Embed Size (px)
Citation preview
Điốt và ứng dụng
• Điốt – Cấu tạo, hoạt động, mô hình tương đương …
• Mạch chỉnh lưu• Mạch cắt • Mạch ghim• Mạch nhân áp• Điốt Zener và ứng dụng
Điốt bán dẫn – Cấu tạo
Mô hình điốt lý tưởng
• Linh kiện 2 cực: dẫn điện theo một chiều, ngăn dòng chiều ngược lại
Mô hình điốt lý tưởng
Vùng dẫn
• điện áp qua điốt bằng 0V, • dòng điện bằng ∞,• điện trở thuận RF = VF/IF, • điốt coi như bị ngắn mạch
Vùng không dẫn • toàn bộ điện áp đặt vào điốt, • dòng điện bằng 0A,• điện trở ngược RR = VR/IR, • điốt coi như hở mạch
Điốt bán dẫn – Thực tế
Điốt bán dẫn – Thực tế
Điốt bán dẫn – Thực tế
Khoảng nhiệt độ hoạt động hẹp (nhỏ hơn 1000C)
Khoảng nhiệt độ hoạt động rộng (đến 2000C)
Chịu được dòng kém hơnChịu được dòng lớn hơn
PIV ( 400V) nhỏ hơn*PIV ( 1000V) lớn hơn
Điện áp phân cực thuận nhỏ hơn (0.3V)
Điện áp phân cực thuận lớn hơn (0.7V)
GermaniumSilicon
* PIV - giá trị đỉnh của điện áp ngược
Điốt bán dẫn – Thực tế
0.3(Ge) 0.7(Si)
(Ge)(Si)
VD(V)
ID(mA)
Is(Si)=10nA
Is=reverse saturation currentIs(Ge)
Điốt bán dẫn – Thực tế
Điốt bán dẫn – Đo thử
Điốt bán dẫn – Đo thử
Mạch tín hiệu lớn
Mạch tín hiệu nhỏ
Ứng dụng
• Mạch chỉnh lưu– Nửa chu kỳ– Cả chu kỳ– Mạch cầu– Kết hợp với tụ
• Mạch cắt • Mạch ghim• Mạch nhân áp• Điốt Zener và ứng dụng
Chỉnh lưu
Chỉnh lưu nửa chu kỳ
PIV – Peak Inversed Voltage
Yêu cầu: Điên áp phân cực ngược qua điốt nhỏ hơn giá trị tới hạn cho phép, phụ thuộc vào điện áp vào, trở kháng trong mạch …
Chỉnh lưu nửa chu kỳ với biến áp
Chỉnh lưu cả chu kỳ
Chú ý: dòng qua tải chạy theo một chiều trong cả hai nửa chu kỳ, điện áp qua tải không đảo cực
PIV = VP(sec) + 0.7V
Mạch chỉnh lưu cầu
PIV = VP(OUT) + 0.7V
Tác dụng lọc của tụ
.
Điện áp vào dạng sin, tần số 60Hz
Độ gợn sóng trên tín hiệu ra trong mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ và mạch chỉnh lưu cả chu kỳ, với cùng tụ lọc, tải và điện áp vào
Mạch nguồn +5V
Mạch nguồn một chiều, điện áp trong khoảng 1.25V đến 6.5V
Mạch cắt
Mạch cắt kết hợp với bộ phân áp
Mạch ghim
Dịch mức thành phần một chiều (DC) Thành phần:
Tụ điện Điốt Điện trởTrở kháng Nguồn một chiều (có thể)
Diện trở và tụ được chọn để hằng số thời gian
= RC đủ lớn, đảm bảo điện áp trên tụ không bị phóng nhiều khi điốt không dẫn
Vi
t0 T/2 T
V
-V
• Fig 2.45(a) will clamp the i/p signal to the zero level (ideal diode)• The resistor R can be the load resistor or a parallel combination of the load resistor and a resistor designed to provide the desired level of R
Fig. 2.45(a): Clamper
+R Vo
-
+
-
Vi
Nửa chu kỳ (+)
Hoạt động
+
R Vo
-
+
-
Vi
C
• 0 T/2: Điốt ON (td, ngắn mạch)• Nếu RDC đủ nhỏ, tủ nạp rất nhanh đến mức Vi • Vo= 0 V
Nửa chu kỳ âm (-) • T/2 T: Điốt OFF (td, hở mạch), điện áp trên tụ và điện áp vào phân cực ngược điốt• Định luật Kirchoff:
- V- V- Vo = 0 and Vo = -2V
+
R Vo
-
+
-
V
C
Vo
-
+V
Mạch ghim dương
Mạch ghim âm
Mạch bội áp
Mạch nhân đôi cả chu kỳ
Mạch nhân ba
Mạch nhân bốn
“Trouble Shooting”
Sơ đồ khối mạch nguồn
Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn cơ bản
Kiểm tra tín hiệu tại các khối, từ đầu vào đến đầu ra
Kiểm tra tín hiệu tại các khối, từ đầu ra ngược về đến đầu vào
Kiểm tra tín hiệu các khối, một phần
Điốt hở mạch trong khối chỉnh lưu, điện áp ra bằng 0V
Điôt hở mạch trong khối chỉnh lưu dùng biến áp, dẫn đến chỉnh lưu nửa chu kỳ, làm tăng độ nhấp nháy trên điện áp ra
Điôt hở mạch trong khối chỉnh lưu cầu, dẫn đến chỉnh lưu nửa chu kỳ, làm tăng độ nhấp nháy trên điện áp ra
Điốt ngắn mạch trong chỉnh lưu cầu
Hỏng tụ lọc
FIGURE 2-66
Điốt Zener
Điốt Zener
Phân cực thuận: giống điốt thông thường Phân cực ngược:
Làm việc trong vùng đánh thủng, tại PIV hay VZ
VZ = const
Ứng dụng: luôn làm việc ở chế độ phân cực ngược để tạo điện áp tham chiếu
VZ = 1,8V ÷ 200V
Vùng đặc tuyến ngược của điốt Zener – Giá trị VZ xác định tương ứng giá trị IZT, gọi là VZT.
Sơ đồ tương đương
FIGURE 3-10
FIGURE 3-11 Equivalent of circuit in Figure 3-10.
FIGURE 3-12 Zener regulation with a variable load.
FIGURE 3-13
FIGURE 3-14
FIGURE 3-15
FIGURE 3-16 Basic zener limiting action with a sinusoidal input voltage.
FIGURE 3-17
FIGURE 3-18
Bài tập
• Chương 2: 1, 5, 6, 10, 11, 15, 21, 23, 24, 27, 30, 34, 37, 42, 47, 49, 52
