Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử (Phần 2) part 7 potx

183

Seri 79xx t
ươ
ng t
ự
nh
ư
Seri 78xx nh
ư
ng cho
đ
i
ệ
n áp ra âm.
b - Loại IC ổn áp bốn chân nối
(h. 2.152): Lo
ạ
i này có thêm m
ộ
t
đầ
u ra dùng
để

đ
i
ề
u ch
ỉ

nh (
đầ
u Y).
Lo
ạ
i lC
ổ
n áp này th
ườ
ng dùng trong nh
ữ
ng tr
ườ
ng h
ợ
p yêu c
ầ
u
đ
i
ệ
n áp
đầ
u ra có
th
ể
thay
đổ
i
đượ

c, ho
ặ
c c
ầ
n tinh ch
ỉ
nh cho th
ậ
t chính xác.

Hình 2.152: Sơ đồ nguồn ồn áp 4 chân nối (loại ,
µ
A 78G)
c - Loại IC ổn áp 3 chân nối ra có
đ
i
ề
u chỉnh (h. 2.153)

Hình 2.153a: IC ổn áp có điều chỉnh

184

Lo
ạ
i này c
ầ
n dùng khi
đ
i

ệ
n áp ra có th
ể

đ
i
ề
u ch
ỉ
nh
đượ
c. Lo
ạ
i IC này thí d
ụ

nh
ư
LM 317 không có chân n
ố
i
đấ
t, mà thay vào
đố
là chân Y. Nh
ờ
có phân áp R
1
,
R

2
.Dòng ra t
ạ
i
đầ
u Adj r
ấ
t nh
ỏ
(50 – 100µA).
Đ
i
ệ
n áp trên R
1
là 1,25V t
ứ
c là dòng qua
R
1
là 5mA.
Đ
i
ệ
n áp ra có th
ể

đ
i
ề

u ch
ỉ
nh trong kho
ả
ng

V
R
R
11.25U
1
2
ra








+=
(2-281)
Hình 2.153b: IC ổn áp có thể điều chỉnh

(
Ở

đ
ây m

ứ
c
đ
i
ệ
n áp chu
ẩ
n U
ch
= 1.25V là do 1
ố
ng
ổ
n áp ki
ể
u ngu
ồ
n g
ươ
ng
dòng
đ
i
ệ
n t
ạ
o ra, n
ằ
m bên trong c
ấ

u trúc c
ủ
a LM317 có d
ạ
ng t
ươ
ng t
ự
nh
ư
LM113)
Trong tr
ườ
ng h
ợ
p c
ụ
th
ể
này
đ
i
ệ
n áp ra c
ố
th
ể

đ
i

ề
u ch
ỉ
nh trong ph
ạ
m vi t
ừ
1,25V
đế
n 25V.
d –
Để
t
ă
ng dòng t
ả
i
ở

đầ
u ra ng
ườ
i ta có th
ể
m
ắ
c thêm tranzito
đ
i
ề

u ch
ỉ
nh ph
ố
i h
ợ
p
v
ớ
i IC
ổ
n áp (h.2.154a) ho
ặ
c nâng cao
đ
i
ệ
n áp
đầ
u ra b
ằ
ng cách
đấ
u thêm
Đ
z

(h.2.154b) khì
đ
ó :

U
ra
= U
ổn
+ U
2

185


Hình 2.154: IC ổn áp dùng thêm tranzito bổ trợ để tăng dòng sử dụng (a)
hay dùng điôt zener để nâng mức U
ra
(b)
e - Cấu trúc điển hình bên trong của IC ồn áp được cho trên hình 2.155 (loại
µ
A7800,
µ
A 78G).
• V
ớ
i lo
ạ
i c
ấ
u trúc 3 chân ra (không có chân s
ố
4) các
đ
i

ệ
n tr
ở
h
ồ
i ti
ế
p R
1
, R
2
đượ
c ch
ế
t
ạ
o ngay bên trong v
ỏ
IC (
µ
A7800). Còn v
ớ
i lo
ạ
i có c
ấ
u trúc 4 chân, c
ự
c
baz

ơ
c
ủ
a T2
đượ
c
để
ng
ỏ

để

đư
a ra
đấ
u R
1
, R
2
t
ừ
ngoài, khi
đ
ó có th
ể
ch
ọ
n (ho
ặ
c

đ
i
ề
u ch
ỉ
nh) m
ứ
c
đ
i
ệ
n áp ra l
ấ
y t
ạ
i chân 2 :'








+=
1
2
chra
R
R

1UU
(2-282)
•
Để
ch
ố
ng hi
ệ
n t
ượ
ng quá t
ả
i (ng
ắ
n m
ạ
ch t
ả
i hay t
ă
ng quá m
ứ
c
đ
i
ệ
n áp vào)
ng
ườ
i ta

đư
a vào các khâu m
ạ
ch b
ả
o v
ệ
quá áp (dùng R
5

Đ
Z
2
) và b
ả
o v
ệ
quá dòng
(dùng R
3
, R
4
) k
ế
t h
ợ
p v
ớ
i tranzito T
3

.

186


Hình 2.155 : Sơ đồ cấu trúc điển hình IC ổn áp
Dòng c
ự
c baz
ơ
c
ủ
a c
ặ
p tranzito
đ
i
ề
u ch
ỉ
nh Darlingt
ơ
n T
’
4
T
4

đượ
c duy trì không

v
ượ
t quá gi
ớ
i h
ạ
n I
Bmax
(c
ỡ
vàì mA) nh
ờ
tác d
ụ
ng phân dòng c
ủ
a T
3
lúc quá áp hay
quá dòng. T
ừ

đ
ó dòng
đ
i
ệ
n l
ố
i ra : I

ra
≤ I
ramax
= β
’
β
4
.I
max

• Bình th
ườ
ng T
3

ở
tr
ạ
ng thái khóa nh
ờ
vi
ệ
c ch
ọ
n R
3
R
4
thích h
ợ

p. Khi s
ụ
t áp
trên R
3
t
ă
ng lên do quá dòng
đạ
t t
ớ
i giá tr
ị
U
R3
≥ 0,6v, T
3
chuy
ể
n sang m
ở
, ng
ă
n ng
ừ
a
s
ự
gia t
ă

ng ti
ế
p t
ụ
c c
ủ
a dòng I
’
B4
.T
ừ

đ
ó m
ứ
c h
ạ
n ch
ế
dòng ra xác
đị
nh b
ở
i :
3
ramax
R
0.6V
I = (2 - 283)
(chú ý r

ằ
ng m
ứ
c h
ạ
n dòng này ch
ỉ
thích h
ợ
p khi U
ra
nh
ỏ
, còn khi U
ra
l
ớ
n nó s
ẽ
gi
ả
m
đ
i
do
ả
nh h
ưở
ng c
ủ

a R
4
R
5
)
• Công su
ấ
t nhi
ệ
t tiêu tán c
ự
c
đạ
i trên T
’
4
T
4
xác
đị
nh t
ừ
h
ệ
th
ứ
c
(
)
↓↑

−=
ravào
ramaxt
UUIP
Vì nh
ữ
ng nguyên nhân không mong muôn, m
ạ
ch ra b
ị
ch
ậ
p ( U
ra
≈0) I
ra
↑ hay
đ
i
ệ
n áp
l
ố
i vào t
ă
ng quá cao
đề
u d
ẫ
n t

ớ
i kh
ả
n
ă
ng b
ị
quá nhi
ệ
t gây h
ư
h
ỏ
ng cho T
’
4
T
4
. M
ạ
ch
dùng
Đ
Z
2
và R
5
có tác d
ụ
ng b

ả
o v
ệ
T
4
kh
ỏ
i các nguyên nhân này.
- N
ế
u U
vào
- U
ra
< U
z
(U
z
là giá tr
ị

đ
i
ệ
n áp
đ
ánh th
ủ
ng Zener c
ủ

a
Đ
Z2), s
ẽ
không có
dòng qua R
5
và ch
ỉ
m
ạ
ch h
ạ
n ch
ế
R
3
R
4
T
3
ho
ạ
t
độ
ng lúc quá dòng.

187

- N

ế
u U
vào
- U
ra
≥ U
z
nhánh
Đ
Z
2
, R
5
d
ẫ
n dòng, qua phân áp R
4
.T
5

đặ
t 1
đ
i
ệ
n áp d
ươ
ng
lên T
3

làm nó m
ở
ngay c
ả
khi dòng trên R3 ch
ư
a
đạ
t t
ớ
i tr
ị
I
ramax
(và nh
ờ

đ
ó làm gi
ả
m
dòng ra k
ể
c
ả
khi
đ
i
ề
u ki

ệ
n I
ra
≥ I
ramax
không th
ỏ
a mãn).
2.7. PHẦN TỬ NHIỀU MẶT GHÉP P-N
M
ộ
t
ứ
ng d
ụ
ng quan tr
ọ
ng khác là các m
ạ
ch ch
ỉ
nh l
ư
u có kh
ố
ng ch
ế
c
ấ
u t

ạ
o t
ừ

các d
ụ
ng c
ụ
nh
ư
nhi
ề
u m
ặ
t ghép p-n. Các d
ụ
ng c
ụ
ch
ỉ
nh l
ư
u có kh
ố
ng ch
ế

đề
u có c
ấ

u
trúc d
ạ
ng b
ố
n l
ớ
p bán d
ẫ
n công ngh
ệ
p-n-p-n x
ế
p liên ti
ế
p nhau.
2.7.1. Nguyên lí làm việc, đặc tuyến và tham số của tiristo
a - Tiristo
đượ
c ch
ế
t
ạ
o t
ừ
b
ố
n l
ớ
p bán d

ẫ
n p
1
-n
1
-p
2
-n
2

đặ
t xen k
ẽ
nhau (trên
đế
N
1

đ
i
ệ
n tr
ở
cao, t
ạ
o ra 2 l
ớ
p P
1
++

và P
2
+
, sau
đ
ó ti
ế
p N
2
++
). Gi
ữ
a các l
ớ
p bán d
ẫ
n này
hình thành các chuy
ể
n ti
ế
p p-n l
ầ
n l
ượ
t là J
1
, J
2
,J

3
và l
ấ
y ra 3 c
ự
c là anôt (A), katôt (K)
và c
ự
c kh
ố
ng ch
ế
G (h.2.156a).
Để
ti
ệ
n cho vi
ệ
c phân tích nguyên lí làm vi
ệ
c c
ủ
a tiristo hãy t
ưở
ng t
ượ
ng 4 l
ớ
p
bán d

ẫ
n c
ủ
a tiristo có th
ể
chia thành hai c
ấ
u trúc tranzito p
1
n
1
p
2
và n
1
p
2
n
2
nh
ư
hình
2.156b v
ớ
i s
ự
n
ố
i thông các mi
ề

n N
1
và P
2
gi
ữ
a chúng. T
ừ

đ
ó có th
ể
v
ẽ

đượ
c s
ơ

đồ

t
ươ
ng
đươ
ng nh
ư
hình 2.156c. Kí hi
ệ
u quy

ướ
c c
ủ
a tiristo cho trên hình 2.156d.

Hình 2.156: Cấu trúc 4 lớp p-n của tiristo (a, b);
Sơ đồ tương đương (c) và kí hiệu quy ước của tiristo (d)
b – Đặc tuyến Vôn-Ampe của tiristo có
đ
ang nh
ư
hình 2.157 và chia thành 4 vùng rõ
r
ệ
t. Tr
ướ
c tiên hãy xi
ế
t tr
ườ
ng h
ợ
p phân c
ự
c ng
ượ
c tiristo v
ớ
i U
AK

< 0.
Đặ
c tính
ở

đ
o
ạ
n này có th
ể
coi nh
ư
c
ủ
a 2
đ
iôt phân c
ự
c ng
ượ
c m
ắ
c n
ố
i ti
ế
p (J
1
và J
3

). Dòng qua
tiristo chính là dòng dò ng
ượ
c c
ủ
a
đ
iôt (gi
ố
ng h
ệ
t nh
ư
dòng ng
ượ
c bão hòa c
ủ
a
đ
iôt).
N
ế
u t
ă
ng
đ
i
ệ
n áp ng
ượ

c d
ầ
n
đế
n m
ộ
t giá tr
ị
nh
ấ
t
đị
nh thì 2 chuy
ể
n ti
ế
p J
1
và J
3
s
ẽ
l
ầ
n
l
ượ
t b
ị

đ
ánh th
ủ
ng theo c
ơ
ch
ế
thác l
ũ
và c
ơ
ch
ế
Zener, dòng ng
ượ
c qua tiristo t
ă
ng

188

lên
độ
t ng
ộ
t (dòng này do c
ơ
ch
ế

đ
ánh th
ũ
ng J
3
quy
ế
t
đị
nh). N
ế
u không có bi
ệ
n pháp
ng
ă
n ch
ặ
n thì dòng ng
ượ
c này s
ẽ
làm h
ỏ
ng tiristo. Vùng
đặ
c tuy
ế
n ng
ượ

c c
ủ
a tiristo
tr
ướ
c khi b
ị

đ
ánh th
ủ
ng g
ọ
i là vùng ch
ắ
n ng
ượ
c.

Hình 2.157: Đặc tuyến von-ampe của tiristo
Khi phân c
ự
c thu
ậ
n tiristo (v
ớ
i U
AK
> 0),
đầ

u tiên hãy xét tr
ườ
ng h
ợ
p c
ự
c G h
ở

m
ạ
ch (I
G
= 0), chuy
ể
n ti
ế
p J
1
và J
3
lúc này
đượ
c phân c
ự
c thu
ậ
n còn J
2
phân c

ự
c
ng
ượ
c. Khi U
AK
còn nh
ỏ
, dòng qua tiristo quy
ế
t
đị
nh ch
ủ
y
ế
u b
ở
i dòng ng
ượ
c c
ủ
a J
2
.
Xét chung cho c
ả
tiristo thì dòng
đ
i

ệ
n ch
ả
y qua tiristo lúc này là dòng dò thu
ậ
n I
fx
. Giá
tr
ị

đ
i
ể
n hình c
ủ
a dòng dò ng
ượ
c (I
Rx
) và dò thu
ậ
n (I
fx
) kho
ả
ng 100µA. N
ế
u I
G

= 0 thì
dòng dò thu
ậ
n s
ẽ
gi
ữ
nguyên giá tri ban
đầ
u. Khi t
ă
ng U
AK
t
ớ
i giá tr
ị
x
ấ
p x
ỉ

đ
i
ệ
n áp
đ
ánh th
ủ
ng chuy

ể
n ti
ế
p J
2
.
Đ
i
ệ
n áp thu
ậ
n
ứ
ng v
ớ
i giá tr
ị
này g
ọ
i là
đ
i
ệ
n áp
đ
ánh th
ủ
ng
thu
ậ

n U
BE
. Nói m
ộ
t cách khác, khi
đ
i
ệ
n áp thu
ậ
n t
ă
ng
đế
n giá tr
ị
này, dòng I
co
trong
tiristo
đủ
l
ớ
n d
ẫ
n t
ớ
i làm cho Q
1
và Q

2
trong s
ơ

đồ
t
ươ
ng
đươ
ng (h.2.156c) m
ở
và l
ậ
p
t
ứ
c chuy
ể
n sang tr
ạ
ng thái b
ả
o hòa. Tiristo chuy
ể
n sang tr
ạ
ng thái m
ở
. N
ộ

i tr
ở
c
ủ
a nó
độ
t ng
ộ
t gi
ả
m
đ
i,
đ
i
ệ
n áp s
ụ
t lên 2 c
ự
c A và K c
ũ
ng gi
ả
m xu
ố
ng
đế
n giá tr
ị

U
E
g
ọ
i là
đ
i
ệ
n áp d
ẫ
n thu
ậ
n. Ph
ươ
ng pháp chuy
ể
n tiristo t
ừ
khóa sang m
ở
b
ằ
ng cách t
ă
ng d
ầ
n
U
AK
g

ọ
i là kích m
ở
b
ằ
ng
đ
i
ệ
n áp thu
ậ
n.

189

N
ế
u I
G
khác 0, dòng I
G
do U
GK
cung c
ấ
p s
ẽ
cùng v
ớ
i dòng ng

ượ
c v
ố
n có trong
tiristo I
co
làm cho Q
2
có th
ể
m
ở
ngay
đ
i
ệ
n áp U
AK
nh
ỏ
h
ơ
n nhi
ề
u giá tr
ị
kích m
ở
lúc
I

G
=0 Dòng I
G
càng l
ớ
n thì U
GK
c
ầ
n thi
ế
t t
ươ
ng
ứ
ng
để
m
ộ
t tiristo càng nh
ỏ
. (
Ở

đ
ây
c
ũ
ng c
ầ

n nói thêm r
ằ
ng cho dù ngay t
ừ

đầ
u
đ
i
ệ
n áp U
GK

đ
ã cung c
ấ
p m
ộ
t dòng I
G
l
ớ
n
h
ơ
n dòng m
ở
c
ự
c ti

ể
u c
ủ
a Q
2
nh
ư
ng
đ
i
ệ
n áp U
AK
v
ẫ
n ch
ư
a
đủ
l
ớ
n
để
phân c
ự
c thu
ậ
n
Q
1

và Q
2
thì tiristo c
ũ
ng v
ẫ
n ch
ư
a m
ở
).
Nh
ư
trên hình 2.157 m
ứ
c dòng kh
ố
ng ch
ế
I
G
t
ă
ng t
ừ
I
G1

đế
n I

G4
t
ươ
ng
ứ
ng v
ớ
i
m
ứ
c
đ
i
ệ
n áp U
AK
gi
ả
m xu
ố
ng t
ừ
U
1
t
ớ
i U
4
.
Đ

ây là ph
ươ
ng pháp kích m
ở
tiristo b
ằ
ng
dòng trên c
ự
c
đ
i
ề
u khi
ể
n.
Đ
i
ệ
n áp d
ẫ
n thu
ậ
n U
F
có th
ể
vi
ế
t U

F
= U
BE1
+ U
BE2
= U
BE2
+
U
CE1.

Đố
i v
ớ
i v
ậ
t li
ệ
u silic thì
đ
i
ệ
n áp bão hòa c
ủ
a tranzito silic vào c
ỡ
0,2v còn U
BE

nh

ư

đ
ã bi
ế
t vào c
ỡ
0,7v; nh
ư
v
ậ
y suy ra U
F
= 0.9V. Trên ph
ầ
n
đặ
c tuy
ế
n thu
ậ
n, ph
ầ
n
mà tiristo ch
ư
a m
ở
g
ọ

i là mi
ề
n ch
ắ
n thu
ậ
n, mi
ề
n tiristo
đ
ã m
ở
g
ọ
i là mi
ề
n d
ẫ
n thu
ậ
n
(h.2.157). Quan sát mi
ề
n ch
ắ
n thu
ậ
n và mi
ề
n ch

ắ
n ng
ượ
c c
ủ
a tiristo th
ấ
y nó có d
ạ
ng
gi
ố
ng nh
ư

đặ
c tuy
ế
n ng
ượ
c c
ủ
a
đ
iôt ch
ỉ
nh l
ư
u thông th
ườ

ng.
Sau khi các
đ
i
ề
u ki
ệ
n kích thích m
ở
k
ế
t thúc, mu
ố
n duy trì tiristo luôn m
ở
thì ph
ả
i
đả
m b
ả
o cho dòng thu
ậ
n I
E
l
ớ
n h
ơ
n m

ộ
t giá tr
ị
nh
ấ
t
đị
nh g
ọ
i là dòng ghim I
4
(là giá tr
ị

c
ự
c ti
ể
u c
ủ
a dòng thu
ậ
n I
E
). N
ế
u trong quá trình tiristo m
ở
; I
G

v
ẫ
n
đượ
c duy trì thì giá
tr
ị
dòng ghim t
ươ
ng
ứ
ng s
ẽ
gi
ả
m
đ
i khi dòng l
G
t
ă
ng (h.2.157). Trong các s
ổ
tay thuy
ế
t
minh các nhà s
ả
n xu
ấ

t còn kí hi
ệ
u I
HC

để
ch
ỉ
dòng ghim khi c
ự
c G h
ở
m
ạ
ch và I
HX

để

ch
ỉ
dòng ghim
đặ
c bi
ệ
t khi gi
ữ
a c
ự
c G và K

đượ
c n
ố
i nhau b
ằ
ng
đ
i
ệ
n tr
ở
phân c
ự
c
đặ
c bi
ệ
t.
c - Hai cặp tham s
ố
quan trọng c
ầ
n chú ý khi ch
ọ
n các tiristo, t
ớ
i là dòng
đ
i
ệ

n và
đ
i
ệ
n
áp c
ự
c
đạ
i mà tiristo có th
ể
làm vi
ệ
c không b
ị

đ
ánh th
ủ
ng ng
ượ
c và
đ
ánh th
ủ
ng thu
ậ
n
đ
ã trình bày

ở
trên.
Đ
i
ệ
n áp d
ẫ
n thu
ậ
n c
ự
c
đạ
i
đả
m b
ả
o cho tiristo ch
ư
a m
ở
theo
chi
ề
u thu
ậ
n chính là
đ
i
ệ

n áp thu
ậ
n,
đ
i
ệ
n áp này th
ườ
ng ,
đượ
c kí hi
ệ
u là U
OM
ho
ặ
c
U
FxM

đố
i v
ớ
i tr
ườ
ng h
ợ
p G n
ố
i v

ớ
i
đ
i
ệ
n tr
ở
phân c
ự
c. V
ớ
i ngh
ĩ
a t
ươ
ng t
ự
, ng
ườ
i ta
đị
nh ngh
ĩ
a
đ
i
ệ
n áp ch
ắ
n ng

ượ
c c
ự
c
đạ
i V
RoM
và V
RxM
dòng
đ
i
ệ
n thu
ậ
n c
ự
c
đạ
i. Công
su
ấ
t t
ổ
n hao c
ự
c
đạ
i F
aM

là công su
ấ
t l
ớ
n nh
ấ
t cho phép khi tiristo làm vi
ệ
c,
đ
i
ệ
n áp
c
ự
c kh
ố
ng ch
ế
U
G
là m
ứ
c
đ
i
ệ
n áp ng
ưỡ
ng c

ầ
n
để
m
ở
tiristo khi U
AK
= 6v
Nh
ữ
ng tham s
ố
v
ừ
a nêu trên
đ
ây thu
ờ
ng
đượ
c cho trong các s
ổ
tay
ở
nhi
ệ
t
độ

25

0
C. V
ớ
i các tiristo làm vi
ệ
c
ở
ch
ế

độ
xung t
ầ
n s
ố
cao còn ph
ả
i quan tâm
đế
n th
ờ
i
gian
đ
óng m
ở
tiristo t
m
là th
ờ

i gian chuy
ể
n t
ừ
tr
ạ
ng thái
đ
óng sang tr
ạ
ng thái m
ở
và t
d

là th
ờ
i gian chuy
ể
n t
ừ
tr
ạ
ng thái m
ở
sang tr
ạ
ng thái
đ
óng c

ủ
a tiristo.
2.7.2. Các mạch khống chế điển hình dùng tiristo
a - Mạch chỉnh lưu có khống chề kiểu pha xung
M
ạ
ch kh
ố
ng ch
ế
xung
đơ
n gi
ả
n nh
ấ
t
đượ
c trình bày trên hình 2.158. N
ế
u c
ự
c G
c
ủ
a tiristo trong m
ạ
ch k
ể
trên luôn

đượ
c phân c
ự
c
để
cho tiristo thông thì vai trò c
ủ
a
tiristo c
ũ
ng gi
ố
ng nh
ư
m
ộ
t van ch
ỉ
nh l
ư
u thông th
ườ
ng. Khi
đặ
t vào c
ự
c G m
ộ
t chu
ỗ

i
xung kích thích làm tiristo ch
ỉ
m
ở
t
ạ
i nh
ữ
ng th
ờ
i
đ
i
ể
m nh
ấ
t
đị
nh (cùng v
ớ
i chu kì
d
ươ
ng c
ủ
a
đ
i
ệ

n áp ngu
ồ
n
đặ
t vào anôt) thì d
ạ
ng
đ
i
ệ
n áp ra trên t
ả
i c
ủ
a tiristo không
ph
ả
i là toàn b
ộ
các n
ử
a chu k
ỳ
d
ươ
ng nh
ư

ở
các m

ạ
ch ch
ỉ
nh l
ư
u thông th
ườ
ng mà
tùy theo quan h
ệ
pha gi
ữ
a xung kích và
đ
i
ệ
n áp ngu
ồ
n, ch
ỉ
có t
ừ
ng ph
ầ
n c
ủ
a n
ử
a chu
kì d

ươ
ng nh
ư
hình 2.158.