1 / 32

Shockleyho rovnice: I = I 0 [exp(U/U T )-1] teplotní napětí U T = kT/e = 26 mV

Polovodi čová dioda. Shockleyho rovnice: I = I 0 [exp(U/U T )-1] teplotní napětí U T = kT/e = 26 mV při T = 300 K elementární náboj e = 1,602x10-19 C Boltzmannova konstanta k = 1,318x10-23 JK -1 saturační proud I 0. Příklad 1.

kitra
Download Presentation

Shockleyho rovnice: I = I 0 [exp(U/U T )-1] teplotní napětí U T = kT/e = 26 mV

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Polovodičová dioda Shockleyho rovnice: I = I0[exp(U/UT)-1] teplotní napětí UT = kT/e = 26 mV při T = 300 K elementární náboj e = 1,602x10-19 C Boltzmannova konstanta k = 1,318x10-23 JK-1 saturační proud I0

  2. Příklad 1 Z VA charakteristik polovodičových diod D1, D2 a D3 určete jejich saturační proudy I01, I02, I03. Určete, které křivky v propustném směru odpovídají diodě D1, D2 a D3.

  3. Příklad 1 D3 D2 D1 IS1 = 1E-12 IS2 = 2E-12 IS3 = 5E-12

  4. Příklad 2 Z Shockleyho rovnice polovodičové diody odvoďte diferenciální vodivost a odpor diody v propustném směru (I0 = 10 pA). Určete dynamický odpor pro I = 0 mA

  5. Příklad 2 Diferenciální (dynamická) vodivost diody v pracovním bodě Z Shockleyho rovnice V počátku

  6. Příklad 3 Určete z charakteristiky graficky určete dynamický odpor v pracovním bodě diody I = 3 mA. rd(P) = (U/ I)P = 54 mV / 6 mA  = 9  I = 6 mA U = 0,774 - 0,72 V = 0,054 V

  7. = = Aproximace polovodičové diody rd I U0 rd UZ U U0 rz UZ rz

  8. U1 U2 U3 I D1 D2 D3 UN R Příklad 4A Určete proudy a napětí. R = 1 k. D1=D2=D3: U0= 0,7 V, rd= 0 , UZ= 15 V, rz= 0, I0= 0 A UN = 10 V UN< UZ I = 0 A U3 = UN = 10 V UR = UD1 = UD2 = 0 V

  9. U1 U2 U3 I D1 D2 D3 UN R Příklad 4B Určete proudy a napětí. R = 1 k. D1=D2=D3: U0= 0,7 V, rd= 0 , UZ= 15 V, rz= 0, I0= 0 A UN = 20 V UN> UZ U3 = UZ = 15 V U1 = U2 = 0,7 V UR = UN – UZ – 2*U0 = 20-15-2*0.7 = 3,6 V I = UR/R = 3,6/1E3 = 3,6 mA

  10. I I R UN Ud D Příklad 5 Určete proudy a napětí. UN = 4,5 V, R = 1 k. D:I0= 1E-12 A I = (UN-UD)/R UD = UT*ln(I/(I0) I = I0*EXP(UD/UT] UN = I*R - UD

  11. I [mA] UN/R P 7 6 5 4 3 2 1 0 pracovní bod I(P) zatěžovací přímka charakteristika diody 0 1 2 3 4 5 UN U(P) U [V] Příklad 5 I = (UN-UD)/R UD = UT*ln(I/(I0)

  12. I I1 I2 R UN U1 U2 D1 D2 Příklad 6A Určete přibližně proudy a napětí. UN = 12 V, R = 1 k. D1: U01= 0,6 V, rd1= 10  D2: U02= 0,66 V, rd2= 10  Protože prahové napětí diody D2 je o 0,6 V větší, poteče diodou D1 10x větší proud než diodou D2. Napětí na obou diodách musí být stejné a je přibližně U1 = U2 = 0,6 V. I = (UN-U1)/R = (12-0,6)/1 mA = 11, 4 mA  11 mA I1 = 10 mA, I2 = 1 mA

  13. I I1 I2 R UN U1 U2 D1 D2 Příklad 6B Určete proudy a napětí. UN = 12 V, R = 1 k D1:I01 = 1E-12 A D2: I02 = 1E-13 A I = I1+I2 = I01*EXP(UD/UT]+I02*EXP(UD/UT) I = (I01+I02)*EXP(UD/UT) UN = I*R + UD

  14. Příklad 6B D1:I01 = 1E-12 A D2: I02 = 1E-13 A UN = 12 V, R = 1 k. • I = (UN-UD)/R • UD = UT*ln(I/(I01+I02) • Zvolíme UD = 0,7 V • I = (12-0,7)/1 mA = 11,3 mA • UD = 0,026*ln(11,3E-3/(1E-12+1E-13)=0,6 V • I = (12-0,6)/1 mA = 11,4 mA  11 mA • I1 = I01*EXP(U/UT) = 1E-12*EXP(0,6/0,026)= 10,36 mA • I2 = I02*EXP(U/UT) = 1E-13*EXP(0,6/0,026)= 1,04 mA

  15. Příklad 7 - zadání D1 = D2: U0 = 0,7 V UN = 20 V R1 = 3,3 k, R2 = 5,6 k. U2 I3 D2 I1 UN 3K3 D1 U1 R1 5K6 R2 I2

  16. Příklad 7 řešení UR2 = UN - UD1 - UD2 D1 = D2: U0 = 0,7 V UN = 20 V R1 = 3,3 k, R2 = 5,6 k. I2 = UR2 / R2 I1 = UR1 / R1 I3 = I2 - I1 0,7 V U2 0,2 mA I3 D2 I1 3,1 mA UN 20 V 0,7 V 3K3 D1 U1 R1 18,4 V 3,3 mA 5K6 R2 I2

  17. Příklad 8 D: U0 = 0,7 V UN = 15 V R1 = 1 k R2 = 2,2 k R3 = 2,2 k + UN 1K0 7 V R1 UN = R1 IR1 + R2 (IR1-ID) UN = R1 IR1 + UD+R3ID 15 V 0,7 V 15 = 3,2 IR1- 2,2 ID 14,3 = IR1 + 2,2 ID 2K2 2K2 7,3 V R3 R2 IR1 = 7 mA, ID = 3,3 mA IR2 = 3,7 mA

  18. Un 1K0 i2 R2 I1 R1 1K10 UD Uvst 1K0 Uvýst R3 Příklad 9 – rozbor Uvst = I1*R1 +UD + ( I1 + I2 ) * R3 Un= I2*R2 + UD +( I1 + I2 ) * R3

  19. Příklad 9 - příklad výpočtu Un i2 R2 I1 R1 UD Uvst Uvýst R3 Příklad 8

  20. Příklad 9 Un i2 R2 I1 R1 UD Uvst Uvýst R3 Příklad 8 Známe Un, R1, R2, R3. Určete pro jaká Uvst je Uvýst = 0V Řešení Id = I3 = 0 mA I1 = - I2 Uvst <= Ud + I1*R1 Un = -I1*R2+Ud Uvst = -(Un*R1/R2 - Ud*(1+R1/R2))

  21. Příklad 9 – příklad výpočtu Uvst = -(Un*R1/R2 - Ud*(1+R1/R2))

  22. Příklad 10 Un i2 R2 UD Uvýst R3 Dioda jako řízený odpor Určete u2 / u1 Rozbor Uvst

  23. Příklad 10 Řešení 1. URČÍME SS PRACOVNÍ BOD Un Id = (Un – Ud) / (R2 + R3) i2 R2 I1 R1 = UD Uvst Uvýst R3

  24. Příklad 10 Řešení 2. Náhradní schéma pro určení zesílení Un i2 R2 rd UD uvst uvýst R3

  25. Příklad 10 Řešení 2. Náhradní schéma pro určení zesílení rd = UT/Id uvýst = uvst * R3 / ( rd + R3) uvýst = uvst * U3 / (UT + U3) rd Uvst Uvýst R3

  26. ID R U1 UD U2 vstupní napětí výstupní napětí U2 ± ΔU2 U1 ± ΔU1 čas čas Stabilizační diodaprincip stabilizace napětí Stabilizátor napětí naprázdno (bez zátěže)

  27. ID R U1 UD U2 ΔU2 U2 U2 – ΔU2 ΔU1 U1 U1 – ΔU1 UZ UD IDmin zatěžovací přímka U1 = UD + R ID P’ P pracovní bod UD = UZ + rd ID charakteristika diody IDmax ID Stabilizátor napětí naprázdno (bez zátěže) Grafické řešení

  28. I IZ R ID U U 1 Z + U1 R r U2 d = U 2 1 1 1 UD + + RZ r R R d Z Stabilizátor napětí se zátěží Vztah mezi výstupním a vstupním napětím , Vztah mezi zvlněním výstupního a vstupního napětí: , pro rd<< R1*Rz

  29. I IZ R ID U1 U2 UD RZ Stabilizátor napětí se zátěží , Napěťový činitel stabilizace: , pro rd<< R1*Rz

  30. Příklad 11 I I R I D Z U D U R U 2 Z 1 U D Stabilizátor napětí U1´= 30 V Rz´= 300 O rd = 4 O Uz´= 9,5 V Uvýst = 20 V 20 V 30 V

  31. Příklad 12 Stabilizátor napětí U1´= 30 V Rz´= 300 O rd = 4 O Uz´= 9,5 V Uvýst = 20 V 132 mA I 54 O 6,6 mA I R I D 10 V Z 1 V 8R0 U 300R D 20 V 125 mA U R 30 V U 2 Z 1 = U U 19 V D

  32. Příklad 11 I I R Z D I U 1 R Z Z Stabilizátor napětí Uvst´= 50 +- 5 V R = 200 O rd = 0 O Uz = 7 V Idmin = 20 mA Idmax = 200 mA Uvýst = 20 V A) Idmax Rz = nekonečno Uvst = 55 V B) Id min Uvst = 45V ..Ur,Ir,Ivýst,Rz

More Related