Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu...
Transcript of Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu...
![Page 1: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/1.jpg)
Diody a usmDiody a usměěrrňňovaovaččee 11
Diody a usmDiody a usměěrrňňovaovaččee
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Ústav elektrotechniky a měření
Milan Adámek [email protected] A711+420576035251
Přednáška č. 2
![Page 2: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/2.jpg)
Diody a usměrňovače 2
Voltampérová charakteristika diody
![Page 3: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/3.jpg)
Diody a usměrňovače 3
Voltampérová charakteristika diody
V-A charka v semilogaritmickém tvaru (technická dokumentace)
![Page 4: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/4.jpg)
Diody a usměrňovače 4
Měření VA charakteristiky diody
a) Pomocí ampérmetru a voltmetru
![Page 5: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/5.jpg)
Diody a usměrňovače 5
Měření VA charakteristiky diody
b) Pomocí osciloskopu
![Page 6: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/6.jpg)
Diody a usměrňovače 6
Mezní hodnoty diod
![Page 7: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/7.jpg)
Diody a usměrňovače 7
Dynamický odpor diody
Směrnice tečny v pracovním bodě určuje dynamický odpordiody
![Page 8: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/8.jpg)
Diody a usměrňovače 8
Pracovní bod diody
Pracovní boduvádí na VA charce pracovní napětí a proud, které odpovídají
nastaveným hodnotám díky použitým hodnotám součástek
a) Příklad lineárního děliče napětí
pracovní bod
![Page 9: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/9.jpg)
Diody a usměrňovače 9
Pracovní bod diody
b) Příklad nelineárního děliče napětí
pracovní bod
![Page 10: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/10.jpg)
Diody a usměrňovače 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
![Page 11: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/11.jpg)
Diody a usměrňovače 11
Konstruk ční provedení polovodičových diod
• vlastnosti polovodičových diod závisí na materiálu, krystalickéstruktuře a na typu a koncentraci dotující příměsi
![Page 12: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/12.jpg)
Diody a usměrňovače 12
Konstruk ční provedení polovodičových diod
![Page 13: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/13.jpg)
Diody a usměrňovače 13
Typy konstrukcí diod
Pozn. planus = rovina, epi = nad, taxis = uspořádání
![Page 14: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/14.jpg)
Diody a usměrňovače 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
![Page 15: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/15.jpg)
Diody a usměrňovače 15
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
Typy konstrukcí diod
![Page 16: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/16.jpg)
Diody a usměrňovače 16
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
Typy konstrukcí diod
![Page 17: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/17.jpg)
Diody a usměrňovače 17
Zapouzdření a označení diod
![Page 18: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/18.jpg)
Diody a usměrňovače 18
Označení polovodičových součástek
![Page 19: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/19.jpg)
Diody a usměrňovače 19
Zkoušení polovodičových součástek
![Page 20: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/20.jpg)
Diody a usměrňovače 20
Usměrňovače
Obecná struktura síťového zdroje
• ochrana proti přepětí, transformátor napětí, usměrňovač,vyhlazovací filtr, stabilizátor
![Page 21: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/21.jpg)
Diody a usměrňovače 21
Jednocestný usměrňovač
filtračníkondenzátor
![Page 22: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/22.jpg)
Diody a usměrňovače 22
Jednocestný usměrňovač
![Page 23: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/23.jpg)
Diody a usměrňovače 23
výstup bez filtračního kondenzátoru výstup s filtračním kondenzátorem C malé
výstup s filtračním kondenzátorem C velké
![Page 24: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/24.jpg)
Diody a usměrňovače 24
Dvojcestný usměrňovač
![Page 25: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/25.jpg)
Diody a usměrňovače 25
Dvojcestný usměrňovač
![Page 26: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/26.jpg)
Diody a usměrňovače 26
výstup bez filtračního kondenzátoru výstup s filtračním kondenzátorem C malé
výstup s filtračním kondenzátorem C velké
![Page 27: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/27.jpg)
Diody a usměrňovače 27
Integrovaná verze můstkového usměrňovače
![Page 28: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/28.jpg)
Diody a usměrňovače 28
Příklad realizace můstkového usměrňovače
![Page 29: Diody a usm ěrňova čeDiody a usměrňovače 10 Pr ůraz závěrné vrstvy diody • k pr ůrazu diody dojde díky velkému p řiloženému závěrnému nap ětí – tzv. pr ůrazné](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041805/5e5433622903716825644e15/html5/thumbnails/29.jpg)
Diody a usměrňovače 29
Brumové napětí
• představuje střídavou složku v usměrněném signálu• je charakterizováno amplitudou up a frekvencí fp• projevuje se nepříznivě, např. šuměním ve sluchátku• částečně se odstraní filtračním kondenzátorem