Chương 1 29 1.6 MẠCH XÉN VÀ MẠCH GHIM ĐIỆN ÁP <Xem TLTK [3]> 1.6.1 Mạch xén (Clippers) Mạch xén dùng để loại bỏ tín hiệu nằm dưới (hay trên) một mức chuẩn (reference level) x Ví du 1: (Giả sử Diode lý tưởng) x Ví dụ 2: (Giả sử Diode lý tưởng) R v i v o V B R v i v o V B 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 30 x Ví dụ 3: (Giả sử Diode lý tưởng) 1.6.2 Mạch ghim điện áp (Clampers) Mạch ghim điện áp thực hiện việc di chuyển tín hiệu (shifting operation) theo trục Y với độ dòch chuyển phụ thuộc vào dạng sóng ngõ vào sao cho tín hiệu ngõ ra luôn được ghim (clamped) tại một giá trò cố đònh. x Ví dụ: Giả sử Diode lý tưởng, RC >> T và V m > V B R v i v o V B1 V B2 R v i v o V B C V C = V m -V B 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 31 1.7 DIODE ZENER x Diode Zener: Hoạt động chủ yếu trong vùng phân cực nghòch x Ký hiệu và Đặc tuyến VA 9 Phân cực thuận: Như Diode thông thường 9 Phân cực nghòch: minmax Z Z Z IiI tt , v Z = V Z = constant V Z : Điện áp Zener I Zmax : Dòng phân cực nghòch tối đa của Diode Zener I Zmin : Dòng phân cực nghòch tối thiểu để v Z = V Z , thường I Zmin = 0.1 I Zmax P Zmax = V Z I Zmax : Công suất tối đa tiêu tán trên Diode Zener x Ứng dụng: Thường dùng để tạo điện áp chuẩn (reference voltage) 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 32 1.7.1 Mạch ổn áp dùng Diode Zener (Zener regulator) v S và i L : Không ổn đònh x Mục đích: Thiết kế mạch sao cho Diode Zener hoạt động trong vùng ổn áp (vùng gãy – breakdown region): I Zmax t i Z t I Zmin , v Z = V Z x Phân tích: L Z ZS R ZS i ii Vv i Vv R L i ZS Z i R Vv i Để I Zmax t i Z t I Zmin với mọi giá trò của v S và i L : min(i Z ) t I Zmin và max(i Z ) d I Zmax minmax min )min( ZL i ZS Z II R VV i t và maxmin max )max( ZL i ZS Z II R VV i d v S R i R L i L i Z i R V Z + _ 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 33 maxmin max minmax min Z L ZS i Z L ZS II VV R II VV tt Với yêu cầu về nguồn (v S ) và tải (i L ) cho trước, để chọn được R i cần phải có maxmin max minmax min Z L ZS Z L ZS II VV II VV t , thường chọn I Zmin = 0.1 I Zmax Chọn Diode Zener sao cho: maxmin minminmaxmax max 1.09.0 )()( S Z S ZSLZSL Z VVV VVIVVI I t và: maxmax L Z II t và: minmaxminmaxmin 101.0 L Z L Z Z IIIII dd x Thiết kế: Làm theo thứ tự ngược lại để xác đònh I Zmax của Diode Zener và R i x Ví dụ 1: Thiết kế mạch ổn áp dùng Diode Zener: V Z = 10 V a) v S : 14 y 20 V và i L : 100 y 200 mA A VVV VVIVVI I S Z S ZSLZSL Z 533.0 1.09.0 )()( maxmin minminmaxmax max t và AII L Z 2.0 maxmax t 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 34 và AII L Z 110 minmax d Chọn I Zmax = 0.533A R i = 15.8 : Cần xét đến công suất tiêu tán cực đại trên R i và Diode Zener: Trên R i : P Rimax = (V Smax – V Z ) 2 / R i = 6.33 W Trên Diode Zener: P Diode = I Zmax V Z = 5.33 W b) v S : 10.2 y 14 V và i L : 20 y 200 mA A VVV VVIVVI I S Z S ZSLZSL Z 4 1.09.0 )()( maxmin minminmaxmax max t Không thiết kế được !!! x Ví dụ 2: V Z = 7.2 V; v S = V dc = 12 V; i L : 12 y 100 mA; Tìm R i V Smax = V Smin = V dc = 12V mA VVV VVIVVI I S Z S ZSLZSL Z 8.97 1.09.0 )()( maxmin minminmaxmax max t và mAII L Z 100 maxmax t và mAII L Z 12010 minmax d Chọn I Zmax = 100 mA 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 35 43.5:t R i t 40:: Chọn R i = 43.5: Công suất tiêu tán cực đại: Trên R i : P Rimax = (V dc – V Z ) 2 / R i = 0.53W Trên Diode Zener: P Diode = I Zmax V Z = 0.72 W 1.7.2 Diode Zener thực tế và Độ thay đổi điện áp (percent regulation) x Diode Zener thực tế: <Xem TLTK [2]> 9 Đặc tuyến VA 9 Dùng phương pháp đồ thò để phân tích mạch. 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com . 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương 1 35 43 .5: t R i t 40:: Chọn R i = 43 .5: Công suất tiêu tán cực đại: Trên R i : P Rimax = (V dc – V Z ) 2 / R i = 0 .53 W Trên Diode Zener: P Diode = I Zmax V Z . 0 .53 3A R i = 15. 8 : Cần xét đến công suất tiêu tán cực đại trên R i và Diode Zener: Trên R i : P Rimax = (V Smax – V Z ) 2 / R i = 6.33 W Trên Diode Zener: P Diode = I Zmax V Z = 5. 33. áp dùng Diode Zener: V Z = 10 V a) v S : 14 y 20 V và i L : 100 y 200 mA A VVV VVIVVI I S Z S ZSLZSL Z 53 3.0 1.09.0 )()( maxmin minminmaxmax max t và AII L Z 2.0 maxmax t 0ҥFKÿLӋQWӱ http://www.khvt.com Chương