Kỹ thuật xung - Chương 3

Tài liệu tham khảo bài giảng Kỹ thuật xung - Chương 3: Chuyển mạch điện tử
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật xung - Chương 3Bài giảng Kỹ thuật Xung Chương 3CHÖÔNG 3.CHUYEÅN MAÏCH ÑIEÄN TÖÛCaùc linh kieän ñieän töû nhö diode, transistor, ñeøn chaân khoâng ñöôïc goïi laø caùc linhkieän chuyeån maïch vì chuùng coù hai vuøng hoaït ñoäng: vuøng taét vaø vuøng daãn. ÔÛvuøng taét, caùc linh kieän chuyeån maïch ñöôïc xem nhö khoâng daãn ñieän/daãn ñieän ôûvuøng phaân cöïc nghòch/baõo hoøa. Do ñoù, muoán hieåu roõ nguyeân lyù hoaït ñoäng caùcmaïch bieán ñoåi xung, tröôùc heát caàn naém vöõng veà caáu truùc vaø baûn chaát lyù thuyeátcuûa nhöõng linh kieän treân.Khaûo saùt caùc phaàn töû ôû 2 cheá ñoä: cheá ñoä xaùc laäp vaø cheá ñoä quaù ñoäI. CHEÁ ÑOÄ XAÙC LAÄP1. Diode Ñöôøng Ñaëc Tính Cuûa Diode vaø maïch töông ñöông Quan heä Volts – Amperes cuûa Diode ñöôïc moâ taû nhö sau: ⎡ qvD ⎤ i D = I 0 ⎢e nkT − 1⎥ (1) ⎣ ⎦ Caùc soá haïng trong phöông trình ñöôïc ñònh nghóa nhö sau : iD : Doøng qua diode (A) vd : Hieäu ñieän theá rôi treân Diode (V) Io : Doøng baõo hoøa ngöôïc q : Ñieän tích electron, 1,6.10-19 J/V ( C ) k : Haèng soá Boltzmann , 1,38.10-23 J/ok T : Nhieät ñoä tuyeät ñoái (oK) n : Haèng soá kinh nghieäm , 1 ≤ n ≤ 2 ÔÛ nhieät ñoä phoøng (300oK) VT = k.T/q = 25 (mV) Do ñoù phöông trình (1) coù theå vieát laïi laøThs. Nguyeãn Troïng Haûi Trang 43Bài giảng Kỹ thuật Xung Chương 3 ⎡ nV vD ⎤ i D = I 0 ⎢e T − 1⎥ (2) ⎢ ⎣ ⎥ ⎦ Phöông trình (2) cho ta thaáy: Neáu vD ≤ VT thì doøng iD laø doøng baõo hoøa nghòch -Io , I0 haàu nhö khoâng phuï thuoäc ñieän aùp phaân cöïc nghòch Tuøy theo caùch cheá taïo I0 ≈ nA ñoái vôùi Si vaø I0 ≈ µ A ñoái vôùi Ge I0 raát nhaïy vôùi nhieät ñoä: taêng 2 laàn khi T taêng 60C ñoái vôùi Si, va khi T taêng 100C ñoái vôùi Ge Maïch töông ñöông diode phaân cöïc nghòch laø Io Hoaëc A K A K R neáu vD > VT vaø hoaït ñoäng ôû nhieät ñoä 25oC thì doøng ñieän thuaän cuûa Diode ñöôïc giaûn löôïc nhö sau: ⎡ nV vD ⎤ i D = I 0 ⎢e T ⎥ ⎢ ⎣ ⎥ ⎦ Nhöõng phöông trình treân ñöôïc minh hoïa ôû hình sau cho caû hai vaät lieäu Sillicon vaø Germanium. Hình 3.1: Ñaëc tuyeán Volts- AmperesThs. Nguyeãn Troïng Haûi Trang 44Bài giảng Kỹ thuật Xung Chương 3 Ñaëc tuyeán thöïc cuûa Diode coù daïng haøm muõ. Khi phaân cöïc thuaän moái noái p-n, ôû beân phaûi ñaëc tuyeán V-A, thì ñieän trôû tieáp xuùc cuûa chaát lieäu baùn daãn tæ leä thuaän vôùi ñieän trôû thuaän. Khi phaân cöïc nghòch moái noái p-n, beân traùi ñaëc tuyeán V-A, thì doøng ñieän ræ Io tæ leä nghòch vôùi ñieän trôû nghòch. Khi Diode chòu moät ñieän aùp ngöôïc lôùn seõ laøm phaù huûy tieáp giaùp p-n. Ñieän aùp rôi treân Diode khi ñöôïc phaân cöïc thuaän laø Vγ = 0,1v ñeán 0,3v (choïn 0,2v) , Ñoái vôùi Diode loaïi Ge. Vγ = 0,6v ñeán 0,8v (choïn 0,7v) , Ñoái vôùi Diode loaïi Si. Maïch töông cuûa Diode khi ñöôïc phaân cöïc thuaän laø: A K A rd K Vγ Diode lyù töôûng rd : Ñieän trôû ñoäng rd = nVT / (iD + Io) ≈ nVT / iD Diode lyù töôûng coù rd = 0 vaø Vγ = 0. Trong khi söû duïng diode P-N laøm chuyeån maïch ôû cheá ñoä xaùc laäp phaân cöïc thuaän, tuøy tröôøng hôïp ta coù theå xem nhö A K Vγ Vγ rd A K IDz2. Diode oån aùp baùn daãn (diode zener)a. Ñaïi cöông K Vz I0 ...