Bài giảng môn Kỹ thuật điện tử ( Lê Thị Kim Anh ) - Chương 2 docx

Chương DIODE BÁN D N 2.1 Khái ni m Diode m t linh ki n bán d n c c, c u t o b n d a chuy n ti p PN ði n c c n i v i bán d n P g i Anode (A), ñi n c c n i v i bán d n N g i Cathode (K) Cathode (N) Anode (P) Ky hi u c a diode bán d n Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh M t sơ hình dáng c a lo i diode Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 2.2 Các tham sô c a diode bán d n ði n trơ m t chi u (ñi n trơ tĩnh): - Theo chi u thu n: Vth Rth = Ith (Có gia tr tư vài Ω đ n vài ch c Ω) - Theo chi u ngư c: R ng = Vng I ng (Có gia tr r t l n, hàng trăm KΩ) Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh dV ði n trơ xoay chi u : r d = dI Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh - Khi diode làm vi c ñi m gián ño n: ði m gián ño n ñi m ñ c n mà ño diode chuy n tư gia tr ñi n trơ cao sang ñi n trơ th p VT rD = + rB (Ω) I I: dịng qua diode - VT: n thê nhi t; - rB :ñi n trơ g p (bulk resistance) bao g m ñi n trơ c a v t li u bán d n va ñi n trơ ti p xúc - nhi t phịng: 0.026 rD = + rB (Ω) I - Khi diode làm vi c v i dịng cao thi có thê bo qua rB Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 2.3 Các tham sô c a diode bán d n ði n dung tương ñương: C0 = C hàng rào + C khu ch tán M t vài tham sô gi i h n khác: - ði n áp ngư c c c ñ i cho phép V ngư c max - Dòng ñi n thu n c c ñ i cho phép Imax - Cơng su t tiêu hao c c đ i cho phép Pmax - T n sô c c ñ i cho phép c a tín hi u xoay chi u Fmax Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 2.4 Phân tích m ch DC ch a diode Gi s diode silicon ñư c phân c c thu n cho có đ dịng n đ m làm vi c n m ñi m gián ño n: E = I.R + Vγ (V) γ ⇒ I = (E – 0.7)/R (A) Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 2.5 Phân tích m ch tín hi u nho cho diode Tín hi u nho đư c xem ño n làm vi c c a diode ñ c n đu nho đê có thê xem n tính v(t ) = E + A sin ωt Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh Áp d ng nguyên lý x p ch ng cho m ch n tính: - ð i v i ngu n DC: I = (E – 0.7) / R (A) Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh - ð i v i ngu n AC: 0.026 rD = (Ω ) I e A sin ωt i= = R + rD R + rD - T ng h p: E − 0.7 A sin ωt i(t) = I + i = + R R + rD v (D) A sin ω t = + rD R + rD Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 10 2.7 Phân tích tín hi u l n cho diode - Ch đ tín hi u l n s thay đ i c a dịng n ñi n áp c a diode m r ng tồn b đ c n - Khi ñi n tr c a m t diode thay ñ i t r t nh ñ n r t l n, ho t đ ng gi ng m t công t c (switch) Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 14 - M t công t c lý tư ng có n tr b ng khơng đóng n tr vơ m - Diode có th đư c xem m t cơng t c đư c u n b ng n áp: đóng đư c phân c c thu n m phân c c ngư c Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 15 Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 16 2.8 Ch nh lưu - M ch ch nh lưu m ch ch cho phép dòng ñi n ch y qua theo m t chi u - Bi n ñi n xoay chi u thành ñi n m t chi u - Diode sư d ng m ch g i diode ch nh lưu Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 17 Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 18 Ví d Cho m ch n hình ve, diode Ge có Vγ= 0.2V, n i trơ rD khơng đáng kê T i RL = 9Ω, ngu n tín hi u vào có ri = 1Ω Bi t n áp vào có d ng xung vng ho c hình sin, biên 10V Hãy ve d ng sóng va xác đ nh n áp t i RL V n câu h i vi(t) hình sin có biên 1V Xác đ nh gia tr n áp t i t i th i ñi m ωt = π/2 D ri VL RL + _ Vi Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 19 Hư ng d n - Dòng qua t i RL: v i − Vγ iL = ri + R L - Áp rơi t i: v L (t ) = v i − Vγ ri + R L D ri VL RL + _ Vi x RL - Vì Vγ Vγ, t i ωt = π/2: γ vi − Vγ (sinωt − 0.2) vL (t) = x RL = = 0.72V ri + RL 10 Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 22 vi 1V Vγ=0.2V t VL 0.72V t Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 23 2.9 Diode n áp (Zener) Ky hi u: ð c tính: - Chê t o b ng v t li u ch u nhi t va t a nhi t t t - Ho t ñ ng chê ñô phân c c ngư c - ðo n làm vi c ph n ñ c n song song v i tr c tung Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 24 ð c n VZ V1 V2 IZmin A• IZ • Q IZmax B • Imax = Pmax Vng V1: ñi n áp chi u chưa n ñ nh V2: ñi n áp l y t i ña n ñ nh R1: ñi n trơ h n dòng cho diode, cho Q n m ño n AB ð c n V-A c a diode Zener Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 25 Ví du: Cho m ch n hình ve R1 = 300Ω; R2 = 1200Ω Ω Ω Xác ñ nh ph m vi thay ñ i c a Vi ñê có n áp t i R2 n ñ nh m c 10V (Ch n lo i diode Zener có VZ = 10V, IZmin = 10mA, IZmax = 30mA.) R1 IR Vi+∆Vi ∆ DZ IL R2 VL IZ Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 26 Hư ng d n R1 - Dòng qua t i: VL IL = = 8.3 (mA) R2 IR Vi+∆Vi ∆ DZ IL R2 IZ - Áp d ng ñ nh lu t Ohm: Vi = I R R + V Z = ( I Z + I L ) R + V Z V i = 15 V ; V i max = 21 V Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 27 VL Câu h i c ng cô C u t o va ky hi u c a diode? Các tham sô b n c a diode? Phân c c cho diode? Phân tích m ch DC c a diode Khái ni m vê tín hi u nho va l n? ðư ng t i DC va ñi m làm vi c? Phân tích m ch AC c a diode? Khái ni m vê ch nh lưu? ð c tính c a m ch ch nh lưu? Khái ni m vê n áp? ð c tính làm vi c c a diode Zener? Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 28 ... 0. 2) vL (t) = x RL = = 0.72V ri + RL 10 Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 22 vi 1V Vγ=0.2V t VL 0.72V t Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 23 2. 9 Diode n áp (Zener) Ky... tính v(t ) = E + A sin ωt Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh Áp d ng nguyên lý x p ch ng cho m ch n tính: - ð i v i ngu n DC: I = (E – 0. 7) / R (A) Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê. .. 10mA, IZmax = 30mA .) R1 IR Vi+∆Vi ∆ DZ IL R2 VL IZ Bài gi ng môn K thu t ði n t GV: Lê Th Kim Anh 26 Hư ng d n R1 - Dòng qua t i: VL IL = = 8.3 (mA) R2 IR Vi+∆Vi ∆ DZ IL R2 IZ - Áp d ng ñ nh lu