Điện Tử Học - Vi Mạch Điện Tử Ứng Dụng part 2 pdf

Chương 1 8
1.3 DIODE BÁN DẪN THÔNG THƯỜNG
1.3.1 Cấu trúc của Diode bán dẫn
x Cấu trúc và ký hiệu
x Lớp tiếp xúc pn (pn junction)
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 9
x Sự phân cực của Diode (bias)
1.3.2 Quan hệ giữa dòng điện và điện áp của Diode
x Diode lý tưởng

9 v
i
> 0: i
D
> 0 và v
D
= 0 (Diode ngắn mạch: short circuit)
9 v
i
< 0: v
D
< 0 và i
D
= 0 (Diode hở mạch: open circuit)
v
i
r
i
v

D
i
D
+
_
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 10
x Đặc tuyến Volt-Ampere (VA) của Diode
)1()1(  
T
D
D
mV
v
o
mkT
qv
oD
eIeIi
I
o
: Dòng phân cực nghòch bão hòa
(reverse saturation current), A
q = 1,6E-19 C
k = 1,38E-23 J/
o
K: Hằng số
Boltzmann
T: Nhiệt độ tuyệt đối,

o
K
m: 1d m d 2: Hằng số thực nghiệm
q
k
T
V
T
| 25 mV, tại nhiệt độ phòng
(27
o
C)
9 Phân cực thuận (v
D
> 0): Khi
T
D
mVv !!
:
T
D
mV
v
oD
eIi |
9 Phân cực nghòch (v
D
< 0): Khi
TD
mVv !! :

oD
Ii |
T
D
mV
v
o
eI
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 11
x Diode thực tế và Xấp xỉ tuyến tính hóa từng đoạn (piecewise-
linear approximation)
1.3.3 Mạch điện tương đương của Diode
<Xem Giáo trình và TLTK [3]>
1.3.4 Các phương pháp phân tích mạch dùng Diode
<Xem Giáo trình và TLTK [3]>
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 12
1.4 CHỈNH LƯU (Rectification)
Chỉnh lưu là quá trình chuyển đổi từ tín hiệu xoay chiều (ac) thành tín
hiệu một chiều (dc).
Lưu ý
: Các ví dụ trong phần này sử dụng đặc tuyến Diode lý tưởng.
1.4.1 Chỉnh lưu bán sóng (Half-wave rectification)
1
9
x Đònh luật Kirchhoff về điện áp (KVL):
L

i
Di
D
Rr
vv
i



v
i
> 0: v
D
= 0 (Diode ngắn mạch),
L
i
i
D
Rr
v
i


,
L
i
Li
DLL
Rr
Rv

iRv


v
i
< 0: Diode hở mạch: 0
D
i , 0
D
L
L
iRv
v
i
= V
im
cos(Z
o
t)
r
i
v
D
i
D
v
L
R
L
+

_
_
+
Ideal diode
N
g
uồn (Source)
Tải (Load)
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 13
x Điện áp trên tải v
L
(Chỉnh lưu bán sóng):
x Phân tích tín hiệu chỉnh lưu bán sóng:
Giá trò trung bình:
S
Lm
T
LdcL
V
dttv
T
V

³
)(
1
,
Khai triển Fourier:

¸
¹
·
¨
©
§

4cos
15
2
2cos
3
2
cos
2
11
)(
tttVtv
oooLmL
Z
S
Z
S
Z
S
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 14
x Lọc (filter) tín hiệu chỉnh lưu bán sóng:
9 Mạch lọc dùng để lọc bỏ các hài xoay chiều (harmonics) nhằm giữ

lại thành phần một chiều của tín hiệu v
L
(t): Lọc thông thấp (lowpass
filter – LPF).
9 Các dạng mạch lọc cơ bản:
R R R
C
L L
C C C
(a) (b) (c)
9 Giả sử dùng mạch lọc (a) với RC = 100/Z
o
và R >> R
L
.
Biên độ điện áp ngõ ra của mạch lọc tại tần số nZ
o
(nt1) là:

n
V
RCn
V
V
Ln
o
Ln
on
100
1

2
|


Z
với V
Ln
là biên độ điện áp ngõ vào của mạch lọc tại tần số nZ
o
.
Sử dụng nguyên lý chồng chập, điện áp ngõ ra:
0ҥFKÿLӋQWӱ