連関資料 :: 電圧
資料:5件
全体公開 2022/11/01
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高電圧工学問題解答
- １．平行平板電極の静電界分布をポアソンの方程式を解いて求めよ。 平行平板電極の幅をaとする。 ポアソンの方程式 両辺をxで積分すると、 両辺をxで積分すると、 x=0のときV= 0であるので、C2=0 x=aのとき、V=V0であるので、 よって、 よって、平行平板電極の静電界分布は、 ここで、平行平板電極におけるρ=0とすると、 となる。 2．半径3cmの円筒電極が平行に中心間が50cm離れて置かれている。両電極間に1200Vの電圧を印加した場合に，電極間の中央の点の電界の強さはいくらか。またこの値は電界の最大値の何パーセントにあたるか。 平行な円筒電極の電界は、次式より求まる。
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パワー半導体デバイスの電圧・電流特性
- ■ダイオード p n 2 タイプのスイッチ、すなわち主電極間に加わる電圧の極性のみによってその導通、非導通が決まるデバイ スである。パワーエレクトロニクスで使用されるダイオードは、電力用という以外は基本的には電子回路で使用するものと同じである。しかし、そのほとんどは整流を目的として用いられるもので、正しくは整流ダイオードと呼ぶべきものであるが、単にダイオードと呼ぶことが多い。以下の図1 にダイオードの図記号を示す。 ダイオードはp 側に正、n 側に負の電圧(順方向電圧)を加えると、ダイオードはオン状態となり電流が流れる。順方向の電流は、印可電圧に対して急激に増加する。逆にn 側に正、p 側に負の電圧(逆方向電圧)を加えると、ごく小さい漏れ電流しか流れない。 しかし、さらに逆方向電圧を高くしていくと、ある電圧から急激に大きな電流が流れる。この電圧を逆降伏電圧と呼ぶ。この電圧より少し低い値に定められる定格電圧以 下で使う必要がある。以下の図2 にダイオードの電圧電流特性を示す。 図2：ダイオードの電圧電流特性 ■サイリスタ サイリスタは、pn 接合を3 つ以上持つデバイスの総称である。代表的なものは、pnpn4層構造で3 端子を持つデバイスで、その記号を図3 に示す。サイリスタはオン機能可制御タイプのスイッチ、すなわち、オフ状態からオン状態への移行(ターンオン)は制御できるが、オン状態からオフ状態への移行(ターンオフ)は主回路状態によって支配されるデバイスである。基本的な電圧電流特性は図4 に示すように、アノード・カソード間に順方向の電圧を加えてもゲートの電流を流さなければ阻止状態である。逆方向はダイオードと同じ特性である。ゲート電流を与えない状態で、順方向に加える電圧を増加していき、電圧が限界を超えるとデバイスはターンオンする。これをブレークオーバという。ゲート電流を増していくに従って、オフからオンに移る電圧が低下していく。 図4：サイリスタの電圧電流特性
- レポート 理工学 ダイオード MOSFET サイリスタ IGBT
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低周波電圧増幅回路の設計・製作
- ・概要 今回の実験は低周波電圧増幅回路の設計・製作を行い、その特性を測定することにより、動作原理を理解するための実験を行った。 まず回路の製作を行ったが、回路設計は既にしてあり、順序に従い各抵抗値・コンデンサ容量を計算して提示された回路図に沿って組み込んでいった。算出された値は、実際の素子の値にはないものなので、近似したときの近い値の抵抗、コンデンサを使用した。 回路の製作を終え、次にその回路が計算にて予測される電圧に近いかどうかを測定した。これは計算の間違いによって誤った定数で回路を組み立てると、再計算や半田付けの再作業が必要となるため、実装する素子の値が正しいかどうかを検証するためである。 最後に帰還時の周波数特性と回路を負帰還に結線したとき利得が周波数によってどう変化するかの特性の比較を行った。 今回の実験より、この回路の総合利得はRL1、RL2,RE1,RE2によってのみ算出するこ とができ、容易に任意の倍率の増幅を得られることがわかった。そして回路の基本となる低周波電圧増幅回路の設計方法、回路の検証を行う方法を理解することが出来た。 ・実験目的 簡単な低周波電圧増幅回路の設計・製作をおこない、実際にその特性を測定することにより、動作原理と設計・製作の基本を理解する。 ・回路設計・製作 今回設計・製作する回路は、上図に示すような「帰還バイアス形エミッタ接地二段増幅回路」でオーディオ用のプリアンプなどによく用いられる。 （増幅率、最適動作点、各抵抗値、カットオフ周波数の算出方法に関して実験書に記載） ・実験方法 製作した回路について実験し特性測定を行う。 （1）動作点の測定 入力端子と回路のアースを接続して増幅回路に信号が入らないようにして、直流電源装置から12Vを加えたときに、計算結果の検証で求めた ?〜?のポイントの電圧を実際にテスターで測定し、大きな誤差がないかを確認する。
- レポート 理工学 電子 電気 実験
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