Tài liệu Thiết kế bộ bảo mật điện thoại, chương 12 doc

Chương 12: PHỤ LỤC I. DIODE: 1. Khái niệm: Diode là một linh kiện bán dẫn có hai cực và cấu tạo bởi một lớp dẫn N và một lớp dẫn P. Trong lớp dẫn N chứa nhiều điện tử và trong lớp dẫn P chứa nhiều lỗ trống và gọi là các hạt mang điện tự do. Ở giữa nó tồn tại một lớp tiếp giáp PN và có một điện áp khuếch tán. Điện áp này ngăn cản các hạt mang điện tự do qua lại vì thế mà Diode không dẫn. Qua việc đặt thêm điện áp bên ngoài, tác dụng cản trở sẽ tăng lên hoặc mất đi. Cấu tạo và kí hiệu: 2. Đặc tính Vôn – Ampe: Phân cực thuận: AA K P N V Dmax V D (V) V  I D (mA  I S V R Khi được phân cực thuận ta thấy Diode chỉ bắt đầu dẫn khi điện áp phân cực lớn hơn V  . V  : điện áp ngưỡng V  = 0,1V  0,3V ( Ge ) 0,6V  0,8V ( Si ) Điện trở động: r d = V D /  I D b) Phân cực nghòch: Khi phân cực ngược Diode rồi tăng điện thế V DC từ 0 V lên theo trò số âm chỉ có dòng rỉ I S đi qua Diode. Nếu tăng cao mức điện áp nghòch thì dòng điện rỉ qua Diode tăng lên rất lớn sẽ làm hư Diode. Theo chế tạo: Si : I S = nA Ge: I S = A 3. Các thông số kỹ thuật: V  và V Dmax Dòng điện thận cực đại I Fmax Dòng điện bão hòa nghòch I S Điện thế nghòch cực đại V Rmax Mã số Chất I Fmax I S V rmax 1N4004 Si 1A 5A 500V 1N4007 Si 1A 5A 1000V 1N5408 Si 3A 5A 1000V II. LED (Light Emitting Diode): Led là một linh kiện bán dẫn thuộc nhóm điện quang (biến đổi năng lượng điện thành ánh sáng) hoạt động dựa trên hiện tượng tái hợp bức xạ tức là hiện tượng phóng ra các photon khi có tái hợp trực tiếp giữa điện tử và lỗ trống. Led gồm một lớp chuyển tiếp P-N chế tạo bằng chất bán dẫn đặc biệt như GaAS. Tùy thuộc vào chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau. Led có điện thế phân cực thuận cao hơn Diode nắn điện nhưng điện thế phân cực ngược cực đại thường không cao. Phân cực thuận : Led đỏ : V D = 1,4V  1,8V Led vàng : V D = 2V  2,5V Led xanh lá : V D = 2V  2,8V I D = 5mA  20mA (thường chọn 10mA) Kí hiệu: Led thường được dùng trong các mạch báo hiệu, chỉ thò trạng thái như báo nguồn, trạng thái thuận hay nghòch. III. BỘ GHÉP QUANG:(OPTO – Couple) 1. Khái niệm : Bộ ghép quang đơn giản bao gồm 1Diode loại GaAS phát ra tia hồng ngoại và 1 transistor quang (phototransistor) được ghép chung trong cùng 1 vỏ. Môi trường hẹp nằm xen kẽ giữa 2 linh kiện và môi trường truyền ánh sáng. Kí hiệu: 2. Cơ chế hoạt động: Khi có dòng điện thuận chạy qua Diode thì Diode phát ra bức xạ hồng ngoại với chiều dài sóng khoảng 900nm. Năng lượng bức xạ này được A K chiếu lên mặt của phototransistor hay chiếu gián tiếp qua một môi trường dẫn quang. Đầu tiên tín hiệu điện được phần phát (Led hồng ngoại) trong bộ ghép quang biến thành tín hiệu ánh sáng. Sau đó tín hiệu ánh sáng được phần nhận (phototransistor) biến lại thành tín hiệu điện. IV. SCR (Silicon Controlled Rectifier) 1. Cấu tạo : SCR gồm có 4 lớp bán dẫn khác loại P-N ghép nối tiếp nhau và được nối ra ba chân. A : anod (cực dương) K : katod (cực âm) G : gate (cực cửa) 2. Nguyên lí hoạt động: Đặc tuyến Vôn-Ampe của SCR. Khi cực G có V A = 0 thì SCR không dẫn điện, dòng qua là I A = 0, V AK V CC Tuy nhiên khi tăng điện thế nguồn V CC lên mức đủ lớn làm điện thế V AK tăng theo đến điện thế ngập V BO (breakover) thì điện thế V AK giảm A K G I A V BO I H I G2 I G1 I G = 0 V AK V BR xuống giống như Diode và dòng I A tăng nhanh. Lúc này SCR ở trạng thái dẫn điện. Dòng điện ứng với lúc điện thế V AK giảm nhanh gọi là dòng điện duy trì I H (holding). Sau đó đặc tính SCR giống như một Diode nắn điện. SCR có thể dẫn điện với điện thế V Ak thấp hơn nhiều so với V BO khi có một xung dòng I G kích vào cực G và đây chính là nguyên lý làm việc của SCR. 3. Các thông số kỹ thuật: Khi sử dụng SCR phải biết các thông số kỹ thuật quan trọng để tránh làm hư SCR do dùng sai hoặc vượt quá giới hạn cho phép: - Dòng điện thuân cực đại I Amax - Điện thế ngược cực đại V BR - Dòng điện kích cực G cực tiểu I Gmin - Thời gian mở SCR - Thời gian tắt - Điện áp dẫn thuận IV. THẠCH ANH: Thạch anh là một loại muối kết tinh thành hình 6 mặt. Nếu chúng ta cắt nó theo một phương vò góc xác đònh chúng ta sẽ thu được những miếng thạch anh khác nhau (dạng tròn, vuông dài,…) kế đó ta mạ lên hai mặt thạch anh một lớp kim loại và gắn các điện cực để hình thành các bộ dao động thạch anh. Thạch anh có đặc tính là khi chòu kích thích bởi 1 điện trường thì bò biến dạng sinh ra dao động cơ học ngược lại khi chòu kích thích dao động cơ học thì sinh ra điện trường đó chính là hiệu ứng áp điện. Sơ đồ tương đương của thạch anh: C p L q C q r q L q ,C q :phụ thuộc vào kích thước hình học của thạch anh cách cắt khối thạch anh r q :tổn hao của miếng thạch anh C p :điện dung giá đỡ (C của hai miếng kim loại hoặc bao gồm cả C tạp tán của mạch ngoài). Do đó tính ổn đònh của C p kém Trong thực tế do r p bằng vài chục  rất nhỏ nên khi tính toán người ta thường bỏ qua và coi gần đúng r p  0. Khi đó trở kháng tương đương của thạch anh được xác đònh như sau: Dựa vào biểu thức Z q ta thấy thạch anh có 2 tần số cộng hưởng: - Tần số cộng hưởng nối tiếp f q ứng với Z q = 0 - Tần số cộng hưởng song song f q ứng với Z q =  Các tính chất của thạch anh: - Hệ số phẩm chất cao : Q = 10 4  10 6 - Tỷ số L q / C q rất lớn, do đó trở kháng tương đương của thạch anh R K = L q / C q r q rất lớn - Độ ổn đònh tần số của thạch anh rất cao - Độ bền cơ học cao - Ít chòu ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm   pqqpq qq p q q qq q qq CCLCC CL j Cj Lj Cj cjCj Lj XZ 2 2 1 11 11                      . điện ứng với lúc điện thế V AK giảm nhanh gọi là dòng điện duy trì I H (holding). Sau đó đặc tính SCR giống như một Diode nắn điện. SCR có thể dẫn điện. không dẫn điện, dòng qua là I A = 0, V AK V CC Tuy nhiên khi tăng điện thế nguồn V CC lên mức đủ lớn làm điện thế V AK tăng theo đến điện thế ngập