* Mạch chỉnh lưu công suất nhỏ và mô phỏng hoạt động
Sử dụng tính chất của điôt bán dẫn, các mạch chỉnh lưu điển hình nhất (công suất nhỏ). Để đơn giản cho việc phân tích hoạt động và rút ra các kết luận chính với các mạch trên, chúng ta xét với trường hợp tải của mạch chỉnh lưu là điện trở thuần, sau đó có lưu ý các đặc điểm khi tải có tính chất điện dung hay điện cảm và với giả thiết các diode là lí tưởng, điện áp vào có dạng hình sin phù hợp với thực tế điện áp
mạng 110V/220V xoay chiều, 50Hz.
* Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kì:
Nhờ biến áp nguồn, điện áp mạng đưa tới sơ cấp được biến đổi thành hai điện áp hình sin U2.1 và U2.2 ngược pha nhau trên thứ cấp. Tương ứng với nửa chu kì dương (U21 > 0, U22 <0) D1 mở D2 khóa. Trên Rt dòng nhận được có dạng 1 chiều là điện áp nửa hình sin do U21 qua D1 mở tạo ra. Khi điện áp vào đổi dấu (nửa chu kì âm) (U21 < 0, U22 > 0) D1 khóa D2 mở và trên Rt nhận được dòng do D2 tạo ra (HV).
Giá trị trung bình của điện áp trên tải được xác định theo hệ thức
Với U2 là giá trị hiệu dụng của điện áp trên 1 cuộn của thứ cấp biến áp. - Giá trị trung bình của dòng trên tải đối với trường hợp tải thuần trở
It= Uo/Rt
* Mạch chỉnh lưu cầu
- Mạch chỉnh lưu cầu: Nhờ biến áp nguồn, điện áp mạng đưa tới sơ cấp được biến đổi thành hai điện áp hình sin U2.1 và U2.2 ngược pha nhau trên thứ cấp. Tương ứng với nửa chu kì dương (U21 > 0, U22 <0) D1, D3 mở D2, D4 khóa. Trên Rt dòng nhận được có dạng 1 chiều là điện áp nửa hình sin do U21 qua D1, D3 mở tạo ra. Khi điện áp vào đổi dấu (nửa chu kì âm) (U21 < 0, U22 > 0) D1, D3 khóa D2, D4 mở và trên Rt nhận được dòng do D2 tạo ra (HV).
* Các mạch gim
Một ứng dụng điển hình khác của điốt bán dẫn là sử dụng trong các mạch ghim (mạch hạn chế biên độ).
Xét trong trường hợp đơn giản khi Uvào là một điện áp hình sin không có thành phần 1 chiều và giả thiết điôt là lí tưởng (ngưỡng mở khóa xảy ra tại giá trị điện áp giữa 2 cực của nó bằng không Uđ = 0). Khi Ud³ 0 điôt mở và điện áp ra bằng:
Với Rth là giá trị trung bình của điện trở thuận điôt, Rng là điện trở trong của nguồn U vào Khi Uđ < 0 điôt khóa điện áp ra bằng:
Với Rngc là giá trị trung bình của điện trở ngược điôt. Nếu thực hiện điều kiện Rth + Rng << R << Rngc + Rng thì
Do đó Ura1= Uvào , Ura2» E Điều kiện Uđ = 0 xảy ra khi Uvào = E nên ngưỡng hạn chế của mạch bằng E. Tức là với mạch hạn chế trên (a) thực hiện điều kiện: Khi Uv³ E , Uđ < 0 có Ura2 = E khi Uv < E , Uđ > 0 có Ura1 = Uvào mạch hạn chế dưới (c) có: Khi Uv³ E , Uđ > 0 có Ura1 = Uvào khi Uv < E , Uđ < 0 có Ura2 = E Khi thay đổi giá trị E ngưỡng hạn chế sể thay đổi trong một dải rộng từ - Uvmax < E <Uvmax với Uvmax và biên độ của điện áp vào. Trường hợp riêng khi chọn E = 0 ta có mạch hạn chế mức 0 (mạch ghim lấy 1 cực tính của tín hiệu vào hay mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ đã xét trước). Cũng có thể mắc điốt song song với mạch ra như hình 2. 12 lúc đó ta có mạch hạn chế kiểu song song. Từ điều kiện: Rth£ Ro£ Rt£ Rngc có
Với mạch hình vẽ: Khi Uv³ E , Uđ > 0 có Ura = E Khi Uv < E , Uđ < 0 có Ura = Uvào mạch hạn chế hình vẽ b có: Khi Uv³ E , Uđ < 0 có Ura = Uvào
Khi Uv < E , Uđ > 0 có Ura = E
Lưu ý rằng nếu để ý đến ngưỡng mở của điôt thực thể (loại Si cỡ + 0,6V và loại Ge cỡ + 0,3V) thi ngưỡng hạn chế của các mạch trên bị thay đổi đi 1 giá trị tương ứng với các mức này.
K A