Basic

ElectronicsBasic

ElectronicsLecture #5

Company LOGO© 2010 B. Bat-Otgon

Conductor and Semiconductor Ch.5

29 протонтой цөм

N бүрхүүлийн бүрэн

+29

үр үү үрбус 1 электрон

M бүрхүүлийн бүрэн18 электрон

L бүрхүүлийн бүрэн8 электрон

K бүрхүүлийн бүрэн2 электрон

Silicon

2 электрон

Бодит загварGermanium

+32 +14

SiSi

SiSi

SiSi

SiSi

Хялбаршуулсан загвар SiSi SiSi

Ge Si

А Б

Energy Band Models

Дамжуулагч материалын энергийн бүсэн загвар

Тусгаарлагч материалын энергийн бүсэн загвар

Хагас дамжуулагч материалын энергийн

бүсэн загвар

Band gap ≈ 8eVBand gap ≈ 0eV Band gap ≈ 1eVBand gap 8eVBand gap ≈ 0eV Band gap ≈ 1eV

Semiconductor types Ch.5

Si SiSiSiДулааны үйлчлэлээрсугарсан электрон

Сугарсан электроны

Si SiSiSiДулааны үйлчлэлээрсугарсан электрон

Сугарсан электроны

P

SiSi SiP

PSi SiSi

үлдээсэн зай буюу нүхSiSi Si

Si SiSi

у р рүлдээсэн зай буюу нүх

Al Al

Al

Фосфорын атомаасүлдсэн чөлөөт электрон

Хөнгөн цагааны атомындутуу электроны нүх

Донор Акцептор

___

___

___ N-төрөл

+++

+++

+++

Р-төрөл

Negati e Positi e__

__

__

++

++

++

Negative Positive

Rt

to

Thermoresistor

P-N Junction Ch.5

IP-N

IF-MAX !

( )1/0 −= TVV

F eII

V

Ω

VP-N

VR-MAX

VF0

mA

10A

ΩV

OFF

++

++

++

__

__

__

N-төрөлP-төрөл

!

+++

+++

+++

___

___

___

+ + + _ _ _

N төрөлP төрөл

AC/DC

Range

10AUNFUSED

V Ω mA

COM!

1000Vp-p +++++

+++++

+++++

_____

_____

_____

MAX

Цэнэг зөөгчгүй ядуурсан үе

Energy Band Models

N төрлийн хагас дамжуулагчийн

энергийн бүсэн загвар

Р төрлийн хагас дамжуулагчийн

энергийн бүсэн загварР-N шилжилтийн

энергийн бүсэн загвар

P-N Junction diode Ch.5

+ + + _ _ _ N-төрөлP-төрөлV

Ω

+++++

+++++

+++++

____

____

____

N-төрөлP-төрөл

mA

10A

ΩV

OFF

Дамжуулагч хөлнүүд

Анод Катод

+ _

Гүйдлийн чиг

+а т о д

AC/DC

Range

10AUNFUSED

V Ω mA

COM!

1000Vp-pMAX

P-N Junction diode Ch.5

+ + + _ _ _ N-төрөлP-төрөлV

Ω

+++++

+++++

+++++

____

____

____

N-төрөлP-төрөл

mA

10A

ΩV

OFF

Дамжуулагч хөлнүүд

Анод Катод

+ _

Гүйдлийн чиг

+а т о д

AC/DC

Range

10AUNFUSED

V Ω mA

COM!

1000Vp-pMAX

P-N Junction diode Ch.5

IDIF-MAX V

R Т й йI

FVVVr

−=

Δ=

IR = Тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл

Дифференциал эсэргүүцэл

VDVF0 V

IFF

d IIIr

−=

Δ= Дифференциал эсэргүүцэл

0.7V 10V

+BR

+ _

10V 9.3VD

+

BR

+_

10V 0VD

+

Forward and reverse biasing

Power dissipation on diode Ch.5

Half wave rectifiers Ch.5

TTr

I IIV~ RL

D

VOUT

V

VIIPVRP

t0

Quiz: VIIP-VRP=? (≈0.7V)Half wave rectifier

TrVOUT

C

V V~

I IIV~ RL

D + C

t0

VRPVO

t0

Quiz: fV~=? (50Hz)Half wave rectifier with filter Capacitor

CR ⋅=τ CRL ⋅=τ

Full wave rectifiers Ch.5

V V~Tr VOUT V

VRP VOI

II

V~

RL

D1

VOUT

+ C

IIt0

IID2

Quiz: fV~=? (100Hz)Transformer based full wave rectifier

ith filt C it

V

VIIP

Tr I

with filter Capacitor

t0

VRPVOUTI IIV~

RLD1-D4

Diode bridge based full wave rectifierQuiz: VIIP-VRP=? (≈1.4V)

Rectifier as detector of AM Ch.5

Piezo speaker

Voltage multipliers Ch.5

Tr 2VP 2VPTr

II

RL

D1 + C1

C2

IV~

2VP

VP

Tr

I IIV~

+

+C2

+

+C4

P P

D2

+ C2VP D1-D4

+

C1

+

C3

2VPVP

Voltage doubler Voltage multiplier

!25,000V

Diode and battery Ch.5

0 7V

+B

0.7V

10V

D9.3V

CIR1 +B10V

FCIR1

10V

D

A Á

+VCC

D1

+B D2 CIR1

+VCC

Pulse shapers Ch.5

D

VOUTVIN +5V

RD

VOUTVIN

D

RVOUTVIN

DR

VOUTVIN

20V 5.7V

RVOUTVIN

R

D

VOUT

C

VIND

20V2.1V

L

+V

D LD

S

Special diodes Ch.5

IF

VZ

ZENER DIODE

R VREG

VLIM

VF

VZ

IZMINVR

ΔVΔI D

RLIM

VUR

RL

VREG

ILIZIT

IZMAX

ΔI

IRPMAX

DLZT III +=

ZURLIMLIM II

VV

I

VR

−== ZMAXZMIN

Z

III

+=IR

LZTLIM III + 2Z

Low power High power

Special diodes Ch.5

ZENER DIODE

R VREG

VLIM

V =13 5V

D

RLIM

VUR

RL

VREG

ILIZIT

III +

VUR=13.5VVREG=5VIL=0.35A

DLZT III +=

ZURLIMLIM II

VV

I

VR

+−

==

VZ=5.1VIZ=0.4A

LZT III +RLIM=?

Mobile phone charger from car battery

Ω==+−

= 2.11750

4.8

40350

1.55.13

A

V

AA

VVRLIM

WAVP 0424015

WAVPL 79.135.01.5 =⋅=

+ 75.04.035.0 AAA WAVPZ 04.24.01.5 =⋅=

WAVPRLIM 3.675.04.8 =⋅=%4.21%100 == LP

Eff+ RLIMZ PP

ff

Special diodes Ch.5

SCHOTTKY DIODE

V =0 15 0 46V V =upto 200VVF=0.15-0.46V VR=upto 200V

High powerLow power Small-area Schottky diodes

200 kHz to 2 MHz up to 5 GHz

Special diodes Ch.5

TUNNEL DIODE

Special diodes Ch.5

VARACTOR DIODE

Special diodes Ch.5

PHOTO DIODE

PhotoconductivePhotovoltiacPhotovoltiac

Special diodes Ch.5

LIGHT EMITTING DIODE

Special diodes Ch.5

LIGHT EMITTING DIODE

Зөвлөмж: Дараагийн лекцинд ирэхээсээ өмнө номын 6-р бүлгийг уншиж ир.!

Гэрийн даалгавар (Бүл.5): Next week!!

Company LOGO