Chương 1 diode bán dẫn

Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1 Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1 Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1 Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1 Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1 Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1 Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1Bài giảng mạch điện tử 1, chương 1

CHƯƠNG 1: DIODE BÁN DẪN

DIODE BÁN DẪN THÔNG THƯỜNG

•Diode bán dẫn thông thường:

•Zenner diode:

•tạo điện áp chuẩn

•LED (light-emitting diode): tạo ánh sáng

1 DIODE BÁN DẪN THÔNG THƯỜNG

3

Cấu trúc và ký hiệu

•Lớp tiếp xúc pn (pn junction)

Phân cực của diode

1 DIODE BÁN DẪN (tt)

5

Quan hệ giữa dòng điện &điện áp

•vi> 0: iD> 0 và vD= 0 (Diode ngắn mạch: short circuit)

•vi< 0: vD< 0 và iD= 0 (Diode hở mạch: open circuit)

Ví dụ:Cho mạch như hình vẽ, tìm dòng qua diode.

a Giả sử diode ON = > VD=0 với ID>0ID > 0 (đúng với giả thiết)

b Giả sử diode OFF => ID=0 với VD< 0

10=104.ID - VD=>VD= - 10V

ID=0 (đúng với giả thiết)

1 DIODE BÁN DẪN (tt)

7

Ví dụ:Cho Diode lý tưởng, tìm V?

Đặc tuyến VoltAmpere (VA)

 mVT

mVvDqvD

Diode thực tế và xấp xỉ

•V: điện áp ngưỡng

•Rf: điện trở thuận của diode=điện trở động rd+điện trở tiếp xúc

Phương pháp phân tích mạch diode

•Đối với mạch tín hiệu lớn Xem như diode lý tưởng giải tích mạch

•Đối với mạch tín hiệu bé

 Xem diode như một điện trở động

1 DIODE BÁN DẪN (tt)

11

Ví dụ:

Xét mạch dùng diode (Vγ=0.7V):Tìm ngõ ra VL với ngõ vào Vi

•Chỉnh lưu là quá trình chuyển đổi tín hiệu xoay chiều

(ac) thành tín hiệu một chiều (dc)

•Có 2 loại chỉnh lưu:

•Chỉnh lưu bán kỳ (Half-wave rectification)

•Chỉnh lưu toàn kỳ (Full-wave rectification)

•Lưu ý: Các ví dụ trong phần này sử dụng đặc tuyến diode lý tưởng.

2 CHỈNH LƯU

13

Chỉnh lưu bán sóng (Half-wave rectification)

•vi> 0: vD= 0 (Diode ngắn mạch)

vi = Vimcos(ot)

ri vD iD

r  R

•vi < 0: Diode hở mạch:iD  0,vL  RLiD  0

Chỉnh lưu bán kỳĐiện áp trên tải vL:

VL,dc1v (t)dt VT

2 CHỈNH LƯU (tt)

15

Hoạt động và điện áp ra trên tải vL(chỉnh lưu toàn sóng)

•Tụ C được nạp nhanh đến giá trị Vmaxcủa điện áp v0(t).

•Khi v0(t) giảm, tụ C phóng điện qua RLvới quy luật:

•Quá trình tuần hoàn với tần số chỉnh lưu fp:

•fp = 2f0 : Chỉnh lưu toàn sóng

•fp = f0: Chỉnh lưu bán sóng

•f0: tần số của nguồn vi.

RLCt

•Xấp xỉ tín hiệu ngõ ra bằng dạng sóng răng cưa

2 3Vmax  Vmin

r rms

11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM

2 CHỈNH LƯU (tt)

19

•Mạch nhân đôi điện áp một bán kỳ:

•Bán kỳ âm của vS: C1 nạp điện qua D1 đến điện áp VSmax

•Bán kỳ dương của vS: Điện áp chồng chập của C1 và vS nạp điện cho C2 qua D2 đến điện áp 2VSmax

C2D1

•Mạch nhân đôi điện áp hai bán kỳ:

•Bán kỳ dương của vS:

•C2 nạp điện qua D1 đến điện áp VSmax

•Tổng điện áp vS và VSmax trên C1 (được nạp từ bán kỳ trước) đặt lên tải RLthông qua D1

•Bán kỳ âm của vS:

•C1 nạp điện qua D2 đến điện áp VSmax

•Tổng điện áp vS và VSmax trên C2 (được nạp từ bán kỳ trước) đặt lên tải RL thông qua D2

3 MẠCH NHÂN ĐÔI ĐIỆN ÁP

21

11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM

3 MẠCH GHIM ĐỈNH

23

•Diode Zener:

•Hoạt động chủ yếu trong vùng phân cực nghịch

•Ký hiệu và đặc tuyến VA

•Phân cực thuận: như Diode thông thường

•Phân cực nghịch: IZ max  iZ  IZ min , vZ = VZ = constant

VZ: Điện áp Zener

IZmax: Dòng phân cực nghịchtối đa của Diode Zener

IZmin: Dòng phân cực nghịchtối thiểu để vZ = VZ, thườngIZmin= 0.1IZmax

PZmax= VZIZmax: Công suất tốiđa tiêu tán trên Diode Zener

vS và iL: không ổn định

Z maxLmin

 I I

Z minLmax

 I I

RVS max VZmax( i )

RVS min VZmin(i ) 

4 DIODE ZENER (tt)

25

•Với yêu cầu về nguồn (vS) và tải (iL) cho trước

và: IZ max  IL maxvà: IZ min  0.1IZ max  IL min  IZ max  10IL min

•Thiết kế: Làm theo thứ tự ngược lại để xác định IZmax của Diode Zener và Ri

IL max  IZ minIL min  IZ max

•Thường chọn IZmin = 0.1 IZmax

Q&A