Giáo trình CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ - Chương số 2

CẤU KIỆN ĐIỆN TỬthì diode sẽ trở nên bị phân cực ngược và dòng sẽ ngưng. g) Khả năng xử lý công suất Các diode được đánh giá tùy theo khả năng xử lý công suất. Các thông số được quy định theo cấu trúc vật lý của diode (tức là, kích thước của tiếp giáp, kiểu vỏ, và kích thước của diode). Các chỉ tiêu kỹ thuật do hãng sản xuất cung cấp, dùng để xác định khả năng về công suất của diode trong khoảng nhiệt độ cho trước. Một số diode như các diode công suất đánh...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ - Chương số 2CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 34thì diode sẽ trở nên bị phân cực ngược và dòng sẽ ngưng.g) Khả năng xử lý công suấtCác diode được đánh giá tùy theo khả năng xử lý công suất. Các thông số được quy định theocấu trúc vật lý của diode (tức là, kích thước của tiếp giáp, kiểu vỏ, và kích thước của diode). Cácchỉ tiêu kỹ thuật do hãng sản xuất cung cấp, dùng để xác định khả năng về công suất của diodetrong khoảng nhiệt độ cho trước. Một số diode như các diode công suất đánh giá theo khả năngtải dòng của diode.Mức công suất tức thời tiêu tán bởi diode xác định bằng biểu thức ở phương trình (2.56), pD = vDiD (2.56)Khi các diode dẫn dòng tương đối lớn, thì diode cần phải được lắp đặt sao cho nhiệt tạo ra trongdiode có thể tiêu tán ra khỏi diode. Để tiêu tán nhiệt năng phát ra từ bên trong diode, thì phải lắpcánh tản nhiệt cho các diode.h ) Điện dung của diodeMạch tương đương của diode gồm có một tụ nhỏ. Điện dung của tụ tùy thuộc vào biên độ và cựctính của điện áp đặt vào diode cũng như các đặc tính của tiếp giáp hình thành trong suốt quátrình chế tạo.Trong mô hình đơn giản của tiếp giáp diode thể hiện ở hình 2.23, vùng tại tiếp giáp đã được rúthết cả điện tử và lỗ trống. Ở phía p của tiếp giáp có nồng độ lỗ trống cao, còn ở phía n có nồngđộ điện tử cao. Sự khuyếch tán của các điện tử và lỗ trống xảy ra lân cận tiếp giáp tạo ra dòngkhuyếch tán ban đầu. Khi các lỗ trống khuyếch tán qua tiếp giáp vào vùng n, các lỗ trống nhanhchóng kết hợp với các điện tử đa số có trong vùng n và triệt tiêu. Tương tự như vậy, các điện tửkhuyếch tán ngang qua tiếp giáp, tái hợp và biến mất, tức là tạo ra vùng nghèo (còn gọi là vùngđiện tích không gian) lân cận tiếp giáp, vì rất ít các điện tử và lỗ trống. Khi đặt điện áp phân cựcngược ngang qua tiếp giáp, vùng nghèo sẽ mở rộng, tức là làm tăng kích thước của vùng nghèo.Vùng nghèo đóng vai trò như vùng cách điện, do đó diode phân cực ngược hoạt động giống nhưmột tụ điện có điện dung thay đổi nghịch đảo với căn bậc hai của mức sụt áp ngang vật liệu bándẫn.Điện dung tương đương của các diode tần số cao nhỏ hơn 5pF, và có thể trở thành điện dung lớnkhoảng 500pF ở các diode dòng lớn (tần số thấp). Các thông số của nhà sản xuất cần phải đượclưu ý để xác định mức điện dung cho trước theo điều kiện làm việc đã cho.2.5 MẠCH NGUỒN CHỈNH LƯUỨng dụng cơ bản trước tiên của diode là chỉnh lưu. Chỉnh lưu (hay nắn) là quá trình chuyển tínhiệu xoay chiều (ac) thành một chiều (dc). Chỉnh lưu được phân loại thành chỉnh lưu bán kỳhoặc chỉnh lưu toàn kỳ.a) Chỉnh lưu bán kỳDo một diode lý tưởng có thể duy trì dòng điện chảy chỉ theo một chiều, nên diode có thể dùngđể chuyển đổi tín hiệu ac thành tín hiệu dc.Hình 2.24, là mạch chỉnh lưu bán kỳ đơn giản. Khi điện áp vào dương, diode được phân cựcthuận nên có thể được thay bằng một ngắn mạch (giả sử diode là lý tưởng). Khi điện áp vào âm,diode được phân cực ngược nên có thể thay bằng một mạch hở. Vậy, khi diode được phân cựcBIÊN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 2: TIẾP GIÁP PN & DIODE BÁN DẪNCẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 35thuận, điện áp ra trên điện trở tải có thể xác định từ quan hệ mạch phân áp. Mặt khác, ở trạngthái phân cực ngược, dòng điện bằng 0 nên điện áp ra cũng bằng 0.Hình 2.24, thể hiện ví dụ của dạng sóng ra khi cho dạng sóng vào sin có biên độ khoảng 100V,Rs = 10Ω, và RL = 90Ω.Mức điện áp trung bình của hàm tuần hoàn được tính theo tích phân của hàm số trong một chukỳ của hàm tuần hoàn, tức là bằng số hạng thứ nhất trong khai triển chuổi Fourier của hàm số.Lưu ý rằng, khi tín hiệu vào sin có trị trung bình bằng 0, thì dạng sóng ra có trị trung bình là, 1 T/2 2 πt 90 Voavg = ∫ 90sin dt = T T π 0Mạch chỉnh lưu bán kỳ có thể dùng để tạo ra tín hiệu ra dc gần như không đổi nếu dạng sóng raở hình 2.24, được lọc (xem mục 2.5c). Lưu ý mạch chỉnh lưu bán kỳ có hiệu suất rất thấp. Trongsuốt nữa bán kỳ của mỗi chu kỳ tín hiệu vào bị cắt bỏ hoàn toàn khỏi tín hiệu ra. Nếu có thểtruyền năng lượng vào đến đầu ra trong suốt bán kỳ đó cần phải tăng mức công suất ra.b) Chỉnh lưu toàn kỳMạch chỉnh lưu toàn kỳ sẽ chuyển đổi năng lượng vào đến đầu ra trong cả hai bán kỳ của tínhiệu vào và sẽ làm cho mức dòng trung bình tăng lên trong một chu kỳ. Có thể sử dụng biến áptrong mạch chỉnh lưu bán kỳ để có được cả hai cực tính âm và dương. Mạch tương đương vàdạng sóng ra như ở hình 2.25. Mạch chỉnh lưu bán kỳ sẽ tạo ra mức dòng trung bình gấp đôimức dòng trung bình củ ...