- Khởi động bằng khơng khí nén: dùng cho động cơ tĩnh tại và
5. Trang bị điện bán dẫn trên ôtô
5.2. Khái quát tính chất của một số linh kiện thông dụng
5.2.1. Điốt:
Điốt là một tiếp giáp p - n đợc chế tạo bằng cách cho một giọt Inđi nóng chảy vào miếng Gécmani loại n hay giọt Nhơm vào miếng Silíc (hình 5.5a).
Đây là loại linh kiện có hai cực, có tính dẫn điện theo một chiều. Giá trị điện trở của nó phụ thuộc giá trị và cực tính của điện áp đặt lên nó.
Trên sơ đồ mạch, điốt đợc ký hiệu nh hình 5.5b: đỉnh nhọn của tam giác chỉ chiều thuận, tức là chiều mà điện trở của điốt có giá trị nhỏ.
Đặc tính Vơn - Ampe của điốt là đờng phi tuyến nh trên hình 5.6. Ngồi phụ thuộc vào điện áp nguồn điện trở điốt còn thay đổi theo
giá trị dòng điện: Ω ữ = = Ω ữ = = K ) 100 10 ( dI dU R ) 1 1 , 0 ( dI dU R ng ng ng th th th
Khi tăng điện áp ngợc, dịng điện ngợc ban đầu tăng nhanh sau đó
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hồng Việt
139
Hình 5.5. Điốt bán dẫn.
a- Sơ đồ cấu tạo; b- Sơ đồ nối và ký hiệu; c- Điốt ổn áp; 1- Gécmani có tính dẫn điện điện tử; 2- Gécmani với tính dẫn điện lỗ
hầu nh không tăng nữa và đạt giá trị bão hồ.
Nếu tiếp tục tăng điện áp ngợc thì đến một giá trị nào đó, dịng điện ngợc tăng đột ngột --> điốt bị đánh thủng.
Phụ thuộc vào loại điốt và điều kiện làm việc của nó mà q trình đánh thủng điốt có thể là thuận nghịch hoặc khơng thuận nghịch.
Nếu q trình đánh thủng là khơng thuận nghịch, thì sau khi giảm hay cắt điện áp ngợc, điốt không trở về trạng thái ban đầu và mất đặc tính dẫn điện theo một chiều --> tức điốt bị hỏng.
Nếu quá trình đánh thủng là thuận nghịch, thì điốt khơng bị hỏng. Sau khi giảm hay cắt bỏ điện áp ngợc, điốt trở về trạng thái bình thờng, giữ ngun đặc tính dẫn điện theo một chiều.
Các điốt dùng để nắn dịng bình thờng nói chung khơng đợc phép làm việc ở gần vùng bị đánh thủng. Chế độ làm việc của chúng phải nằm trong vùng giá trị cho phép của các thông số kỹ thuật do nhà chế tạo quy định, nh:
- Dịng điện thuận định mức (giá trị trung bình) là dịng cực đại cho phép qua điốt liên tục trong quá trình làm việc mà khơng làm điốt q nóng hoặc hỏng (A);
- Điện áp ngợc cho phép cực đại [Ung] (biên độ) là điện áp ngợc cực đại điốt có thể chịu đợc mà khơng bị đánh thủng (V);
Ngồi ra, điốt cịn có một số thơng số đặc trng cho khả năng và chất lợng làm việc của nó nh:
- Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép (tO); - Dòng điện ngợc cực đại ở Ungmax (mA);
- Độ sụt áp trên hai đầu điốt khi I = Ithmax biểu thị điện trở thuận
(nội trở) của đi ốt (V).
Các điốt thờng có hai loại: điốt Gécmani và điốt Silíc. So với điốt Silíc, điốt Gécmani có độ sụt áp thuận nhỏ hơn, tuy vậy, dòng điện ngợc lớn hơn, điện áp ngợc cho phép thấp hơn và nhiệt độ làm việc cực đại cho phép cũng nhỏ hơn nhiều.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hồng Việt
140
Hình 5.6. Đặc tính vơn - ampe của Điốt thư
Đối với điốt Gécmani: [tO] = ( 75...100)OC; Đối với điốt Silíc: [tO] = (150...250)OC;
Trong trờng hợp cần thiết, để tăng sức chịu đựng Ungmax hoặc để tăng dịng làm việc, có thể dùng các biện pháp ghép nối tiếp hoặc song song các điốt với nhau theo sơ đồ tơng ứng.
Một số điốt đặc biệt nh các điốt Silíc có tiếp giáp mặt có tính chất đánh thủng thuận nghịch đợc sử dụng làm việc ở chế độ đánh thủng gọi là các điốt
ổn áp, điốt hạn chế hay điốt Zener. Các điốt này bình thờng khơng dẫn điện theo
chiều ngợc, nhng khi Ung đạt đến một giá trị nào đó gọi là điện áp ổn định thì điốt bị đánh thủng, dịng điện ngợc tăng đột ngột nhng điện áp hầu nh không thay đổi. Ngời ta lợi dụng tính chất này để hạn chế, ổn định hay tự động điều chỉnh sự phân bố điện áp trên một đoạn mạch nào đó có điốt.
Các thông số kỹ thuật cơ bản của điốt ổn áp là: - Điện áp ổn định Uz;
- Dòng IZmax và IZmin xác định đoạn làm việc của điốt trên đặc tính Vơn - Ampe (hình 5.7a);
- Điện trở động Z Z Z I U R ∆ ∆ = trong vùng ổn áp (vùng đánh thủng điốt). Giá trị RZ = (5...50)Ω phụ thuộc vào IZ, khi IZ tăng thì RZ giảm.
Trên sơ đồ mạch, điốt ổn áp đợc biểu diễn nh trên hình 5.7b hay 5.7c.
Ký hiệu quy ớc: để ký hiệu điốt Liên xô cũ sử dụng các chữ và số
nh sau:
+ Chữ cái hay chữ số thứ nhất chỉ vật liệu chế tạo: - Г hay 1: Gécmani;
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hồng Việt
141
Hình 5.7. Điốt ổn áp silíc.
a- Đặc tính vơn - ampe; b- Ký hiệu trên sơ đồ mạch; c- Sơ đồ nối.
- К hay 2: Silíc;
- А hay 3: Asennuagali.
+ Chữ cái thứ hai chỉ loại hay nhóm điốt:
- Д: Các điốt nắn dòng, điốt xung, điốt cao tần; - С: Các điốt ổn áp;
- И: Các điốt đờng ngầm.
+ Chữ số tiếp theo chỉ cơng dụng hay tính chất điện của điốt, ví dụ: 101...399 - Điốt nắn dịng;
401...499 - Điốt cao tần; 501...599 - Điốt xung.
+ Chữ cái cuối cùng chỉ loại điốt trong nhóm đã biết, ví dụ: 2Д503Б - Điốt xung, silíc loại Б.
Trên hình 5.8 là kết cấu thực tế của điốt D242.