Điện Tử Học - Vi Mạch Điện Tử Ứng Dụng part 2 pdf

Chương 1 8 1.3 DIODE BÁN DẪN THÔNG THƯỜNG 1.3.1 Cấu trúc của Diode bán dẫn x Cấu trúc và ký hiệu x Lớp tiếp xúc pn (pn junction) 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 9 x Sự phân cực của Diode (bias) 1.3.2 Quan hệ giữa dòng điện và điện áp của Diode x Diode lý tưởng 9 v i > 0: i D > 0 và v D = 0 (Diode ngắn mạch: short circuit) 9 v i < 0: v D < 0 và i D = 0 (Diode hở mạch: open circuit) v i r i v D i D + _ 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 10 x Đặc tuyến Volt-Ampere (VA) của Diode )1()1(   T D D mV v o mkT qv oD eIeIi I o : Dòng phân cực nghòch bão hòa (reverse saturation current), A q = 1,6E-19 C k = 1,38E-23 J/ o K: Hằng số Boltzmann T: Nhiệt độ tuyệt đối, o K m: 1d m d 2: Hằng số thực nghiệm q k T V T | 25 mV, tại nhiệt độ phòng (27 o C) 9 Phân cực thuận (v D > 0): Khi T D mVv !! : T D mV v oD eIi | 9 Phân cực nghòch (v D < 0): Khi TD mVv !! : oD Ii | T D mV v o eI 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 11 x Diode thực tế và Xấp xỉ tuyến tính hóa từng đoạn (piecewise- linear approximation) 1.3.3 Mạch điện tương đương của Diode <Xem Giáo trình và TLTK [3]> 1.3.4 Các phương pháp phân tích mạch dùng Diode <Xem Giáo trình và TLTK [3]> 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 12 1.4 CHỈNH LƯU (Rectification) Chỉnh lưu là quá trình chuyển đổi từ tín hiệu xoay chiều (ac) thành tín hiệu một chiều (dc). Lưu ý : Các ví dụ trong phần này sử dụng đặc tuyến Diode lý tưởng. 1.4.1 Chỉnh lưu bán sóng (Half-wave rectification) 1 9 x Đònh luật Kirchhoff về điện áp (KVL): L i Di D Rr vv i   v i > 0: v D = 0 (Diode ngắn mạch), L i i D Rr v i  , L i Li DLL Rr Rv iRv  v i < 0: Diode hở mạch: 0 D i , 0 D L L iRv v i = V im cos(Z o t) r i v D i D v L R L + _ _ + Ideal diode N g uồn (Source) Tải (Load) 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 13 x Điện áp trên tải v L (Chỉnh lưu bán sóng): x Phân tích tín hiệu chỉnh lưu bán sóng: Giá trò trung bình: S Lm T LdcL V dttv T V ³ )( 1 , Khai triển Fourier: ¸ ¹ · ¨ © §  4cos 15 2 2cos 3 2 cos 2 11 )( tttVtv oooLmL Z S Z S Z S 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 14 x Lọc (filter) tín hiệu chỉnh lưu bán sóng: 9 Mạch lọc dùng để lọc bỏ các hài xoay chiều (harmonics) nhằm giữ lại thành phần một chiều của tín hiệu v L (t): Lọc thông thấp (lowpass filter – LPF). 9 Các dạng mạch lọc cơ bản: R R R C L L C C C (a) (b) (c) 9 Giả sử dùng mạch lọc (a) với RC = 100/Z o và R >> R L . Biên độ điện áp ngõ ra của mạch lọc tại tần số nZ o (nt1) là:  n V RCn V V Ln o Ln on 100 1 2 |  Z với V Ln là biên độ điện áp ngõ vào của mạch lọc tại tần số nZ o . Sử dụng nguyên lý chồng chập, điện áp ngõ ra: 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com . 10 x Đặc tuyến Volt-Ampere (VA) của Diode )1()1(   T D D mV v o mkT qv oD eIeIi I o : Dòng phân cực nghòch bão hòa (reverse saturation current), A q = 1,6E-19 C k = 1,38E -2 3 J/ o K: Hằng. bình: S Lm T LdcL V dttv T V ³ )( 1 , Khai triển Fourier: ¸ ¹ · ¨ © §  4cos 15 2 2cos 3 2 cos 2 11 )( tttVtv oooLmL Z S Z S Z S 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 14 x Lọc (filter). J/ o K: Hằng số Boltzmann T: Nhiệt độ tuyệt đối, o K m: 1d m d 2: Hằng số thực nghiệm q k T V T | 25 mV, tại nhiệt độ phòng (27 o C) 9 Phân cực thuận (v D > 0): Khi T D mVv !! : T D mV v oD eIi