- Xem mạch hình 1.1a. - Nguồn điện một chiều E mắc trong mạch làm cho diode phân cực thuận. - Phương trình này xác định điểm làm việc của diode tức điểm điều hành Q, được gọi là phương trình đường thẳng lấy điện. - DIODE TRONG MẠCH ÐIỆN MỘT CHIỀU - Ngược lại khi E <. - DIODE TRONG MẠCH ÐIỆN XOAY CHIỀU - MẠCH CHỈNH LƯU Mạch chỉnh lưu là ứng dụng thông dụng và quan trọng nhất của diode bán dẫn, có mục đích đổi từ điện xoay chiều (mà thường là dạng Sin hoặc vuông) thành điện một chiều.. - Mạch chỉnh lưu nửa sóng (một bán kỳ). - Trong mạch này ta dùng kiểu mẫu lý tưởng hoặc gần đúng của diode trong việc phân tích mạch.. - Diode chỉ dẫn điện khi bán kỳ dương của v i (t) đưa vào mạch Ta có:. - Ðiện thế đỉnh phân cực nghịch của diode là:. - Ta cũng có thể chỉnh lưu lấy bán kỳ âm bằng cách đổi đầu diode.. - Chỉnh lưu toàn sóng với biến thế có điểm giữa. - Mạch cơ bản như hình 1.8a. - Dạng sóng ở 2 cuộn thứ cấp như hình 1.8b. - Ở bán kỳ dương, diode D 1 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc diode D 2 phân cực nghịch nên xem như hở mạch (hình 1.9). - Ở bán kỳ âm, diode D 2 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc diode D 1 phân cực nghịch nên xem như hở mạch (Hình 1.10). - Ðiện thế đỉnh ở 2 đầu R L là:. - Và điện thế đỉnh phân cực nghịch ở mỗi diode khi ngưng dẫn là:. - Dạng sóng thường trực ở 2 đầu R L được diễn tả ở hình 1.11. - Người ta cũng có thể chỉnh lưu để tạo ra điện thế âm ở 2 đầu R L bằng cách đổi cực của 2 diode lại.. - Chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu diode Mạch cơ bản. - Ở bán kỳ dương của nguồn điện, D 2 và D 4 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc D 1. - Dùng kiểu mẫu điện thế ngưỡng, mạch điện được vẽ lại như hình 1.13. - Ở bán kỳ âm của nguồn điện, D 1 và D 3 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc D 2 , D 4. - phân cực nghịch xem như hở mạch (Hình 1.14). - Ðiện thế đỉnh phân cực nghịch V RM ở mỗi diode là:. - Chỉnh lưu với tụ lọc. - Ta xem lại mạch chỉnh lưu toàn sóng với biến thế có điểm giữa. - Trong thời điểm từ t=0 đến t=T/4, tụ C sẽ nạp nhanh đến điện thế đỉnh V dcm . - Nếu dòng rỉ của tụ điện không đáng kể, tụ C sẽ không phóng điện và điện thế 2 đầu tụ được giữ không đổi là V dcm . - Thực tế, điện thế trung bình thay đổi từ 0,637V dcm đến V dcm . - Hình 1.16 mô tả chi tiết dạng sóng ở 2 đầu tụ C (tức R L. - Do điện thế đỉnh tối đa là V dcm nên điện thế trung bình tối thiểu là V dcmin =V dcm -V r(p-p). - Bằng nguyên lý chồng chất, ta có thể xem như điện thế 2 đầu tải bằng tổng của thành phần một chiều V DC với thành phần sóng dư xoay chiều có tần số gấp đôi tần số của nguồn điện chỉnh lưu.. - Hệ số sóng dư quyết định chất lượng của mạch chỉnh lưu.. - Phương trình điện thế sóng dư. - Nếu gọi i c là dòng phóng điện của tụ điện có điện dung C và V C là điện thế 2 đầu t ụ đi ện thì:. - Nếu sự thay đổi điện thế 2 đầu tụ là tuyến tính thì dòng điện i c là dòng điện một chiều.. - Với f là tần số của nguồn điện chỉnh lưu.. - Sóng dư sẽ tăng gấp đôi khi chỉnh lưu nửa sóng vì lúc đó f=f r. - Mạch chỉnh lưu nửa sóng là một thí dụ đơn giản về mạch cắt.. - Dạng căn bản như hình 1.20. - Hình 1.21 cho thấy đáp ứng của mạch cắt căn bản đối với các dạng sóng thông dụng khi coi diode là lý tưởng.. - Bây giờ nếu ta mắc thêm một nguồn điện thế một chiều V nối tiếp với diode như hình 1.22b. - Nếu tín hiệu vào v i (t) có dạng hình sin với điện thế đỉnh là Vm thì ngõ ra sẽ có dạng như hình vẽ 1.22c với điện thế đỉnh V m -V tức V 0 =V i -V (coi diode lý tưởng). - Hình 1.24 là đáp ứng của mạch cắt song song căn bản với các dạng sóng thông dụng (diode lý tưởng). - Ta cũng có thể mắc thêm một nguồn điện thế 1 chiều V nối tiếp với diode. - Thí dụ: ta xác định v 0 của mạch điện hình 1.25 khi v i có dạng tam giác và diode xem như lý tưởng. - Khi diode dẫn điện: v 0 =V=4V. - Nhưng mạch cũng có thể có một nguồn điện thế độc lập. - Mạch ghim áp căn bản như hình 1.27. - inh viên thử xác định v 0 của mạch điện hình 1.29 S. - MẠCH DÙNG DIODE ZENER:. - Cũng tương tự như diode chỉnh lưu, với diode zener ta cũng dùng kiểu mẫu gần đúng trong việc phân giải mạch: Khi dẫn điện diode zener tương đương với một nguồn điện thế một chiều v z (điện thế zener) và khi ngưng nó tương đương với một mạch hở.. - Diode zener với điện thế ngõ vào v i và tải R L cố định. - Mạch căn bản dùng diode zener có dạng như hình 1.30 Khi v i và R L cố định, sự phân tích mạch có thể theo 2 bước:. - Xác định trạng thái của diode zener bằng cách tháo rời diode zener ra khỏi mạch và tính hiệu thế V ở hai đầu của mạch hở. - Công suất tiêu tán bởi diode zener được xác định bởi. - Diode zener thường được dùng trong các mạch điều hòa điện thế để tạo điện thế chuẩn. - Mạch hình 1.30 là 1 mạch điều hòa điện thế đơn giản để tạo ra điện thế không đổi ở 2 đầu R L . - Khi dùng tạo điện thế chuẩn, điện thế zener như là một mức chuẩn để so sánh với một mức điện thế khác. - Do R cố định, khi Diode zener dẫn điện, điện thế V R ngang qua điện trở R sẽ cố định:. - Tải RL cố định, điện thế ngõ vào Vi thay đổi Xem lại hình 1.30. - Trị số tối thiểu của V i để zener có thể dẫn điện được xác định bởi:. - MẠCH CHỈNH LƯU BỘI ÁP 1.7.1. - Chỉnh lưu tăng đôi điện thế. - Hình 1.31 mô tả một mạch chỉnh lưu tăng đôi điện thế một bán kỳ. - Ở bán kỳ dương của nguồn điện, D 1 dẫn ,D 2 ngưng. - Tụ C 1 nạp điện đến điện thế đỉnh V m. - Ở bán kỳ âm D 1 ngưng và D 2 dẫn điện. - Tụ C 2 nạp điện đến điện thế C 2 =V m +V C1 =2V m. - Bán kỳ dương kế tiếp, D 2 ngưng, C 2 phóng điện qua tải và đến bán kỳ âm kế tiếp C 2 lại nạp điện 2V m . - Vì thế mạch này gọi là mạch chỉnh lưu tăng đôi điện thế một bán kỳ. - Ta cũng có thể dùng mạch ghim áp để giải thích hoạt động của mạch chỉnh lưu tăng đôi điện thế.. - Ta cũng có thể mắc mạch chỉnh lưu tăng đôi điện thế theo chiều dương. - Ở bán kỳ dương của nguồn điện D 1 dẫn, C 1 nạp điện V C1 =V m trong lúc D 2 ngưng.. - Ở bán kỳ âm D 2 dẫn, C 2 nạp điện V C2 =V m trong lúc D 1 ngưng.. - Mạch chỉnh lưu tăng ba, tăng bốn. - Ðầu tiên C 1 nạp điện đến V C1 =V m khi D 1 dẫn điện ở bán kỳ dương. - Bán kỳ âm D 2 dẫn điện, C 2 nạp điện đến V C2 =2V m (tổng điện thế đỉnh của cuộn thứ cấp và tụ C 1. - Bán kỳ dương kế tiếp D 2 dẫn, C 3 nạp điện đến V C3 =2V m (D 1 và D 2 dẫn, D2 ngưng nên điện thế 2V m của C 2 nạp vào C 3. - Bán kỳ âm kế tiếp D 2 , D 4 dẫn, điện thế 2V m của C 3 nạp vào C 4. - Dùng kiểu mẫu điện thế ngưỡng để giải các bài tập từ 1 đến 8 Bài 1: Xác định V D , V R và I D trong mạch điện hình 1.36. - Bài 2: Xác định V D2 và I D trong mạch điện hình 1.37. - Bài 3: Xác định V 0 , và I D trong mạch điện hình 1.38. - Bài 4: Xác định I, V 1 , V 2 và V 0 trong mạch hình 1.39. - Bài 5: Xác định V 0 , V 1 , I D1 và I D2 trong mạch hình 1.40. - Bài 6: Xác định V 0 trong mạch hình 1.41. - Bài 7: Xác định I 1 , I 2 , I D2 trong mạch hình 1.42. - Bài 8: Xác định dòng điện I trong mạch hình 1.43. - Bài 9: Dùng kiểu mẫu diode lý tưởng, xác định V 0 trong 2 mạch hình 1.44a và 1.44b. - Bài 10: Dùng kiểu mẫu điện thế ngưỡng, xác định v 0 trong mạch hình 1.45. - Bài 11: Thiết kế mạch ghip áp có đặc tính như hình 1.46 và hình 1.47. - Bài 12: Cho mạch điện hình 1.48. - Xác định V L , I L , I Z và I R nếu R L =180 Ω. - Xác định giá trị của R L sao cho diode zener hoạt động không qúa công suất c. - Xác định giá trị tối thiểu của R L để zener có thể hoạt động được.. - Thiết kế hệ thống mạch có dạng hình 1.49 biết rằng V L =12V khi I L thay đổi từ 0 đến 200mA. - Xác định R S và V Z. - Xác định P ZM của zener.. - Bài 14: Trong mạch điện hình 1.50, xác định khoảng thay đổi của v i sao cho V L =8V và diode zener hoạt động không qúa công suất
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt