Diody pprzewodnikowe i ich zastosowanie
Sponsored Links
This presentation is the property of its rightful owner.
1 / 38

Zlacze pn Polaryzacja zlacza Charakterystyki pradowo-napieciowe diody Parametry techniczne diod Prostowniki PowerPoint PPT Presentation


  • 215 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Rozwj elektroniki byl i jest scisle zwiazany z rozwojem przyrzadw plprzewodnikowych, osiaganiem przez nie wiekszych pradw przewodzenia, wyzszych napiec blokujacych i korzystniejszych parametrw dynamicznych. Przyrzady plprzewodnikowe mozna podzielic na trzy zasadnicze grupy: przyrzady jonowe,

Download Presentation

Zlacze pn Polaryzacja zlacza Charakterystyki pradowo-napieciowe diody Parametry techniczne diod Prostowniki

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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Diody pprzewodnikowe i ich zastosowanie

  • Zcze pn

  • Polaryzacja zcza

  • Charakterystyki prdowo-napiciowe diody

  • Parametry techniczne diod

  • Prostowniki

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA Jakub Dawidziuk wtorek, 10 czerwca 2014


Rodzaje przyrzdw pprzewodnikowych

Rozwj elektroniki by i jest cile zwizany z rozwojem przyrzdw pprzewodnikowych, osiganiem przez nie wikszych prdw przewodzenia, wyszych napi blokujcych i korzystniejszych parametrw dynamicznych. Przyrzdy pprzewodnikowe mona podzieli na trzy zasadnicze grupy: przyrzdy jonowe, elektronowei pprzewodnikowe.

  • jonowe to prostowniki rtciowe, ignitrony i tyratrony,

  • elektronowe to diody i triody prniowe,

  • pprzewodnikowe to diody pprzewodnikowe, tranzystory bipolarne, tyrystory konwencjonalne, tyrystory wyczalne, tranzystory polowe mocy, tranzystory IGBT, ulepszone przyrzdy mocy sterowane napiciowo, ukady scalone analogowe i cyfrowe.


Pprzewodniki

Wykorzystanie materiaw pprzewodnikowych spowodowao rozwj przemysu elektronicznego dziki produkcji takich przyrzdw pprzewodnikowych jak diody, tranzystory i ukady scalone. Atomy wgla, germanu i krzemu posiadaj cztery elektrony w pamie walencyjnym. Znajduj si one pomidzy metalami i niemetalami i nazywaj si pprzewodnikami. Oporno waciwa pprzewodnikw jest duo wiksza ni metali i duo mniejsza ni dielektrykw.

Podstawowym materiaem stosowanym przy produkcji elementw pprzewodnikowych jest krzem.

Oporno waciwa: german 45 cm, krzem 230 000 cm, wgiel 0,35 cm.


Klasyfikacja materiaw elektrycznych


Domieszkowanie materiaw pprzewodnikowych


Domieszki w krzemie - liczbowo


Polaryzacja w kierunku przewodzenia i zaporowym oraz prdy w zczu


Charakterystyka prdowo-napiciowa diody

Zakres przebicia

Zakres przewodzenia


Charakterystyka prdowo-napiciowa diody

UWAGA: skale osi prdu i napicia dla kierunku przewodzenia i zaporowego srne!!


Charakterystyka diody germanowej i krzemowej


WYDZIA ELEKTRYCZNY

POLITECHNIKA BIAOSTOCKA

Temat i plan wykadu

  • Prostowniki

  • Prostowniki jednofazowych

  • Prostowniki trjfazowe

  • Zastosowania prostownikw

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA Jakub Dawidziuk wtorek, 10 czerwca 2014


Zasilacze napicia staego

Zasilacz napicia (prdu) staego - transformatorowy, zbudowany jest z: transformatora zmieniajcego napicie zasilajce (np. 230V) na dane napicie (np. 12 V). Napicie to jest prostowane poprzez diod (prostownik pokresowy), lub mostek Graetza skadajcy si z czterech diod (prostownik penookresowy). Wyprostowane napicie moe by wygadzone poprzez filtry skadajce si z cewki, opornika, dawika i kondensatorw elektrolitycznych i stabilizowane za pomoc scalonych ukadw stabilizujcych.

Popularne zasilacze transformatorowe wystpuj najczciej w obudowie zawierajcej wtyk sieciowy i s wkadane bezporednio do gniazda sieciowego.


Prostownik z filtrem kondensatorowym


Prostowniki

  • Prostownik jest ukadem przeksztacajcym napicie przemienne na napicie jednego znaku, ktre po dalszym odfiltrowaniu moe by zamienione na napicie stae.

  • Najczciej wejciowym napiciem przemiennym jest napicie sieciowe:

  • 230 V, 50 Hz prostowniki jednofazowe;

  • 400 V, 50 Hz prostowniki trjfazowe.


Prostowniki jednofazowe i trjfazowe

  • prostowniki przeksztacaj napicie przemienne na napicie stae,

  • warto staego napicia wyjciowego jest regulowana przez ustalenie odpowiedniego wejciowego napicia przemiennego,

  • dzielone s na ukady jednopowkowe (pokresowe, jednopulsowe) i dwupowkowe (caookresowe, dwupulsowe),

  • prostowniki jednofazowe i trjfazowe,

  • prostowniki wielofazowe,

  • prostowniki sterowane.


Symbole prostownikw

Symbol prostownika mostkowego (po lewej) i prostownika (po prawej) uywane w schematach blokowych


Obudowy diod i mostkw prostowniczych


Zastosowanie prostownikw

Prostowniki s stosowane w energetyce, zasilaniu maszyn i urzdze (np. w elektrowozach), w galwanotechnice oraz w wikszoci urzdze elektronicznych zasilanych z sieci energetycznej lub jakimkolwiek napiciem przemiennym (np. ukady elektryczne samochodw). Prostownikiem jest rwnie detektor diodowy wykorzystywany do detekcji sygnau radiowego zmodulowanego modulacja amplitudy AM lub modulacja czstotliwoci FM.

Nazwa ''prostownik'' jest uywana rwnie w jzyku potocznym jako okrelenie adowarki akumulatorw samochodowych. (Technicznie nie jest to jednak okrelenie poprawne, poniewa adowarki takie skadaj si z transformatora, prostownika waciwego (czsto sterowanego), ukadu regulujcego, itd.)


Prostownik jednopowkowy obcienie R

  • podczas dodatniej pfali dioda przewodzi,

  • podczas ujemnej pfali dioda jest blokowana,

  • ksztat prdu diody powtarza ksztat napicia na obcieniu.


Prostownik jednopowkowy RC

f=50 Hz jednopowkowy

f=100 Hz dwupowkowy


adowanie baterii z prostownika jednopowkowego

  • dioda przewodzi jeeli wartoci chwilowe napicia wejciowego przekrocz napicie baterii,

  • dioda jest blokowana w czasie kiedy wartoci chwilowe napicia zasilajcego s nisze od napicia baterii,

  • ksztat prdu diody powtarza ksztat napicia wymuszajcego jego przepyw.

(b) Przebiegi napi i prdu


Prostownik mostkowy penookresowy (dwupulsowy)

  • moe by uyty bez transformatora

  • diody przewodz podczas dodatnich i ujemnych pfal napicia zasilajcego,

  • pojemno kondensatora filtrujcego dwa razy mniejsza ni w 1f, dla tych samych Io i U (dlaczego?)


Prostownik mostkowy penookresowy (dwupulsowy) z transformatorem

N

zero sieci

masa elektroniki


Prostownik napi symetrycznych

  • na wyjciu napicia symetryczne wzgldem masy (dodatnie i ujemne o jednakowej wartoci bezwzgldnej),

  • dobra sprawno poniewa wykorzystywane s obie powki okresu sygnau wejciowego we wszystkich uzwojeniach transformatora.


Prostownik trjfazowy jednopowkowy

Prostowniki trjfazowe charakteryzuj si one znacznie mniejszym ttnieniem napicia wyjciowego ni prostowniki jednofazowe.

Jednopowkowe

Trjfazowy prostownik jednopowkowy moe dziaa tylko w ukadzie trjfazowym z przewodem neutralnym. Oznacza to, e ukad rde napicia (lub uzwoje wtrnych transformatora) musi by poczony w gwiazd (poczenie w trjkt nie posiada przewodu zerowego).


Prostownik trjfazowy dwupowkowy

Trjfazowy prostownik dwupowkowy moe by stosowany w dowolnym ukadzie napicia trjfazowego - zarwno z przewodem neutralnym jak i bez niego. Napicie wyjciowe wykazuje bardzo mae ttnienie (w porwnaniu do prostownikw opisanych powyej). Energia rde zasilania jest wykorzystywana w najwikszym zakresie, co jest szczeglnie istotne w przypadku urzdze duej mocy, jak np. spawarki transformatorowe. Czsto prostowniki w tego typu urzdzeniach posiadaj moliwo sterowania wartoci prdu wyjciowego.


Diody Zenera. Stabilizatory parametryczne.

Stabilizatory parametryczne stosowane s zazwyczaj tylko przy maych mocach wyjciowych i niezbyt wygrowanych wymaganiach jakociowych. Charakteryzuj si one ma sprawnoci , a ich wspczynniki stabilizacji maj umiarkowan warto przy zmianach obcienia i napicia wejciowego.

Warto napicia stabilizowanego jak i prdu wyjciowego zale gwnie od parametrw elementu nieliniowego. Jest to istotna wada tego typu ukadw poniewa w przypadku koniecznoci zmiany tych wielkoci, konieczna jest wymiana elementu nieliniowego (diody Zenera).


Charakterystyka prdowo-napiciowa diody Zenera


Diody stabilizacyjne


Charakterystyki diod Zenera 8.04.2010

Pzmax = Izmax Uz


Rezystancja rniczkowa


Stabilizator z diod Zenera


Najprostszym stabilizatorem napicia jest ukad z wykorzystaniem diody Zenera. Takie i podobne ukady nazywane s rwnie stabilizatorami parametrycznymi.Zmiany napicia wejciowego Uwe pocigaj za sob zmiany prdu diody ID, to jednak nie pociga za sob duych zmian napicia wyjciowego Uwy. Mona przyj, e pozostaje ono stae irwne napiciu Zenera UZ.


Wartoci katalogowe

UZ - napicie Zenera

rz - rezystancja rniczkowa (Zenera)

Izmax - prd maksymalny

Pzmax maksymalna moc rozproszenia

Pzmax = Izmax Uz


Stabilizator z diod Zenera zasilany z sieci


Obudowy diod Zenera

metalowe


Zcze metal-pprzewodnik dioda Schottkyego

  • Po zetkniciu metalu i pprzewodnika ukad dy do rwnowagi termodynamicznej poprzez przegrupowanie e-.

  • Poniewa Wme > Wpp , to wiecej e- bdzie przepywa z pp do me ni odwrotnie.

  • po stronie me pojawia si cienka warstwa adunku ujemnego, a po stronie pp znacznie szersza warstwa adunku dodatniego, dipolowa warstwa adunku przestrzennego

  • bariera potencjau jest rwna rnicy potencjaw wyjcia elektronw (Vme Vpp)

  • zacze prostujace => dioda Schottkyego

A

K


Zcze metal-pprzewodnik


  • Login