Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Chương 2 - Nguyễn Lý Thiên Trường

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

255
lượt xem 55
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Chương 2 - Diode bán dẫn trình bày cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của diode bán dẫn, đặc tuyến Volt-Ampe, các mô hình mạch diode tương đương, các tham số của diode bán dẫn, phân tích mạch DC chứa diode và một số nội dung khác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Chương 2 - Nguyễn Lý Thiên Trường

Chương 2 Diode bán d n 2.1 C u t o và nguyên t c ho t ng Diode là m t linh ki n bán d n 2 c c, c u t o cơ b n d a trên chuy n ti p PN. i n c c n i v i bán d n P g i là Anode (A), i n c c n i v i bán d n N g i là Cathode (K). Etx
Ký hi u A iD → K + vD - Ký hi u c a diode bán d n M t sô hình dáng c a các lo i diode
2.1 C u t o và nguyên t c ho t ng Vùng nghèo
2.2 c tuy n Volt-Ampe (V-A) c a diode  qv D   vD  iD = I 0  e ηkT − 1 = I 0  e  ηVT − 1      Trong ó: I0: dòng i n ngư c bão hòa kT VT = : i n th nhi t q: i n tích electron, q=1.6×10-19C q k: h ng s Boltzmann, k=1.38×10-23J/K nhi t phòng (T=300K), VT≈26mV T: nhi t tuy t i Kelvin (K) η: h ng s có giá tr trong kho ng t 1 n2
2.2 c tuy n Volt-Ampe (V-A) c a diode vD ηVT I 0e v D η V Ie 0
2.3 Các mô hình m ch diode tương ương Mô hình tương ương c a diode ch DC Mô hình s t áp h ng v i i n tr Rf: Vγ Vγ Mô hình s t áp h ng: V Vγ Vγ Mô hình lý tư ng:
2.4 Các tham sô c a diode bán d n 1. i n tr m t chi u ( i n tr tĩnh): Vth -Theo chi u thu n: Rth = Rf = I th (Có giá vài Ω n vài ch c Ω) Vng -Theo chi u ngư c: Rng = Rr = I ng (Có giá tr r t l n, hàng trăm KΩ) ∆V 2. i n tr xoay chi u : rd = ∆I VT - Khi diode làm vi c trên i m gián o n: rd = + rB (Ω) I 0.026 - nhi t ô phòng: rd = + rB (Ω) I - Khi diode làm vi c v i dòng cao thì có th b qua rB .
2.4 Các tham sô c a diode bán d n 3. i n dung tơng ơng: C0 = C hàng rào + C khu ch tán 4. M t vài tham sô gi i h n khác: - i n áp ngư c c c i cho phép V ngư c max. - Dòng i n thu n c c i cho phép Imax. - Công su t tiêu hao c c i cho phép Pmax. - T n sô c c i cho phép c a tín hi u xoay chi u fmax.
2.5 Phân tích m ch DC ch a diode Trong th c t , d dàng trong vi c phân tích m ch, c tuy n c a diode ư c xem như th ng ng. VD I(mA) Diode d n ID Vo Diode t t E V(V) ID = (E – Vγ)/R 0 Vγ Vo = ID.R Vγ = 0.6V ÷0.7V i v i diode Silicon Có th xem diode h m ch trong γ trư ng h p E < Vγ và ng n m ch Vγ = 0.2V÷0.3V i v i diode Germanium trong trư ng h p ngư c l i => ho t Diode lý tư ng: Vγ = 0V ng như m t khóa óng ng t.
2.5 Phân tích m ch DC ch a diode Ví d : Cho m ch i n dùng diode lo i Si có Vγ =0.7V như hình v . Tìm dòng i n I1, I2 và ID2 I(mA) V(V) 0 0.7 S: I1=0.212mA I2=3.32mA ID2=3.108mA
2.6 Phân tích m ch tín hi u nh cho diode Ch tín hi u nh ư c xem là ch mà dòng và áp c a linh ki n thay i trên m t o n nh c a c tuy n có th xem linh ki n như ph n t tuy n tính. v( t ) = E + A sin ωt Tìm dòng và áp trên diode? → Dùng nguyên lý x p ch ng (ch dùng cho ph n t tuy n tính).
2.6 Phân tích m ch tín hi u nh cho diode - i v i ngu n DC: I = (E – 0.7) / R (A) - i v i ngu n AC: 0.026 rd = (Ω ) (Gi s b qua i n tr rB) ID E − Vγ A iD (t ) = I D + id = + sin ωt ( A) R R + rd A.rd vD (t ) = VD + vd = Vγ + sin ωt (V ) R + rd
2.6 Phân tích m ch tín hi u nh cho diode Ví d : Cho m ch i n dùng diode lo i Si có ω Vγ=0.7 như hình v . Cho vs(t)=0.1cosωt (V), Vb=2V. Tìm vD và iD S: iD(t)=6+0.92cosωt (mA) vD(t)= 0.7+0.004cosωt (V)
2.7 Phương trình ư ng t i DC (DCLL) Phân tích tín hi u nh có th s d ng phương pháp ô th : ư ng t i DC bi u di n m i quan hê c a I,V trên diode khi có phân c c c a i n áp DC.
2.7 Phương trình ư ng t i DC (DCLL) - i m làm vi c c a diode chính là giao i m c a ư ng t i và c tuy n. - Giao i m này ư c g i là i m làm vi c tĩnh, ký hi u là Q.
2.7 Phương trình ư ng t i DC (DCLL)
2.8 Phân tích tín hi u l n cho diode M t diode ư c xem là ho t ng dư i ch tín hi u l n khi s thay i c a dòng i n và i n áp c a diode m r ng ra trên toàn b c tuy n. Khi i n tr c a m t diode thay i t r t nh n r t l n, nó ho t ng gi ng như m t công t c (switch). Diode có th ư c xem như m t công t c ư c i u khi n b ng i n áp: óng khi ư c phân c c thu n và m khi phân c c ngư c.
2.9 Phân tích m ch ch nh lưu dùng diode - M ch ch nh lưu là m ch ch cho phép dòng i n ch y qua nó theo m t chi u. - Bi n i n xoay chi u thành i n m t chi u. - Diode s d ng trong m ch này g i là diode ch nh lưu.
2.9 Phân tích m ch ch nh lưu dùng diode γ Ví d : Cho m ch i n như hình v , diode Ge có Vγ= 0.2V, i n tr rd Ω Ω không áng kê. T i RL = 9Ω, n i tr ngu n tín hi u vào ri = 1Ω. 1. Bi t i n áp vào có d ng xung vuông ho c hình sin, biên ô 10V. Hãy v d ng sóng và xác nh i n áp trên t i RL. 2. Làm l i câu 1 v i vi(t) là tín hi u sin có biên ô 1V. Xác nh giá tr i n áp trên t i t i th i i m ωt = π/2.
2.9 Phân tích m ch ch nh lưu dùng diode v i − Vγ 1. - Dòng qua t i RL: iL = ri + R L ↓iL + - Áp rơi trên t i: vi − Vγ vL vL (t ) = ⋅ RL − ri + RL γ - Vì Vγ