Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Transkript

1 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Ústav elektrotechniky a měření Diody a usměrňova ovače Přednáška č. 2 Milan Adámek adamek@ft.utb.cz U5 A Diody a usměrňova ovače 1

2 Voltampérová charakteristika diody Diody a usměrňovače 2

3 Voltampérová charakteristika diody V-A charka v semilogaritmickém tvaru (technická dokumentace) Diody a usměrňovače 3

4 Měření VA charakteristiky diody a) Pomocí ampérmetru a voltmetru Diody a usměrňovače 4

5 b) Pomocí osciloskopu Měření VA charakteristiky diody Diody a usměrňovače 5

6 Mezní hodnoty diod Diody a usměrňovače 6

7 Dynamický odpor diody Směrnice tečny v pracovním bodě určuje dynamický odpor diody Diody a usměrňovače 7

8 Pracovní bod diody Pracovní bod uvádí na VA charce pracovní napětí a proud, které odpovídají nastaveným hodnotám díky použitým hodnotám součástek a) Příklad lineárního děliče napětí pracovní bod Diody a usměrňovače 8

9 Pracovní bod diody b) Příklad nelineárního děliče napětí pracovní bod Diody a usměrňovače 9

10 Průraz závěrné vrstvy diody k průrazu diody dojde díky velkému přiloženému závěrnému napětí tzv. průrazné napětí dioda se po průrazu stává vodivou i v závěrném směru díky tomu: přiložené napětí vytrhne valenční elektrony stanou se volné jde o Zenerův jev (Zener americký fyzik) uvolněné valenční elektrony vyrazí další elektrony - jde o lavinový jev (Avalenche efekt) standardní diody po překročení průrazného napětí jsou poničeny stabilizační diody (Zenerovy) využívají průrazného proudu, průrazné napětí je Zenerovo napětí Diody a usměrňovače 10

11 Konstrukční provedení polovodičových diod vlastnosti polovodičových diod závisí na materiálu, krystalické struktuře a na typu a koncentraci dotující příměsi Diody a usměrňovače 11

12 Konstrukční provedení polovodičových diod Diody a usměrňovače 12

13 Typy konstrukcí diod Pozn. planus = rovina, epi = nad, taxis = uspořádání Diody a usměrňovače 13

14 Typy konstrukcí diod a) nízkofrekvenční diody vyrobeny technologií difuzní, planární nebo epitaxní velká plocha přechodu snese velké proudy, naopak velká zotavovací doba b) univerzální diody vyrobeny epitaxní technologií pro střední a větší proudy (1A, 3A, 6A) středně velká kapacita přechodu c) vysokofrekvenční signálové diody v obvodech MHz až GHz. krátká doba zpětného zotavení malá kapacita přechodu Diody a usměrňovače 14

15 Typy konstrukcí diod c) vysokofrekvenční signálové diody hrotové germániové diody wolframový hrot přitavený na germániovou N destičku Schottkyho diody kov (Al, Pt) se dotýká epitaxni vrstvy N na polovodiči Si nebo GaAs Schottkyho jev záporné elektrony v polovodiči indukují na povrchu kovu kladný náboj stejné velikosti má velký závěrná proud, vynikající dynamické parametry Diody a usměrňovače 15

16 Typy konstrukcí diod d) výkonové usměrňovací diody pro spínání velkých proudů při napětích nad 100V robustní konstrukce s velkou plochou přechodu velké kontaktní plochy na elektrodách odvod tepla e) přepěťové ochranné diody, transily unipolární transil velmi rychlá Zenerova dioda, která snese krátkodobě velký závěrný proud bipolární transil jde o dva antiparalelně zapojené unipolární transily Diody a usměrňovače 16

17 Zapouzdření a označení diod Diody a usměrňovače 17

18 Označení polovodičových součástek Diody a usměrňovače 18

19 Zkoušení polovodičových součástek Diody a usměrňovače 19

20 Usměrňovače Obecná struktura síťového zdroje ochrana proti přepětí, transformátor napětí, usměrňovač, vyhlazovací filtr, stabilizátor Diody a usměrňovače 20

21 Jednocestný usměrňovač filtrační kondenzátor Diody a usměrňovače 21

22 Jednocestný usměrňovač Diody a usměrňovače 22

23 výstup bez filtračního kondenzátoru výstup s filtračním kondenzátorem C malé výstup s filtračním kondenzátorem C velké Diody a usměrňovače 23

24 Dvojcestný usměrňovač Diody a usměrňovače 24

25 Dvojcestný usměrňovač Diody a usměrňovače 25

26 výstup bez filtračního kondenzátoru výstup s filtračním kondenzátorem C malé výstup s filtračním kondenzátorem C velké Diody a usměrňovače 26

27 Integrovaná verze můstkového usměrňovače Diody a usměrňovače 27

28 Příklad realizace můstkového usměrňovače Diody a usměrňovače 28

29 Brumové napětí představuje střídavou složku v usměrněném signálu je charakterizováno amplitudou u p a frekvencí f p projevuje se nepříznivě, např. šuměním ve sluchátku částečně se odstraní filtračním kondenzátorem Diody a usměrňovače 29