Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 4: Chuyển tiếp PN (PN Junction) (Phần 4) - Hồ Trung Mỹ
ĐHBK Tp HCM-Khoa Đ-ĐT
BMĐT
GVPT: Hồ Trung Mỹ
Môn học: Dụng cụ bán dẫn
Chương 4
Chuyển tiếp PN
(PN Junction)
1
Nội dung chương 4
1. Chuyển tiếp PN – Giới thiệu các khái niệm
2. Điều kiện cân bằng nhiệt
3. Miền nghèo
4. Điện dung miền nghèo
5. Đặc tuyến dòng-áp
6. Các mô hình của diode bán dẫn
7. Điện tích chứa và quá trình quá độ
8. Đánh thủng chuyển tiếp
9. Chuyển tiếp dị thể (Heterojunction)
10. Các diode bán dẫn khác
11. Giới thiệu các ứng dụng của diode bán dẫn
2
Các ứng dụng của diode bán dẫn
3
Ca
́
̣
́
của ca
́
̣
Cá
̣
̉
̉
̣
́
̣ch điện
tử
• Ca
́c ma
̣
p điệ
n cho pin hay accu (Battery
charging circuits)
Cá
̣
̉n
̣
́
̣
̣p
̣
̉
̣
́
o Qua
o Măc ngược cực ti
o Qua p trên khoa điện tử trong mạch lái rờ-le (relay)
́ dòng
́
́nh
́
a
́
́
• Các cổng logic
Cá
̣
4
̉
̣
́ áp
Sơ đồ khối của
một bộ nguồn cấp điện DC
Chú thích:
• Ac line = đường dây [điện] xoay chiều
• Power transformer = biến thế (hay biến áp) công suất
• Diode rectifier = Mạch chỉnh lưu dùng diode
• Filter = mạch lọc
• Voltage regulator = mạch ổn áp
• Load = Tải
5
Máy biến thế cấp điện
Lõi sắt miếng
Các công thức
V1/V2 = I2/I1 = n
Z1 = n2 Z2
Z1
Z2
Giả sử biến thế lý
tưởng:
• Không có tổn hao
Công suất ra bằng
công suất vào
(Thứ cấp)
(Sơ cấp)
n =
6
n = tỉ số vòng dây
Một số hình dạng của Máy biến thế
7
Half-Wave Rectifier (mạch chỉnh lưu bán kỳ)
Lý tưởng (VON=0 và rD=0)
Mạch
Đặc tuyến truyền đạt
VD0=VON=V
Mô hình điện trở thuận
Điện áp ngược đỉnh của diode PIV
(Peak inverse voltage)
Dạng sóng đầu ra
8
PIV Vs
= biên độ đỉnh của điện áp vào
8
Các công thức trong mạch chỉnh lưu bán kỳ
vs Vm sin
v V
vs
i
D0 sin
RL
với vs > VD0
với vs < VD0
i
i
rD RL
i 0
vs
fout fin
2π
π
0
2
Im
1
IDC
Im sind
2
0
i
Im
VDC RL
0.0
Vp(out) = Vp(in) – 0.7V (diode Si)
Vp(out) = ImRL và Vp(in) = Vs
VDC = Vp(out)/ = 0.318 Vp(out)
9
Full-Wave Rectifier (mạch chỉnh lưu toàn sóng)
Lý tưởng
(VON=0 và rD=0)
Đặc tuyến truyền đạt
Mạch
• Yêu cầu: Sử dụng biến thế
có chấu giữa ở thứ cấp
(nghĩa là phần giữa của
cuộn dây thứ cấp)
• Ưu điểm: Cả 2 bán kỳ
đều có dòng
• Khuyết điểm: là không sử
dụng hết điện áp ở thứ
cấp
10
Dạng sóng đầu ra
10
PIV 2Vs VD
Full –wave rectification
11
Animation of center-tapped transformer rectifier
12
Các công thức trong mạch chỉnh lưu toàn sóng
• Giá trị DC hay trung bình Vdc:
Vdc = 2Vp/ 0.636 Vp
• Tần số ra:
fout = 2fin
• Xấp xỉ bậc 2:
Vp(out) = Vp(in) – 0.7V (diode Si)
• Chú ý:
Vp(in) = 0.5 V2 (V2 là điện áp ở thứ cấp vì ngõ ra có chấu
giữa (center tap))
13
Bridge Rectifier (mạch chỉnh lưu cầu)
PIV Vs VD
14
14
Bridge Full –wave rectification
15
Animation of full bridge rectifier
16
Chỉnh lưu cầu
• Chỉnh lưu cầu
• So với các mạch chỉnh
lưu trước thì mạch này có
ưu điểm:
– Không cần biến thế có chấu
giữa
– PIV chỉ bằng phân nửa loại
thứ 2
– Số vòng dây ở cuộn thứ cấp
cũng giảm phân nửa so với
loại thứ 2
Điện áp ngược đỉnh PIV
(c) Mạch cầu
PIV = VP
(a) Mạch bán kỳ
PIV = 2VP
(b) Mạch toàn sóng
PIV = VP
18
So sánh các mạch chỉnh lưu
Mạch
PIV
Điện áp ra Điện áp ra Hiệu
Tỉ số
chỉnh lưu
suất vòng dây
đỉnh V0
DC VDC
Bán kỳ
2VS
VS – VD0
~40%
~90%
N1:N2
V0/
Toàn
sóng
VS – VD0
VS – VD0
N1:2N2
2V0/
2V0/
Cầu
VS – VD0
VS – 2VD0
~80%
N1:N2
Chú thích:
• Điện áp tại thứ cấp
vs VS sint
• VS=điện áp đỉnh của điện áp tại thứ cấp
• V0=điện áp đỉnh ở ngõ ra của mạch chỉnh lưu
• VD0=VON=V=điện áp dẫn của diode
• N1:N2=tỉ số vòng dây của biến thế
19
Mạch lọc [ngõ vào] dùng cuộn dây
(a) Mạch lọc ngõ vào (dùng) cuộn dây;
(b) Mạch tương đương AC
• Ý tưởng cơ bản: Nếu XL >> XC thì
Vout XCVin/XL
20
Tải về để xem bản đầy đủ
72 trang
23580
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 4: Chuyển tiếp PN (PN Junction) (Phần 4) - Hồ Trung Mỹ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_dung_cu_ban_dan_chuong_4_chuyen_tiep_pn_pn_junctio.pdf
