Chương 1 diode bán dẫn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.68 MB, 27 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b>CHƯƠNG 1: DIODE BÁN DẪN</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2"><b>DIODE BÁN DẪN THÔNG THƯỜNG</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">•Diode bán dẫn thơng thường:
•Zenner diode:
•tạo điện áp chuẩn
•LED (light-emitting diode): tạo ánh sáng
1. DIODE BÁN DẪN THÔNG THƯỜNG
<b><small>3</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">Cấu trúc và ký hiệu
•Lớp tiếp xúc pn (pn junction)
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">Phân cực của diode
1. DIODE BÁN DẪN (tt)
<b><small>5</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">Quan hệ giữa dòng điện &điện áp
•v<sub>i</sub>> 0: i<sub>D</sub>> 0 và v<sub>D</sub>= 0 (Diode ngắn mạch: short circuit)
•v<sub>i</sub>< 0: v<sub>D</sub>< 0 và i<sub>D</sub>= 0 (Diode hở mạch: open circuit)
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7"><i><b>Ví dụ:</b>Cho mạch như hình vẽ, tìm dịng qua diode.</i>
a. Giả sử diode ON = > V<sub>D</sub>=0 với I<sub>D</sub>>0I<sub>D </sub>> 0 (đúng với giả thiết)
b. Giả sử diode OFF => I<sub>D</sub>=0 với V<sub>D</sub>< 0
10=104.I<sub>D </sub>- V<sub>D</sub>=>V<sub>D</sub>= - 10V
I<sub>D</sub>=0 (đúng với giả thiết)
1. DIODE BÁN DẪN (tt)
<b><small>7</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8"><i><b>Ví dụ:</b>Cho Diode lý tưởng, tìm V?</i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">Đặc tuyến VoltAmpere (VA)
<i> mV</i>
<i><sub>T</sub></i><i>mVv<sub>D</sub>qv<sub>D</sub></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">Diode thực tế và xấp xỉ
•V<sub></sub>: điện áp ngưỡng
•R<sub>f</sub>: điện trở thuận của diode=điện trở động r
<sub>d</sub>+điện trở tiếp xúc
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">Phương pháp phân tích mạch diode
•Đối với mạch tín hiệu lớn Xem như diode lý tưởng giải tích mạch
•Đối với mạch tín hiệu bé
Xem diode như một điện trở động
1. DIODE BÁN DẪN (tt)
<b><small>11</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12"><i><b>Ví dụ:</b></i>
<i>Xét mạch dùng diode (V<sub>γ</sub>=0.7V):Tìm ngõ ra V<sub>L </sub>với ngõ vào V<sub>i</sub></i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">•<b>Chỉnh lưu là q trình chuyển đổi tín hiệu xoay chiều </b>
(ac) thành tín hiệu một chiều (dc)
•<b>Có 2 loại chỉnh lưu:</b>
•Chỉnh lưu bán kỳ (Half-wave rectification)
•Chỉnh lưu tồn kỳ (Full-wave rectification)
•<i>Lưu ý: Các ví dụ trong phần này sử dụng đặc tuyến diode lý tưởng.</i>
2. CHỈNH LƯU
<b><small>13</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14"><i><b>Chỉnh lưu bán sóng (Half-wave rectification)</b></i>
•v<sub>i</sub>> 0: v<sub>D</sub>= 0 (Diode ngắn mạch)
v
<sub>i </sub>= V
<sub>im</sub>cos(
<sub>o</sub>t)
r
<sub>i</sub><sup>v</sup>
Di
<sub>D</sub><i>r R</i>
•v<sub>i </sub>< 0: Diode hở mạch:<i>i<sub>D </sub></i> 0,<i>v<sub>L </sub> R<sub>L</sub>i<sub>D </sub></i> 0
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">Chỉnh lưu bán kỳĐiện áp trên tải v<sub>L</sub>:
<i>V<sub>L,dc</sub></i><sup>1</sup><i>v (t)dt <sup>V</sup>T</i>
2. CHỈNH LƯU (tt)
<b><small>15</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">Hoạt động và điện áp ra trên tải v<sub>L</sub>(chỉnh lưu tồn sóng)
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">•Tụ C được nạp nhanh đến giá trị V<sub>max</sub>của điện áp v<sub>0</sub>(t).
•Khi v<sub>0</sub>(t) giảm, tụ C phóng điện qua R<sub>L</sub>với quy luật:
•Q trình tuần hồn với tần số chỉnh lưu f<sub>p</sub>:
•f
<sub>p </sub>= 2f
<sub>0 </sub>: Chỉnh lưu tồn sóng
•f
<sub>p</sub>= f
<sub>0</sub>: Chỉnh lưu bán sóng
•f<sub>0</sub>: tần số của nguồn v<sub>i</sub>.
<i>R<sub>L</sub>Ct</i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">•Xấp xỉ tín hiệu ngõ ra bằng dạng sóng răng cưa
2 3<i><sup>V</sup></i><sup>max </sup><i><sup> V</sup></i><sup>min</sup>
<i>r rms</i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM
2. CHỈNH LƯU (tt)
<b><small>19</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">•<i><b>Mạch nhân đơi điện áp một bán kỳ:</b></i>
•Bán kỳ âm của v<sub>S</sub>: C<sub>1 </sub>nạp điện qua D<sub>1 </sub>đến điện áp V<sub>Smax</sub>
•Bán kỳ dương của v<sub>S</sub>: Điện áp chồng chập của C<sub>1 </sub>và v<sub>S </sub>nạp điện cho C<sub>2 </sub>qua D<sub>2 </sub>đến điện áp 2V<sub>Smax</sub>
<small>C2D1</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">•<i><b>Mạch nhân đơi điện áp hai bán kỳ:</b></i>
•Bán kỳ dương của v<sub>S</sub>:
•C
<sub>2 </sub>nạp điện qua D
<sub>1 </sub>đến điện áp V
<sub>Smax</sub>•Tổng điện áp v
<sub>S </sub>và V
<sub>Smax </sub>trên C
<sub>1 </sub>(được nạp từ bán kỳ trước) đặt lên tải R
<sub>L</sub>thông qua D
<sub>1</sub>•Bán kỳ âm của v<sub>S</sub>:
•C
<sub>1 </sub>nạp điện qua D
<sub>2 </sub>đến điện áp V
<sub>Smax</sub>•Tổng điện áp v
<sub>S </sub>và V
<sub>Smax </sub>trên C
<sub>2 </sub>(được nạp từ bán kỳ trước) đặt lên tải R
<sub>L </sub>thơng qua D
<sub>2</sub>3. MẠCH NHÂN ĐƠI ĐIỆN ÁP
<b><small>21</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM
3. MẠCH GHIM ĐỈNH
<b><small>23</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">•<b>Diode Zener:</b>
•Hoạt động chủ yếu trong vùng phân cực nghịch
•Ký hiệu và đặc tuyến VA
•Phân cực thuận: như Diode thơng thường
•Phân cực nghịch: <i>I</i>
<i><sub>Z max </sub></i><i> i</i>
<i><sub>Z </sub></i><i> I</i>
<i><sub>Z min </sub></i>, v
<sub>Z </sub>= V
<sub>Z </sub>= constant
V
<sub>Z</sub>: Điện áp Zener
I
<sub>Zmax</sub>: Dòng phân cực nghịchtối đa của Diode Zener
I
<sub>Zmin</sub>: Dòng phân cực nghịchtối thiểu để v
<sub>Z</sub>= V
<sub>Z</sub>, thườngI
<sub>Zmin</sub>= 0.1I
<sub>Zmax</sub>P
<sub>Zmax</sub>= V
<sub>Z</sub>I
<sub>Zmax</sub>: Công suất tốiđa tiêu tán trên Diode Zener
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">v<sub>S </sub>và i<sub>L</sub>: không ổn định
<i><small>Z maxLmin</small></i>
<i> I I</i>
<i><small>Z minLmax</small></i>
<i> I I</i>
<i>RV</i>
<i><sub>S max</sub></i><i>V</i>
<i><sub>Z</sub></i><i>max( i )</i>
<i>RV</i>
<i><sub>S min</sub></i><i>V</i>
<i><sub>Z</sub></i><i>min(i ) </i>
4. DIODE ZENER (tt)
<b><small>25</small></b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">
