электронов –  они вылетают из материала катода, возвращаются, и вновь вылетают

Если на другой электрод, анод, подать напряжение относительно катода, то в лампе образуется электрическое поле При одной полярности подключения анода это поле будет захватывать электроны из облака возле катода, и перемещать их к аноду При другой полярности поле будет возвращать электроны катоду В первом случае через лампу протекает ток, во втором нет И мы получаем диод-выпрямитель: в цепи переменного напряжения диод пропускает одну полуволну напряжения и не пропускает другую

Позже в стеклянную колбу диода добавили металлическую сетку между катодом и анодом Теперь, если подключить анод к плюсу источника напряжения, а катод к минусу если включить подогреватель (подать на него напряжение), то ток через лампу будет протекать постоянно Но…

Если мы подадим на третий электрод, сетку, отрицательное по отношению к катоду напряжение, то этим мы создадим дополнительное электрическое поле, препятствующее протеканию тока тем больше, чем больше величина этого напряжения То есть, подавая на сетку переменное напряжение, мы получим в анодной цепи переменный ток, изменяющийся по тому же закону, что напряжение на сетке С одной разницей: ток в анодной цепи довольно значителен, а добавив в анодную цепь резистор, мы получим на нём падение напряжения, которое значительно больше, чем напряжение, подведённое к сетке Иными словами, мы усилили напряжение, поданное на сетку

От момента изобретения электронных ламп их конструкция совершенствовалась, появились лампы, имеющие четыре и больше электродов Мало того, появились лампы, у которых анод совмещался с плоской поверхностью  стеклянной колбы, покрытой люминофором Веществом, которое светится под воздействием потока электронов, врезающихся в анод Думаю, вы поняли, что я говорю об электронно-лучевой трубке осциллографа или телевизора

Спасибо лампам – мы обрели возможность наблюдать электрические сигналы (я не говорю о футболе) И долгое время лампы были вне конкуренции Теоретики описывали их работу, работу электрических схем, построенных с использованием электронных ламп Эта теория и по сей день остаётся  актуальна  А  практики  придумывали  всё  новые  и  новые схемы,  где  использовались

активные элементы электрических цепей, электронные лампы И эти схемы остаются актуальны по сей день

Но как на смену паровому двигателю пришёл двигатель внутреннего сгорания, так на смену лампам пришли полупроводники Вначале был диод Полупроводниковые диоды были не так практичны, как ламповые И были очень дороги Но мало-помалу технология их изготовления совершенствовалась, появлялись новые материалы, новые идеи Сегодня полупроводниковые диоды существуют на все вкусы и любые потребности

Позже появились транзисторы В отличие от ламп транзисторы управляются не напряжением, а током Речь идёт о биполярных транзисторах Пришлось немного изменить подходы к созданию схем, работающих на транзисторах Но транзисторы имели и ряд преимуществ перед лампами, а не только такие недостатки, как высокая чувствительность к изменению температуры Технология производства транзисторов так сильно изменила к ним отношение, что они всё чаще стали использоваться во всех электронных устройствах, а это, в свою очередь, привело к их удешевлению Сегодня транзистор стоит так дёшево, как лампы не стоили никогда При производстве ламп требуется гораздо больше операций и материалов, чем при производстве транзисторов

Транзисторы нашли широкое применение не только  в аналоговой технике, но и в цифровой, которая в то время стремительно развивалась Требования  электронной  промышленности привели к созданию, вначале модулей, а затем микросхем Первые микросхемы выполняли из очень маленьких транзисторов, которые приваривались к контактным площадкам  Позже сложные схемы, использующие десятки и сотни транзисторов, стали выполнять на одном кристалле

Так микросхемы стали вытеснять транзисторы из обихода Особенно в цифровой технике Цифровая техника, не как аналоговая, требовала всё большего количества транзисторов И технологам пришлось постараться, разрабатывая такие технологии, чтобы в одну микросхему можно было уместить тысячи и больше транзисторов

У сегодняшних микроконтроллеров внутри находится микропроцессор – сердце любого компьютера – и ещё много других полезных устройств: АЦП, ЦАП, интерфейсы ввода-вывода данных, таймеры, модули широтно-импульсной модуляции… Целый цифровой мир А для сравнения, рядом микросхема регистра и микроконтроллера:

Рис 161 Микроконтроллер и регистр

Если бы не надписи, я не мог бы сказать, кто из них кто

Микроконтроллеры выпускает множество фирм: и Motorola, и Samsung, и Microchip, и Atmel, и Siemens, и Intel… Количество моделей микроконтроллеров сегодня, думаю, не меньше, чем количество моделей транзисторов лет двадцать назад Чем же отличаются микроконтроллеры друг от друга

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты