LEDDIODEZENERDIODE

Studieveiledning for WEB-undervisning onsdag 5/10-16

.BYAU 2015-2018, kl.16:00-19:45 på klasserom

Gyda

Emne 05, Elektroniske systemer Tema: Rele DC, diode, LED, likeretterbru og zenerdiode

Sven Åge Eriksen, sven.age.eriksen@t-fk.no, tlf 416 99 304, Fagskolen Telemark

Innhold:.

Videoanimasjoner – hvordan virker dioderFagtekst med bilder og forklaringerHvordan ser dioder ut og symboler for dioderHva kan dioder brukes tilDatablad på dioder og DC releRealistiske oppgaver, f.eks få en LED til å lyse med et 12V batteriKontrollspørsmål

Enkel atomfysikk, dioder, zenerdioder, LED (Light Emitting Diode), likeretting med diodebru, glattekondensator og ripplespenning

LED, dioder og zenerdioder !

OPPGAVER !

Oppgaver:

Lyser pæra ? (Jeg tegner inn ledningene)

Hva blir strømmen ?

EMS = 12,7 V

R = 12 Ω

Oppgaver:

Lyser pæra ? NEI

Hva er strømmen ? 0A

EMS = 12,7 V

R = 12 Ω

Oppgaver:

Lyser pæra ? (Jeg tegner inn ledningene)

Hva blir strømmen ?

EMS = 12,7 V

R = 12 Ω

Oppgaver: Svar.Lyser pæra ? Ja.

Hva blir strømmen ?I= U/R = (EMS-UD) / R = (12,7V – 0,7V) / 12 Ω = 1 A

Dioden er av type 1N4007, tåler den denne strømmen ?

EMS = 12,7 V

R = 12 Ω

Oppgave: Parallellkobing av 20 dioder .

Lyser pæra ? (Jeg tegner inn ledningene).

Hva blir strømmen ?

EMS = 12,7 V

R = 12 Ω

Oppgave: Seriekobing av 20 dioder.

Lyser pæra ? (Jeg tegner inn ledningene).

Hva blir strømmen ?

EMS = 12,7 V

R = 12 Ω

230 VAC

Hva blir DC-spenningen her ?

Hvordan vil du koble spenningskilden, likeretterbrua og kondensatoren ?.

Hva blir likespenningen over glattekondensatoren ?

230 VAC 50 Hz

230 VAC

Hva blir DC-spenningen her ?

Hvordan vil du koble spenningskilden, likeretterbrua og kondensatoren ?.

Hva blir likespenningen over glattekondensatoren ?

230 VAC 50 Hz

325 V DC

325 V DC

Hvordan vil du sjekke om likeretterbrua er OK ?

Hvordan vil du sjekke om likeretterbrua er OK ?Tips:

Vil lyspæra i kretsen med batteriet lyse nå ?

R = 0,01 Ω

R Lampe = 0,1 Ω

Lyser pæra nå ? Nei, hvorfor ikke ?

R = 0,01 Ω

R Lampe = 0,1 Ω

Lyser pæra nå ? Nei, fordi dioden må over 0,6 - 0,7 V for å lede !

R = 0,01 Ω

R Lampe = 0,1 Ω

RELE FOR DC-SPENNINGSE OGSÅ KOMPLETT DATABLAD I MAPPE FOR STUDIEVEILEDNING

RELE FOR DC-SPENNINGSE OGSÅ KOMPLETT DATABLAD I MAPPE FOR STUDIEVEILEDNING

VIKTIG: OPTION F = With built in surge suppressor = frihjusdiode

RELE FOR DC-SPENNINGSE OGSÅ KOMPLETT DATABLAD I MAPPE FOR STUDIEVEILEDNING

Surge suppressor = frihjulsdiode

Er designet av disse kretsene OK ?Hvis nei, hvorfor ikke ?

RELE

TIPS: SJEKK FRIHJULSDIODE PÅ RELE

Er designet av disse kretsene OK ?

RELE

TIPS: SJEKK FRIHJULSDIODE PÅ RELE

Er designet av denne kretsene OK ?

Stjerneklart

Animasjoner 1: (brukes ikke)

Semiconductor Diode: www-g.eng.cam.ac.ukhttp://www-g.eng.cam.ac.uk/mmg/teaching/linearcircuits/diode.html

Semiconductor Diode: www.viten.nohttp://www.viten.no/vitenprogram/vis.html?prgid=uuid%3A503EE615-769C-7189-33A4-000076D6E3B1&tid=1653866&grp=

Animasjoner 1: (brukes)

Semiconductor Diodehttp://www-g.eng.cam.ac.uk/mmg/teaching/linearcircuits/diode.html

Semiconductor Diode: www.viten.nohttp://www.viten.no/vitenprogram/vis.html?prgid=uuid%3A503EE615-769C-7189-33A4-000076D6E3B1&tid=1653866&grp=

Stjerneklart

AtomfysikkGrunnstoffer

Silisium: Hovedbestandelen i ledematerialet en diodeGrunnstoff nr 14 har 4 elektroner i 3.skall – mangler 4 elektroner for å få fullt 3.skall

Bor: Dopingmateriale i P-området Grunnstoff nr 5 har 3 elektroner i 2.skall – mangler 5 elektroner for å få fullt 2.skall

Fosfor: Dopingmateriale i N-området Grunnstoff nr 15 har 5 elektroner i 3.skall – mangler 3 elektroner for å få fullt 2.skall

Oktantregelen: Alle atomene prøver å fylle både skall 2 og 3 med 8 elektroner !

Bor har nemlig bare tre elektroner i ytterste skall, mens silisium som sagt har fire. Dette kalles for p-doping, positiv doping, fordi det blir ledige elektronposisjoner i gitteret. Disse ledige posisjonene kaller vi "hull". Det betyr ikke at materialet er "positivt ladet", p-dopet materiale er fortsatt elektrisk nøytralt. Det har beholdt alle protoner og elektroner og er altså ikke et ion.

p-doping:

Det motsatte skjer når vi tilsetter fosfor til silisium. Siden fosfor har fem elektroner i det ytterste skallet vil det bli overskudd på elektroner. Dette er n-doping, altså "negativ doping". Elektronene som blir til overs i gitteret lar seg lett flytte på. Også n-dopet silisium er elektrisk nøytralt.

n-doping:

Spørsmål:.

Gi eksempel på hva er P-type materialet er dopet med. Gi eksempel på hva er N-type materialet er dopet med.

Spørsmål:

Gi eksempel på hva er P-type materialet er dopet med. Svar: Et grunnstoff med 3 elektroner ytre skal, f.eks bor. Gi eksempel på hva er N-type materialet er dopet med. Svar: Et grunnstoff med 5 elektroner ytre skal, f.eks fosfor.

Stjerneklart

Hvordan ser dioder ut og hva kan de brukes til:

Dioder leder strømmen den ene retningen, men sperrer strømmen den andre retningen:

Stjerneklart

Stjerneklart

LED - Light emitting diode

Enkel lysdiode i serie

Formelen vi bruker for å regne ut strømbegrensende motstand: R = (Vs – Vd) / Id

Vs er tilført spenningVd er lysdiodens spenningsfall, dette finner man ved å se på databladet til lysdioden. For en rød lysdiode vil denne være omtrent 2V.Id er ønsket strøm igjennom lysdioden som må være mindre enn den tåler før den blir utbrent (typisk Id < 30mA).

Vi ser her på hvordan vi ville regnet ut motstanden for en enkel lysdiode koblet i serie. En blå lysdiode trenger 3.5V for å lyse optimalt og tåler 25mA med en spenningsforsyning på 5V, finn motstanden:

LED - Light emitting diode - OPPGAVE

Vi tar for oss tre blå lysdioder koblet i serie som trenger 3.5V for å lyse optimalt og tåler maks 25mA med en spenningsforsyning på 12V. Vi regner da ut hvor stor resistansen vi trenger ved å sette inn disse verdiene i formelen.

Hva blir verdien på resistansen ? Dimensjoner for 20 mA i kretsen. Hvorfor ?

LED - Light emitting diode – SVAR PÅ OPPGAVE

Vi tar for oss tre blå lysdioder koblet i serie som trenger 3.5V for å lyse optimalt og tåler maks 25mA med en spenningsforsyning på 12V. Vi regner da ut hvor stor resistansen vi trenger ved å sette inn disse verdiene i formelen.

Hva blir verdien på resistansen ?Dimensjoner for 20 mA i kretsen. Hvorfor ?

Stjerneklart

Stjerneklart

THE END !Thank You !