Điện Tử Học - Vi Mạch Điện Tử Ứng Dụng part 5 docx

Chương 1 29
1.6 MẠCH XÉN VÀ MẠCH GHIM ĐIỆN ÁP
<Xem TLTK [3]>
1.6.1 Mạch xén (Clippers)
Mạch xén dùng để loại bỏ tín hiệu nằm dưới (hay trên) một mức chuẩn
(reference level)
x Ví du 1: (Giả sử Diode lý tưởng)
x Ví dụ 2: (Giả sử Diode lý tưởng)
R
v
i
v
o
V
B
R
v
i
v
o
V
B
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 30
x Ví dụ 3: (Giả sử Diode lý tưởng)
1.6.2 Mạch ghim điện áp (Clampers)
Mạch ghim điện áp thực hiện việc di chuyển tín hiệu (shifting operation) theo
trục Y với độ dòch chuyển phụ thuộc vào dạng sóng ngõ vào sao cho tín hiệu
ngõ ra luôn được ghim (clamped) tại một giá trò cố đònh.
x Ví dụ: Giả sử Diode lý tưởng, RC >> T và V

m
> V
B
R
v
i
v
o
V
B1
V
B2
R
v
i
v
o
V
B
C
V
C
= V
m
-V
B
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 31
1.7 DIODE ZENER

x Diode Zener: Hoạt động chủ yếu trong vùng phân cực nghòch
x Ký hiệu và Đặc tuyến VA
9 Phân cực thuận: Như Diode thông thường
9 Phân cực nghòch:
minmax
Z
Z
Z
IiI tt , v
Z
= V
Z
= constant
V
Z
: Điện áp Zener
I
Zmax
: Dòng phân cực nghòch
tối đa của Diode Zener
I
Zmin
: Dòng phân cực nghòch
tối thiểu để v
Z
= V
Z
,
thường I
Zmin

= 0.1 I
Zmax
P
Zmax
= V
Z
I
Zmax
: Công suất tối
đa tiêu tán trên Diode Zener
x Ứng dụng: Thường dùng để tạo điện áp chuẩn (reference voltage)
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 32
1.7.1 Mạch ổn áp dùng Diode Zener (Zener regulator)
v
S
và i
L
: Không ổn đònh
x Mục đích: Thiết kế mạch sao cho Diode Zener hoạt động trong vùng ổn
áp (vùng gãy – breakdown region): I
Zmax
t i
Z
t I
Zmin
, v
Z
= V

Z
x Phân tích:
L
Z
ZS
R
ZS
i
ii
Vv
i
Vv
R






L
i
ZS
Z
i
R
Vv
i 


Để I

Zmax
t i
Z
t I
Zmin
với mọi giá trò của v
S
và i
L
: min(i
Z
) t I
Zmin
và max(i
Z
) d I
Zmax

minmax
min
)min(
ZL
i
ZS
Z
II
R
VV
i t


và
maxmin
max
)max(
ZL
i
ZS
Z
II
R
VV
i d


v
S
R
i
R
L
i
L
i
Z
i
R
V
Z
+

_
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 33

maxmin
max
minmax
min
Z
L
ZS
i
Z
L
ZS
II
VV
R
II
VV


tt


Với yêu cầu về nguồn (v
S
) và tải (i
L

) cho trước, để chọn được R
i
cần phải có
maxmin
max
minmax
min
Z
L
ZS
Z
L
ZS
II
VV
II
VV


t


, thường chọn I
Zmin
= 0.1 I
Zmax
 Chọn Diode Zener sao cho:
maxmin
minminmaxmax
max

1.09.0
)()(
S
Z
S
ZSLZSL
Z
VVV
VVIVVI
I


t
và:
maxmax
L
Z
II t
và:
minmaxminmaxmin
101.0
L
Z
L
Z
Z
IIIII dd
x
Thiết kế: Làm theo thứ tự ngược lại để xác đònh I
Zmax

của Diode Zener và
R
i
x
Ví dụ 1: Thiết kế mạch ổn áp dùng Diode Zener: V
Z
= 10 V
a) v
S
: 14 y 20 V và i
L
: 100 y 200 mA
A
VVV
VVIVVI
I
S
Z
S
ZSLZSL
Z
533.0
1.09.0
)()(
maxmin
minminmaxmax
max





t
và AII
L
Z
2.0
maxmax
t
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 34
và AII
L
Z
110
minmax
d
Chọn I
Zmax
= 0.533A  R
i
= 15.8 :
Cần xét đến công suất tiêu tán cực đại trên R
i
và Diode Zener:
Trên R
i
: P
Rimax
= (V

Smax
– V
Z
)
2
/ R
i
= 6.33 W
Trên Diode Zener: P
Diode
= I
Zmax
V
Z
= 5.33 W
b) v
S
: 10.2 y 14 V và i
L
: 20 y 200 mA
A
VVV
VVIVVI
I
S
Z
S
ZSLZSL
Z
4

1.09.0
)()(
maxmin
minminmaxmax
max




t
Không thiết kế được !!!
x
Ví dụ 2: V
Z
= 7.2 V; v
S
= V
dc
= 12 V; i
L
: 12 y 100 mA; Tìm R
i
V
Smax
= V
Smin
= V
dc
= 12V
mA

VVV
VVIVVI
I
S
Z
S
ZSLZSL
Z
8.97
1.09.0
)()(
maxmin
minminmaxmax
max




t
và mAII
L
Z
100
maxmax
t
và
mAII
L
Z
12010

minmax
d
Chọn I
Zmax
= 100 mA
0ҥFKÿLӋQWӱ

Chương 1 35
 43.5:t R
i
t 40:: Chọn R
i
= 43.5:
Công suất tiêu tán cực đại:
Trên R
i
: P
Rimax
= (V
dc
– V
Z
)
2
/ R
i
= 0.53W
Trên Diode Zener: P
Diode
= I

Zmax
V
Z
= 0.72 W
1.7.2 Diode Zener thực tế và Độ thay đổi điện áp (percent regulation)
x Diode Zener thực tế: <Xem TLTK [2]>
9 Đặc tuyến VA
9 Dùng phương pháp đồ thò để phân tích mạch.
0ҥFKÿLӋQWӱ