Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Shockleyho rovnice:I = I 0 [exp(U/U T )-1] teplotní napětíU T = kT/e = 26 mV při T = 300 K elementární náboje = 1,602x10-19 C Boltzmannova konstanta k.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Shockleyho rovnice:I = I 0 [exp(U/U T )-1] teplotní napětíU T = kT/e = 26 mV při T = 300 K elementární náboje = 1,602x10-19 C Boltzmannova konstanta k."— Transkript prezentace:

1 Shockleyho rovnice:I = I 0 [exp(U/U T )-1] teplotní napětíU T = kT/e = 26 mV při T = 300 K elementární náboje = 1,602x10-19 C Boltzmannova konstanta k = 1,318x10-23 JK -1 saturační proudI 0 Polovodičová dioda

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 IS1 = 1E-12 IS2 = 2E-12 IS3 = 5E-12 D3 D2 D1Příklad 1

4 Příklad 2 Z Shockleyho rovnice polovodičové diody odvoďte diferenciální vodivost a odpor diody v propustném směru (I 0 = 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  I = 6 mA  U = 0, ,72 V = 0,054 V r d (P) = (  U/  I) P = 54 mV / 6 mA  = 9  Určete z charakteristiky graficky určete dynamický odpor v pracovním bodě diody I = 3 mA.

7 Aproximace polovodičové diody U0U0 UZUZ rzrz rdrd = U0U0 rdrd = rzrz UZUZ U I

8 Příklad 4A Určete proudy a napětí. R = 1 k . D1=D2=D3: U 0 = 0,7 V, r d = 0 , U Z = 15 V, r z = 0 , I 0 = 0 A U N < U Z I = 0 A U 3 = U N = 10 V U R = U D1 = U D2 = 0 V U N = 10 V UNUN I R D1D1 D2D2 D3D3 U1U1 U2U2 U3U3

9 U N > U Z U 3 = U Z = 15 V U 1 = U 2 = 0,7 V U R = U N – U Z – 2*U 0 = *0.7 = 3,6 V I = U R /R = 3,6/1E3 = 3,6 mA U N = 20 V Příklad 4B Určete proudy a napětí. R = 1 k . D1=D2=D3: U 0 = 0,7 V, r d = 0 , U Z = 15 V, r z = 0 , I 0 = 0 A UNUN I R D1D1 D2D2 D3D3 U1U1 U2U2 U3U3

10 Příklad 5 Určete proudy a napětí. U N = 4,5 V, R = 1 k . D UdUd I UNUN I R I = I 0 *EXP(U D /U T ] U N = I*R - U D D: I 0 = 1E-12 A I = (U N -U D )/R U D = U T *ln(I/(I 0 )

11 Příklad 5 I [mA] U N /R UNUN U [V] charakteristika diody zatěžovací přímka pracovní bod P U(P) I(P) I = (U N -U D )/R U D = U T *ln(I/(I 0 )

12 Příklad 6A Určete přibližně proudy a napětí. U N = 12 V, R = 1 k . D2D2 D1D1 U1U1 I2I2 I1I1 UNUN I U2U2 R D2: U 02 = 0,66 V, r d2 = 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 U 1 = U 2 = 0,6 V. I = (U N -U 1 )/R = (12-0,6)/1 mA = 11, 4 mA  11 mA I 1 = 10 mA, I 2 = 1 mA D1: U 01 = 0,6 V, r d1 = 10 

13 Příklad 6B Určete proudy a napětí. U N = 12 V, R = 1 k  D2D2 D1D1 U1U1 I2I2 I1I1 UNUN I U2U2 R I = I 1 + I 2 = I 01 *EXP(U D /U T ]+I 02 *EXP(U D /U T ) I = (I 01+ I 02 )*EXP(U D /U T ) U N = I*R + U D D1: I 01 = 1E-12 A D2: I 02 = 1E-13 A

14 Příklad 6B U N = 12 V, R = 1 k . I = (U N -U D )/R U D = U T *ln(I/(I 01 +I 02 ) 1.Zvolíme U D = 0,7 V 2.I = (12-0,7)/1 mA = 11,3 mA 3.UD = 0,026*ln(11,3E-3/(1E-12+1E-13)=0,6 V 4.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 D1: I 01 = 1E-12 A D2: I 02 = 1E-13 A

15 Příklad 7 - zadání 3K3 R2R2 R1R1 5K6 I2I2 I1I1 I3I3 UNUN D1D1 D2D2 U1U1 U2U2 D1 = D2: U 0 = 0,7 V U N = 20 V R 1 = 3,3 k , R 2 = 5,6 k .

16 Příklad 7 řešení 3K3 R2R2 R1R1 5K6 I2I2 I1I1 I3I3 UNUN D1D1 D2D2 U1U1 U2U2 D1 = D2: U 0 = 0,7 V U N = 20 V R 1 = 3,3 k , R 2 = 5,6 k . U R2 = U N - U D1 - U D2 I 2 = U R2 / R 2 I 1 = U R1 / R 1 I 3 = I 2 - I 1 3,3 mA 0,7 V 20 V 0,7 V 18,4 V 0,2 mA 3,1 mA

17 Příklad 8 D: U 0 = 0,7 V U N = 15 V R 1 = 1 k  R 2 = 2,2 k  R 3 = 2,2 k  U N = R 1 I R1 + R 2 (I R1 -I D ) 2K2 R1 R2 R3 + U N 2K2 1K0 0,7 V U N = R 1 I R1 + U D +R 3 I D 15 = 3,2 I R1 - 2,2 I D 14,3 = I R1 + 2,2 I D I R1 = 7 mA, I D = 3,3 mA 15 V 7 V 7,3 V I R2 = 3,7 mA

18 Příklad 9 – rozbor Uvst = I1*R1 + UD + ( I1 + I2 ) * R3 Un = I2*R2 + UD + ( I1 + I2 ) * R3 1K 1 0 R2R2 R3R3 R1R1 Un I1I1 1K0 Uvst Uvýst UD i2

19 Příklad 8 R2R2 R3R3 R1R1 Un I1I1 Uvst Uvýst UD i2 Příklad 9 - příklad výpočtu

20 Příklad 8 R2R2 R3R3 R1R1 Un I1I1 Uvst Uvýst UD i2 Příklad 9 Známe Un, R1, R2, R3. Určete pro jaká Uvst je Uvýst = 0V Id = I3 = 0 mA I1 = - I2 Uvst <= Ud + I1*R1 Un = -I1*R2+Ud Uvst = -(Un*R1/R2 - Ud*(1+R1/R2)) Řešení

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

22 Příklad 10 Dioda jako řízený odpor Rozbor Uvst R2R2 R3R3 Un Uvýst UD i2 Určete  u2 /  u1

23 Příklad 10 Řešení 1. URČÍME SS PRACOVNÍ BOD R2R2 R3R3 R1R1 Un I1I1 Uvst Uvýst UD i2 = Id = (Un – Ud) / (R2 + R3)

24 Příklad 10 Řešení 2. Náhradní schéma pro určení zesílení R2R2 R3R3 Un uvst uvýst UD i2 rd

25 Příklad 10 Řešení 2. Náhradní schéma pro určení zesílení R3R3 Uvst Uvýst rd rd = UT/Id uvýst = uvst * R3 / ( rd + R3) uvýst = uvst * U3 / (UT + U3)

26 Stabilizační dioda princip stabilizace napětí Stabilizátor napětí naprázdno (bez zátěže) U2U2 U1U1 R UDUD IDID U 1 ± ΔU 1 vstupní napětí čas U 2 ± ΔU 2 výstupní napětí čas

27 UDUD IDID I Dma x I Dmi n UZUZ U D = U Z + r d I D U 1 – ΔU 1 U1U1 ΔU 1 P U2U2 U 2 – ΔU 2 ΔU 2 P ’P ’ pracovní bod zatěžovací přímka U 1 = U D + R I D charakteristika diody U2U2 U1U1 R UDUD IDID Grafické řešení Stabilizátor napětí naprázdno (bez zátěže)

28 Stabilizátor napětí se zátěží U1U1 R UDUD IDID I U2U2 RZRZ IZIZ Vztah mezi výstupním a vstupním napětím,, Zd d Z RRr r U R U U    pro r d << R 1 *R z Vztah mezi zvlněním výstupního a vstupního napětí:

29 Stabilizátor napětí se zátěží U1U1 R UDUD IDID I U2U2 RZRZ IZIZ,, Napěťový činitel stabilizace: pro r d << R 1 *R z

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

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

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


Stáhnout ppt "Shockleyho rovnice:I = I 0 [exp(U/U T )-1] teplotní napětíU T = kT/e = 26 mV při T = 300 K elementární náboje = 1,602x10-19 C Boltzmannova konstanta k."

Podobné prezentace


Reklamy Google