Giáo trình Điện tử cơ bản (ngành Điện dân dụng cao Đẳng)

Nguyên lý ho¿t đáng Các điốt công suÃt đ°ÿc chÁ t¿o để chåu đ°ÿc mát giá trå đián áp ng°ÿc nhÃt đånh.. Khi tiÁp giáp pn- đ°ÿc đặt d°ới tác dāng của đián áp bên ngoài, nÁu đián tr°ßng ngo

Ban hành kem theo Quyết định số: 389ĐT/QĐ-CĐXD, ngày 30 tháng 9 năm 2021

C ủa Hiệu trưởng trường CĐXD số 1

Hà n ội, năm 2021

TUYÊN B Ố BẢN QUYỀN

Tài liáu này thuác lo¿i sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đ°ÿc phép dùng nguyên bÁn hoặc trích dùng cho các māc đích về đào t¿o và tham khÁo

Mßi māc đích khác mang tính lách l¿c hoặc sā dāng với māc đích kinh doanh thiÁu lành m¿nh s¿ bå nghiêm cÃm

L ỜI NÓI ĐẦU

Đián tā c¡ bÁn là môn hßc chuyên môn ngành nhằm cung cÃp các kiÁn thức

đề c°¡ng môn hßc Kÿ thuÁt đián 1 đã đ°ÿc Tr°ßng CĐXD1 ban hành Ngoài

ch°a đề cÁp tới

Bài 1: Các linh kián bán d¿n Bài 2: Bá chãnh l°u

Trong quá trình biên so¿n, nhóm giÁng viên Bá môn Đián n°ớc của

đồng chí lãnh đ¿o, các đồng nghiáp trong và ngoài tr°ßng

thián h¡n

Hà Nái, ngày&&tháng&&năm 2021

tự chßn II Māc tiêu môn hßc

- Mô tÁ đ°ÿc đặc tr°ng và những ứng dāng chủ yÁu của các linh kián Diode, Mosfet, DIAC, TRIAC, IGBT, SCR, GTO

- GiÁi thích đ°ÿc d¿ng sóng vào, ra á bá biÁn đổi AC-AC

- GiÁi thích đ°ÿc nguyên lý làm viác và tính toán những bá biÁn đổi

- Chủ đáng, nghiêm túc trong hßc tÁp và công viác

- Rèn luyán tính nghiêm túc trong hßc tÁp và trong thực hián công viác

- Rèn luyán khÁ năng làm viác đác lÁp và theo nhóm

III Nái dung

BÀI M Ở ĐẦU: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Māc tiêu:

- Trình bày đ°ÿc các khái niám c¡ bÁn trong đián tā công suÃt

- Tính toán đ°ÿc các đ¿i l°ÿng trong đián tā công suÃt

- Rèn luyán tính cẩn thÁn, tã mã, t° duy sáng t¿o và khoa hßc

1.Trå trung bình của mát đ¿i l°ÿng

1.1.Trå trung bình của đián áp

Trå trung bình của đián áp là tổng giá trå đián áp đo đ°ÿc chia cho tổng thßi gian làm viác

1.2 Trå trung bình của dòng đián

Trå trung bình của dòng đián là tổng giá trå dòng đián đo đ°ÿc chia cho tổng thßi gian làm viác

2 Công suÃt trung bình

Công suÃt trung bình là tổng công suÃt đo đ°ÿc chia cho tổng thßi gian làm viác

3 Trå hiáu dāng của mát đ¿i l°ÿng

3 1.Trå hiáu dāng của dòng đián

Trå số hiáu dāng của dòng đián là dòng mát chiều I sao cho khi ch¿y qua cùng mát đián trá thì s¿ t¿o ra cùng công suÃt

Trå số hiáu dāng dòng đián đ°ÿc tính:

= /√2 3.2.Trå hiáu dāng của đián áp

T°¡ng tự trå số hiáu dāng của đián áp cũng đ°ÿc tính:

4 Há số công suÃt

Trong biểu thức công suÃt tác dāng P = UIcosφ, cosφ đ°ÿc gßi là há

số công suÃt Há số công suÃt phā thuác vào thông số của m¿ch đián

và là chã tiêu kÿ thuÁt quan

trßng, có ý nghĩa rÃt lớn về kinh tÁ nh° sau:

- Nâng cao há số công suÃt s¿ tÁn dāng tốt công suÃt nguồn cung cÃp cho tÁi

- Khi cÅn truyền tÁi mát công suÃt P nhÃt đånh trên đ°ßng dây thì dòng đián

- ch¿y trên đ°ßng dây là:

I = P/ U cosφ

NÁu cosφ cao thì dòng đián I s¿ giÁm, d¿n đÁn giÁm tổn hao đián năng, giÁm đián áp r¡i trên đ°ßng dây và có thể chßn dây d¿n tiÁt dián nhá h¡n

Để nâng cao cosφ ta th°ßng dùng tā đián nối song song với tÁi nh° (hình 1)

12 Ch°¡ng 1: CÁC LINH KIàN ĐIàN TĀ CÔNG SUÂT

Māc tiêu:

- NhÁn d¿ng đ°ÿc các linh kián đián tā công suÃt dùng trong các thiÁt bå đián đián tā

- Trình bày đ°ÿc cÃu t¿o các lo¿i linh kián đián tā công suÃt

- GiÁi thích đ°ÿc nguyên lý làm viác các lo¿i linh kián

- Rèn luyán đức tính cẩn thÁn, tã mã, t° duy sáng t¿o và khoa hßc, đÁm bÁo an toàn, tiÁt kiám

1.Phân lo¿i

Căn cứ vào ho¿t đáng các phÅn tā bán d¿n ta phân lo¿i đ°ÿc linh kián bán d¿n

2 Điốt

Trình bÅy đ°ÿc cÃu t¿o,nguyên lý ho¿t đáng, đặc tính và các ứng

dāng điển hình của điốt công suÃt

2.1.CÃu t¿o và nguyên lý ho¿t đáng

a CÃu t¿o ; b Ký hiáu

Điốt là phÅn tā đ°ÿc cÃu t¿o bái mát lớp tiÁp giáp PN Điốt có 2 cực, anốt A là cực nối với lớp bán d¿n P, catôt K là cực nối với lớp bán d¿n kiểu N

2.1.2 Nguyên lý ho¿t đáng

Các điốt công suÃt đ°ÿc chÁ t¿o để chåu đ°ÿc mát giá trå đián áp ng°ÿc nhÃt đånh Điều này đ¿t đ°ÿc nhß mát lớp bán d¿n n- tiÁp giáp với

lớp p có cÃu t¿o giống nh° lớp n nh°ng có ít các đián tā tự do h¡n Khi tiÁp giáp pn- đ°ÿc đặt d°ới tác dāng của đián áp bên ngoài, nÁu đián tr°ßng ngoài cùng chiều với đián tr°ßng E thì vùng nghèo đián tích s¿

má ráng sang vùng n- đián trá t°¡ng đ°¡ng của điốt càng lớn và dòng đián s¿ không thể ch¿y qua Toàn bá đián áp ngoài s¿ r¡i trên vùng nghèo đián tích Tr°ßng hÿp này đ°ÿc gßi là điốt bå phân cực ng°ÿc ( hình 1-2a)

13U

Vùng ít các đián

-

là điốt bå phân cực thuÁn ( hình 1-2b) U

+ +U -

H°ớng di chuyển của các đián Hình 1- 2b Điốt bå phân 2.1.2 KhÁo sát ho¿t đáng điôt

a ThiÁt bå và dāng cā chuẩn bå

Đ

Z Hình 1-3b

- CÃp nguồn 12VDC, nối tÁi bóng đèn và điốt nh° (hình 1-3a) Quan sát hián t°ÿng á đèn Đo Uđèn và Uđiốt NhÁn xét kÁt quÁ thu đ°ÿc

- CÃp nguồn 12VDC, nối tÁi bóng đèn và điốt nh° (hình 1-3b) Quan sát hián t°ÿng á đèn Đo Uđèn và Uđiốt NhÁn xét kÁt quÁ thu đ°ÿc

- KÁt luÁn ho¿t đáng của điốt 2.2 Đặc tính V - A của điốt

Đặc tính gồm 2 phÅn, đó là đặc tính thuÁn và đặc tính ng°ÿc :

- Đặc tính thuÁn nằm trong góc phÅn t° thứ nhÃt t°¡ng ứng với UAK

> 0

- Đặc tính ng°ÿc nằm trong góc phÅn t° thứ ba t°¡ng ứng UAK < 0

Trên đ°ßng đặc tính thuÁn, nÁu đián áp anôt – catôt tăng dÅn tÿ 0 đÁn

khi v°ÿt qua ng°ỡng đián áp UD.0 khoÁng 0,6V đÁn 0,7V, gßi là đián áp

r¡i trên điốt theo chiều thuÁn Dòng qua điốt có thể có giá trå lớn nh°ng

đián áp r¡i trên điốt thì hÅu nh° không thay đổi Nh° vÁy, đặc tính thuÁn

của điốt đặc tr°ng bái tính chÃt có đián trá t°¡ng đ°¡ng nhá

Trên đ°ßng đặc tính ng°ÿc, nÁu đián áp UAK tăng dÅn tÿ 0 đÁn giá trå Ung.max, gßi là đián áp ng°ÿc lớn nhÃt, khi đó dòng qua điốt chã có

thể có giá trå rÃt nhá gßi là dòng rò, tức điốt cÁn trá dòng ch¿y theo chiều

ng°ÿc Cho đÁn khi UAK đ¿t đÁn giá trå Ung.max thì xÁy ra hián t°ÿng

dòng qua điốt tăng đát ngát d¿n đÁn tính chÃt cÁn trá dòng đián ng°ÿc

của điốt bå phá vỡ Quá trình này không có tính đÁo ng°ÿc nghĩa là nÁu

ta giÁm đián áp thì dòng đián cũng không giÁm đi Hián t°ÿng này gßi là

hián t°ÿng đánh thủng của điốt.(hình 1-4)

i

Dßn

g rß Ungma

u

(b)

Hình 1-4 Đặc tính V- A của điốt 1.4a Đặc tính thực tÁ 1.4 Đặc tính tuyÁn tính hoá 2.3.Đặc tính đóng cắt của điốt

15 Đặc tính đóng cắt tiêu biểu của mát điốt đ°ÿc thể hián trên (hình 1-5)

-Điốt á tr¿ng thái khóa trong các khoÁng thßi gian (1) và (6) với đián áp phân cực ng°ÿc và dòng đián bằng không

-à khoÁng (2) điốt bắt đÅu vào d¿n dòng -Trong khoÁng (3) điốt hoàn toàn á tr¿ng thái d¿n

-Quá trình điốt bắt đÅu á khoÁng (4) à cuối giai đo¿n (4), tiÁp giáp

PN trá nên phân cực ng°ÿc và điốt có khÁ năng ngăn cÁn dòng đián

-Trong giai đo¿n (5) tā đián t°¡ng đ°¡ng của tiÁp giáp PN đ°ÿc n¿p tiÁp tāc tới đián áp phân cực ng°ÿc

Đián tích Qr là đián tích phāc hồi

Thßi gian tr giữa đÅu giai đo¿n (4) đÁn cuối giai đo¿n (5) gßi là thßi gian phāc hồi 2.4.Các thông số c¡ bÁn của điốt

Khi sā dāng điốt ta cÅn quan tâm tới các thông số sau:

- Giá trå trung bình của dòng đián cho phép ch¿y qua điốt theo chiều thuÁn, ID

- Giá trå đián áp ng°ÿc lớn nhÃt mà điốt có thể chåu đựng đ°ÿc, Ung.max

- TÅn số

-Thßi gian phāc hồi tr và đián tích phāc hồi

3 Tranzito

3 1.CÃu t¿o

16

Hình 1-6 CÃu trúc và ký hiáu của BJT

a Lo¿i NPN b Lo¿i NPN Tranzito là phÅn tā bán d¿n gồm 3 lớp bán d¿n PNP ( gßi là bóng thuÁn ) hoặc NPN ( gßi là bóng ng°ÿc ) t¿o nên hai tiÁp giáp PN Các lớp PN giữa tÿng đián cực đ°ÿc gßi là lớp emitter J1 và lớp colecto J2 Mßi lớp

có thể đ°ÿc phân cực theo chiều thuÁn hoặc theo chiều ng°ÿc d°ới tác dāng của đián thÁ ngoài Tranzito có 3 cực: Baz¡ ( B ), colect¡ ( C ), emit¡ ( E )

CÃu trúc và ký hiáu tranzito đ°ÿc thể hián trên (hình 1-6)

3.2.Nguyên lý ho¿t đáng

3.2.1 Nguyên lý

( Xét ho¿t đáng lo¿i NPN, lo¿i PNP t°¡ng tự ) Nguyên lý ho¿t đáng của tranzito công suÃt th°ßng theo s¡ đồ (hình 1-7)

- ChÁ đá tuyÁn tính ( chÁ đá khuÁch đ¿i )

- ChÁ đá khóa

- ChÁ đá bão hòa Trong chÁ đá tuyÁn tính, hay còn gßi là chÁ đá khuÁch đ¿i, tranzito là phÅn tā khuÁch đ¿i dòng đián với dòng colecto IC bằng β lÅn dòng bazo ( dòng đián điều khiển ), trong đó β gßi là há số khuÁch đ¿i dòng đián

IC = β IB ( á tranzito công suÃt β = 10 ÷ 100 )

Tuy nhiên, trong đián tā công suÃt, tranzito chã đ°ÿc sā dāng nh° mát phÅn tā khóa Khi má dòng điều khiển phÁi tháa mãn điều kián:

17

> hay =

Trong đó kbh = 1,2 ÷ 1,5 gßi là há số bão hòa

Theo cÃu trúc bán d¿n, tiÁp giáp BE phân cực thuÁn và tiÁp giáp BC phân cực ng°ÿc

Khi đó tranzito s¿ á trong chÁ đá bão hòa với đián áp giữa colecto và emito rÃt nhá khoÁng tÿ 1 đÁn 1,5 V, gßi là đián áp bão hòa UCE.bh Theo cÃu trúc bán d¿n, á chÁ đá này cÁ hai tiÁp giáp BE và BC đều phân cực thuÁn

à chÁ đá khóa dòng điều khiển IB bằng không và dòng colecto gÅn bằng không, đián áp UCE s¿ lớn đÁn giá trå đián áp nguồn cung cÃp cho m¿ch tÁi nối tiÁp với tranzito Trong chÁ đá này tổn hao công suÃt trên tranzito bằng tích của dòng đián colecto với đián áp r¡i trên colecto – emito s¿ có giá trå rÃt nhá Theo cÃu trúc bán d¿n,

á chÁ đá này cÁ hai tiÁp giáp BE và BC đều bå phân cực ng°ÿc

3.2.2 KhÁo sát ho¿t đáng BJT

a ThiÁt bå và dāng cā chuẩn bå

- Mudun linh kián chứa Tranzito công suÃt

- TÁi đèn

- Dây có chốt cắm hai đÅu

- Khối nguồn AC, DC

- Máy hián sóng

b Qui trình thực hián

- CÃp nguồn cung cÃp DC, nguồn vào AC và nối tÁi bóng đèn t¿i đÅu ra Thay đổi biên đá tín hiáu đÅu vào Đo giá trå đián áp đÅu ra NhÁn xét

- Ngắt nguồn vào AC Thay đổi biên đá tín hiáu đÅu vào Đo giá trå đián áp đÅu ra NhÁn xét

- KÁt luÁn ho¿t đáng của BJT 3.3 Đặc tính đáng của tranzito

Đặc tính đáng của tranzito đ°ÿc chia thành 9 vùng ( hình 1-8 )

1 Tranzito đang khóa

2 Thßi gian trß của tranzito khi má

3 Quá trình taeng dòng IC do sự tích lũy đián tích trong bazo

4 Vào vùng bão hòa

5 ChÁ đá làm viác bão hòa

6 Thßi gian trß khi khóa do mÁt đá đián tích lớn không giÁm nhanh đ°ÿc

7 Dòng colecto giÁm về không

8 Tā BE đ°ÿc n¿p với – UBE đÁm bÁo cho tranzito đ°ÿc khóa

9 Tranzito khóa an toàn

18

0

t 0,7V

t IB1

0

1

Hình 1-8 Đặc tính đáng của tranzito 3.4 Các thông số c¡ bÁn của tranzito

- Dòng đián đånh mức: IC ( tới 1000A )

- Há số khuÁch đ¿i dòng đián: β

MOSFET có hai lo¿i npn và pnp

Trên (hình 1- 9) mô tÁ cÃu trúc, ký hiáu, đặc tuyÁn của mát lo¿i

MOSFET kênh d¿n kiểu n ( npn )

Trong đó:

G : là cực điều khiển đ°ÿc cách ly hoàn toàn với cÃu trúc bán d¿n còn l¿i bái lớp đián môi cực máng nh°ng có đá cách đián cực lớn SiO2

S: Cực gốc D: Cực máng

CÃu trúc bán d¿n MOSFET kênh d¿n kiểu p cũng t°¡ng tự nh°ng các lớp bán d¿n s¿ có kiểu d¿n ng°ÿc l¿i

NÁu đián áp điều khiển UGS < 0 thì vùng bề mặt tiÁp giáp cực điều khiển s¿ tích tā các lß do đó dòng đián giữa cực máng và cực gốc v¿n hÅu nh° không có

Khi đián áp điều khiển UGS > 0 và đủ lớn vùng bề mặt tiÁp giáp cực điều khiển s¿ tích tā các đián tā Nh° vÁy mát kênh d¿n thực sự đã hình thành Dòng đián giữa cực máng và cực gốc lúc này s¿ phā thuác vào đián áp UDS

4.2.2 KhÁo sát ho¿t đáng MOSFET

a ThiÁt bå và dāng cā chuẩn bå

- Mudun linh kián chứa MOSFET công suÃt

- TÁi đèn

- Dây có chốt cắm hai đÅu

- Khối nguồn AC, DC

Có thể nói IGBT t°¡ng đ°¡ng với 1 tranzito PNP với dòng

bazo đ°ÿc điều khiển bái MOSFET

5.2.2.KhÁo sát ho¿t đáng MOSFET

- Đổi cực nguồn cÃp Quan sát hián t°ÿng của đèn NhÁn xét

- Thay nguồn 12VDC bằng nguồn 24VDC Quan sát hián t°ÿng á đèn

Đo Uđèn và UG V¿ d¿ng sóng ra trên tÁi

- Thay đổi nguồn tín hiáu cÃp á cực G cho 2 tr°ßng hÿp trên Quan sát hián t°ÿng á đèn và kÁt luÁn V¿ d¿ng sóng ra trên tÁi

- KÁt luÁn ho¿t đáng IGBT

21

UD

C

§

0 Cg

c

RG

G

§ Cg

e

UG

Hình 1-11 S¡ đồ thā nghiám 5.4.Thông số IGBT

- Đián áp cực đ¿i CE khi GE ngắn m¿ch: UCSE

- Đián áp GE cực đ¿i cho phép khi CE ngắn m¿ch: UGSE

- Dòng đián mát chiều cực đ¿i: IC

- Dòng đián đãnh của colecto: ICmax

- Công suÃt tổn hao cực đ¿i: Pmax

hình của Thiristoscr công suÃt

6.1.CÃu t¿o và ký hiáu

CÃu trúc và ký hiáu của SCR đ°ÿc thể hián trên (hình 1-12)

G

A

P N

a.CÃu t¿o b.ký hiáu SCR là linh kián bán d¿n có cÃu t¿o tÿ 4 lớp bán d¿n p-n-p-n t¿o ra ba tiÁp giáp p-n:

J1, J2, J3 và đ°a ra 3 cực ( hình 1-13)

- Cực cổng: G

- Anôt: A

22

- Catôt: K 6.2.Nguyên lý ho¿t đáng

6.2.1 Nguyên lý ho¿t đáng

SCR có đặc tính giống nh° điốt, nghĩa là chã cho phép dòng ch¿y qua theo mát chiều tÿ anot đÁn catot và cÁn trá dòng ch¿y theo chiều ng°ÿc l¿i Nh°ng khác với điốt, SCR có thể d¿n dòng ngoài điều kián có đián áp UAK > 0 còn cÅn thêm mát số điều kián khác Cā thể là đián áp kích UG đặt vào cực G

Để nghiên cứu sự làm viác của SCR ta xét 2 tr°ßng hÿp sau:

SCR s¿ hoàn toàn do m¿ch ngoài xác đånh

Ph°¡ng pháp này trong thực tÁ không đ°ÿc áp dāng do nguyên nhân

má không mong muốn và không phÁi lúc nào cũng có thể tăng đ°ÿc đián

áp đÁn giá trå Uth.max Điều này d¿n tới s¿ xÁy ra tr°ßng hÿp SCR tự

má ra d°ới tác dāng của các xung của các xung đián áp t¿i mát thßi điểm ng¿u nhiên không đånh tr°ớc đ°ÿc

Ph°¡ng pháp 2:

Nái dung của ph°¡ng pháp này là đ°a mát xung dòng đián có giá trå nhÃt đånh vào gi°a cực điều khiển và catot Xung dòng đián điều khiển s¿ chuyển tr¿ng thái của SCR tÿ trá kháng cao sang trá kháng thÃp á mức đián áp anot – catot nhá.Khi đó nÁu dòng qua anot – catot lớn h¡n mát giá trå nhÃt đånh, gßi là dòng duy trì Idt thì SCR s¿ tiÁp tāc

á tr¿ng thái má d¿n dòng mà không cÅn đÁn sự tồn t¿i của xung dòng điều khiển Điều này cho thÃy có thể điều khiển má các SCR bằng các xung dòng có đá ráng xung nhÃt đånh Ph°¡ng pháp này đ°ÿc áp dāng trong thực tÁ

-Tr°ßng hÿp SCR khóa:

Để khóa SCR l¿i cÅn giÁm dòng anot – catot về d°ới mức dòng duy trì Idt bằng cách đổi chiều dòng đián hoặc áp mát đián áp ng°ÿc lên giữa anot và catot Sau khi dòng về bằng không phÁi đặt mát đián áp ng°ÿc lên anot và catot ( UAK < 0 ) trong mát khoÁng thßi gian tối thiểu, gßi là thßi gian phāc hồi tr , sau đó SCR mới có thể cÁn trá dòng đián theo cÁ hai chiều

Thßi gian phāc hồi là mát trong những thông số của SCR Thßi gian này xác đånh dÁi tÅn số làm viác của SCR Nó có giá trå khoÁng tÿ 5 đÁn 50µs đối với các SCR tÅn số cao và tÿ 50 đÁn 500µs đối với các SCR tÅn

- Đổi cực nguồn cÃp Quan sát hián t°ÿng của đèn NhÁn xét

- Thay nguồn 12VDC bằng nguồn 24VDC Quan sát hián t°ÿng á đèn

Đo Uđèn và USCR V¿ d¿ng sóng ra trên tÁi

- Thay đổi nguồn tín hiáu cÃp á cực G cho 2 tr°ßng hÿp trên Quan sát hián t°ÿng á đèn và kÁt luÁn V¿ d¿ng sóng ra trên tÁi

Khi đián áp UAK < 0, hai tiÁp giáp J1, J3 đều phân cực ng°ÿc, lớp J2 phân cực thuÁn Lúc này SCR s¿ giống nh° 2 điốtmắc nối tiÁp bå phân cực ng°ÿc Qua SCR s¿ chã có mát dòng đián rÃt nhá ch¿y qua, gßi

đÁn khi đián áp UAK tăng đÁn giá trå đián áp thuÁn lớn nhÃt Uth.max s¿ xÁy ra hián t°ÿng đián trá t°¡ng đ°¡ng m¿ch A – K đát ngát giÁm, dòng ch¿y qua SCR s¿ chã bå giới h¿n bái đián trá m¿ch ngoài NÁu khi đó dòng qua SCR lớn h¡n mát mức tối thiểu gßi là dòng duy trì Idt thì khi đó SCR s¿ d¿n dòng trên đ°ßng đặc tính thuÁn giống nh° đ°ßng đặc tính thuÁn á điốt

24

Hình 1-13 Đặc tính V- A:

6.4.Các thông số c¡ bÁn

Khi sā dāng SCR ta cÅn quan tâm tới các thông số c¡ bÁn sau:

1.Dòng đián thuÁn cực đ¿i: IA max

Đây là trå số dòng đián IA cực đ¿i qua SCR mà SCR có thể chåu đựng liên tāc, quá trå số này SCR s¿ bå h°

2.Đián áp ng°ÿc cực đ¿i

Đây là đián Ãp ng°ÿc lớn nhÃt có thể đặt vào giữa A và K mà SCR ch°a bå đánh thủng, nÁu v°ÿt qua trå số này SCR s¿ bå phá hủy Đián áp ng°ÿc cực đ¿i của SCR th°ßng khoÁng 100V đÁn 1000V

3.Dòng đián kích cực G cực tiểu.:IGmin

Để SCR có thể d¿n đián trong tr°ßng hÿp đián áp thÃp thì phÁi có dòng đián kích cho cực G của SCR Dòng đián kích cực tiểu là trå số dòng nhá nhÃt tùy đủ để điều khiển SCR d¿n đián Dòng đián kích cực tiểu có trå số lớn hay nhá s tùy thuác vào công suÃt của SCR NÁu SCR có công suÃt càng lớn thì dòng kích cực tiểu càng lớn Thông th°ßng nó có giá trå

tÿ 1mA đÁn vài chāc mA

4.Thßi gian má SCR:ton

Là thßi gian cÅn thiÁt hay đá ráng xung của xung kích để SCR có thể chuyển tÿ tr¿ng thái ng°ng sang tr¿ng thái d¿n Thßi gian má khoÁng vài

µs

5.Thßi gian tắt:toff

Theo nguyên lý, SCR s¿ tự duy trì tr¿ng thái d¿n đián sau khi đ°ÿc kích Muốn SCR đang á tr¿ng thái d¿n chuyển sang tr¿ng thái ng°ng thì phÁi cho IG bằng không và cho đián áp UAK bằng không Để SCR có thể

tắt đ°ÿc thì thßi gian cho UAK phÁi đủ lớn nÁu không khi UAK tăng lên cao l¿i ngay thì SCR s¿ d¿n đián trá l¿i Thßi gian tắt của SCR khoÁng vài chāc µs

7 Triac

7.1.CÃu t¿o

25 Triac là phÅn tā bán d¿n có cÃu trúc bán d¿n gồm 5 lớp t¿o nên cÃu trúc p-n-p-n nh° SCR theo cÁ 2 chiều Triac gồm có 2 cực T1 , T2 và cực cổng G CÃu t¿o và ký hiáu triac đ°ÿc cho á (hình 1-14.)

Ký hiáu

Hình 1-14 CÃu t¿o, ký hiáu Triac CÃu t¿o

Về nguyên tắc triac hoàn toàn có thể coi t°¡ng đ°¡ng với 2 SRC mắc song ( Hình 1-15b)

Hình 1-15a Triac mắc song song

Hình 1-15b SRC mắc song song 7.2.Nguyên lý ho¿t đáng:

7.2.1 Nguyên lý ho¿t đáng

26 Triac là linh kián có thể d¿n dòng đián theo cÁ 2 chiều Vì vÁy đånh nghĩa dòng thuÁn, dòng ng°ÿc trong tr°ßng hÿp này không có ý nghĩa Viác kích d¿n triac thực hián nhß xung dòng đián đ°a vào cổng điều khiển G Điều kián để triac đóng đián là đ°a xung dòng kích vào cổng điều khiển trong điều kián tồn t¿i đián áp trên linh kián khác

Triac có thể điều khiển má d¿n dòng bằng cÁ xung dòng d°¡ng hoặc xung dòng âm Tuy nhiên xung dòng điều khiển âm có đá nh¿y kém h¡n nghĩa là dòng chã có thể ch¿y qua triac khi đián áp gi°a T1 và t2 phÁi lớn h¡n mát giá trå nhÃt đånh, lớn h¡n khi dùng dòng điều khiển d°¡ng Nguyên lý thực hián đ°ÿc biểu dißn nh° (hình 1-16.)

Hình 1-16.S¡ đồ nguyên lý 7.2.2 KhÁo sát ho¿t đáng TRIAC

- CÃp nguồn 12VDC, nối tÁi bóng đèn và triac nh° hình v¿ Quan sát hián t°ÿng

á đèn Đo Uđèn và Utriac Dùng máy hián sóng quan sát d¿ng tín hiáu trên tÁi bóng đèn V¿ d¿ng sóng đặt trên bóng đèn.NhÁn xét

27

- ĐÁo cực nguồn cÃp Quan sát hián t°ÿng á đèn Đo Uđèn và Utriac Dùng máy hián sóng quan sát d¿ng tín hiáu trên tÁi bóng đèn V¿ d¿ng sóng đặt trên bóng đèn.NhÁn xét

- Thay nguồn 12VDC bằng nguồn 24VAC Quan sát hián t°ÿng của đèn Dùng máy hián sóng quan sát d¿ng tín hiáu trên tÁi bóng đèn V¿ d¿ng sóng đặt trên bóng đèn

- KÁt luÁn ho¿t đáng TRIAC 7.3.Đặc tuyÁn V -A

Đặc tuyÁn gồm 2 đo¿n đặc tuyÁn á góc phÅn t° thứ I và thứ II, mßi đo¿n đều giống nh° đặc tính thuÁn của mát SCR nh° (hình 1-17.)

Hình 1-17 Đặc tuyÁn V - A 8.GATE TURN OFF THYRISTO GTO

DÃu (+) á bên c¿nh chã ra rằng mÁt đá các đián tích t°¡ng ứng , các

lß hoặc đián tā đ°ÿc làm giàu thêm, với māc đích làm giÁm đián trá khi d¿n của các vùng này

S¡ đồ cÃu trúc, m¿ch t°¡ng đ°¡ng nh° (hình 1-18)

28

Hình 1-18 CÃu trúc GTO 8.2.Nguyên lý ho¿t đáng

8.2.1 Nguyên lý ho¿t đáng

Tr°ßng hÿp 1: Khi ch°a có dòng điều khiển

- NÁu UA > UK thì toàn bá đián áp s¿ r¡i trên tiÁp giáp J2 á giữa giống nh° SCR

- NÁu UA < UK thì tiÁp giáp p+ -n á sát anốt s¿ bå đánh thủng ngay á đián áp rÃt thÃp tức GTO không thể chåu đ°ÿc đián áp ng°ÿc

Tr°ßng hÿp 2: Khi có dòng điều khiển và ( A+ ; K-)

- Giống nh° SCR th°ßng Tuy nhiên do cÃu trúc bán d¿n khác nhau nên dòng duy trì á GTO cao h¡n á SCR th°ßng Do đó, dòng điều khiển phÁi có biên đá lớn h¡n và duy trì trong thßi gian dài h¡n để dòng qua GTO kåp v°ÿt xa giá trå dòng duy trì

- GTO cũng nh° SCR th°ßng, sau khi GTO đã d¿n thì dòng điều khiển không còn tác dāng , do đó có thể má GTO bằng các xung ngắn với CS không đáng kể

Tr°ßng hÿp 3: Khoá GTO

Để khoá GTO 1 xung dòng phÁi đ°ÿc lÃy ra tÿ cực điều khiển KÁt quÁ dòng anốt s¿ bå giÁm cho đÁn khi về đÁn không, dòng đều khiển đ°ÿc duy trì 1 thßi gian ngắn để GTO phāc hồi tính chÃt khoá

29 8.2.2.KhÁo sát ho¿t đáng GTO

- Đổi cực nguồn cÃp Quan sát hián t°ÿng của đèn NhÁn xét

- Thay nguồn 12VDC bằng nguồn 24VDC Quan sát hián t°ÿng á đèn

Đo Uđèn và UGTO V¿ d¿ng sóng ra trên tÁi

- Thay đổi nguồn tín hiáu cÃp á cực G cho 2 tr°ßng hÿp trên Quan sát hián t°ÿng á đèn và kÁt luÁn V¿ d¿ng sóng ra trên tÁi

- KÁt luÁn ho¿t đáng GTO

CÂU HàI ÔN TÀP

1.Trình bày cÃu t¿o, nguyên lý ho¿t đáng và các ứng dāng điển hình của điốt công suÃt ?

2.Trình bày cÃu t¿o,nguyên lý ho¿t đáng và các ứng dāng điển hình của Tranzito công suÃt ?

1.Trình bày cÃu t¿o,nguyên lý ho¿t đáng và các ứng dāng điển hình của MOSFETcông suÃt ?

3.Trình bày cÃu t¿o,nguyên lý ho¿t đáng và các ứng dāng điển hình của IGBT công suÃt ?

4.Trình bày cÃu t¿o,nguyên lý ho¿t đáng và các ứng dāng điển hình của SCR ?