lec05diode02

7/23/2019 Lec05Diode02

http://slidepdf.com/reader/full/lec05diode02 1/22

ЭЛЕКТРОНИКИЙН ҮНДЭСЛекц 5

МУИС-ийн профессор Э.Дамдинсүрэн

7/23/2019 Lec05Diode02


МУИС, МТС Электроникийн үндэс 2

3. Диод, түүний хэрэглээ

3.1. Хагас дамжуулагчийн цахилгаан

дамжуулалт3.2. Электрон-нүхний шилжилт

3.3. Хагас дамжуулагч диод

3.4. Шулуутгах схемүүд3.5. Шүүлтүүр ба тогтворжуулагч

3.6. Хүчдэл үржүүлэгч схемүүд

3.7. Хязгаарлагч3.8. Зенер диод

3.9. Бусад диод

7/23/2019 Lec05Diode02



3.5. Шүүлтүүр ба тогтворжуулагч

+

_ R LV in

+

_

R LV in

+

_

R LV in

t 00

+

_

I +

_ V c 0t 0

V p(in)-0,7 B

0t 0 t 1 t 2

+ _

+

_

I

t 0 t 1 t 2

0t 0 t 1 t 2

0

t 0 t 1 t 20

+

_ V c

V in V c+

_

+ _

C

C

C

I

V in=V c

7/23/2019 Lec05Diode02



Лугшилтын хэмжээ, давтамж

Лугшилтын хэмжээ шулуутгах схемийн төрлөөс хамаарах.

Конденсаторын багтаамж адилхан байхад:

Лугшилтанд шүүлтүүрийн багтаамжийн нөлөө: бага, их

0 0

0

0 Нэг хагас үеийн схем, f=50 Гц

0

Хоѐр хагас үеийн схем,

f=100 Гц

Лугшилтын хэмжээг үнэлэх: лугшилтын коэффициент

V 0V p

V r

r

0

V r

V

Сайжруулах арга?

7/23/2019 Lec05Diode02



Шүүлтүүрийн төрлүүд

Нам давтамжийн шүүлтүүрхэрэглэнэ

T ба П маягийн RC шүүлтүүр

Хугацааны тогтмол их байхшаардлагатай

Сайн тал: хялбар, хямдДутагдал: R дээрхүчдэлийн болон энергийналдагдалтай

Их чадалд тохиромжгүй

LC шүүлтүүр

Хугацааны тогтмолыгихэсгэхийн тулд L их байх

Ороомог төмөр зүрхэвчтэй

Дроссель гэж нэрлэнэ

Овор хэмжээ, үнэ ихтэйКонденсаторууд ихбагтаамжийн электролит

Орчин үед электроншүүлтүүр хэрэглэнэ

C 1 C 2

R

V in V out

C 1 C 2

L

V in V out

7/23/2019 Lec05Diode02



ТогтворжуулагчТогтворжуулагчийн үүрэг

78ХХ , 79XX бүлийн 3 шонтой тогтворжуулагч схемүүд

Шулуутгагчийн бүрэн схем

78 ХХ

Оролт Гаралт Төрөл Гаралтын хүчдэл

7805

7905

78157915

+ 5 B

- 5 B

+ 15 B- 15 B

F

7805

+5 B

~220 B

7/23/2019 Lec05Diode02



3.6. Хүчдэл үржүүлэгч схемүүдХоѐрчлох схемүүдХагас үеийн хоѐрчлогч

Нэмэх хагас үе ирэхэд

D1 нээлттэй, D2 хаалттай

C 1 цэнэглэгднэ, V P -0,7 B,туйл зурагт зааснаар

Сөрөг хагас үед


С 1 цэнэгээ алдахгүй, учир нь

Түүн дээрх хүчдэл IIороомгийн хүчдэл дээрнэмэгдэнэ

V C2 V P +V P =2V P , туйл нь:

Энэ бол ачаалал үгүй үе

Ачаалал холбовол C 2дараагийн + хагас үедцэнэгээ бага зэрэг алдаад- хагас үед буцаж 2V P хүртэл цэнэглэгднэ

C 1

C 2 D1

D2

C 1

C 2 D1

D2

0

+

-

+

-

+ -

V p

+

-

+

-

+ -

-V p +

-

2V p

V p-0,7 B

7/23/2019 Lec05Diode02



Бүтэн үеийн хоѐрчлогчХэлхээг зурвал

Эерэг хагас үед


C 1 ойролцоогоор V p хүртэлцэнэглэгднэ

Сөрөг хагас үед


C 2 ойролцоогоор V p хүртэлцэнэглэгднэ

Гаралт цуваа хоѐр

конденсатораас 2V p

C 1

C 2

D1

D2

+

-

V p +

-V p

C 1

C 2

D1

D2

+

-

V p

+

-V p

+

-V p

+

_

2V p

7/23/2019 Lec05Diode02



Хүчдэл гуравлагчНэг хагас үеийн хүчдэл хоѐрлогч дээр дахиад нэг диод-конденсаторын секц нэмбэл хүчдэл гуравлагч болно

Ажиллах зарчим: Эерэг хагас үед C 1 конденсатор D1диодоор дамжин V p хүртэл цэнэгжинэ

Сөрөг хагас үед C 2 конденсатор D2 диодоор дамжин 2V pхүртэл цэнэгжинэ

Дараагийн эерэг хагас үед C 3 конденсатор D3-аар дамжин2V p хүртэл цэнэгжинэ

Гурвалсан хүчдэл цуваа холбогдсон C 1 , C 3 дээрээс гарна

3V p

C 1

C 2

D1 D2V p

2V p

+ -

V p

+ -

D3

2V p

+ -

C 3-

+

+

-

7/23/2019 Lec05Diode02



Хүчдэл дөрөвлөгчХүчдэл гуравлагч дээр дахиад нэг диод-конденсаторынсекц нэмбэл хүчдэл дөрөвлөгч үүснэ

C 4 конденсатор D4 диодоор дамжин сөрөг хагас үед 2V pхүртэл цэнэгжинэ

4V p хүчдэлийг цуваа холбогдсон C 2 , C 4 дээрээс авна

Нэг хагас үеийн үржүүлэгч схемүүдийн диод дээрх урвуухүчдэл 2V p байна

C 1

C 2

D1 D2V p

2V p

+ -

V p

+ -

D3

2V p

+ -

C 3 D4

C 4

2V p

+ -

4V p

+

-

7/23/2019 Lec05Diode02



3.7. ХязгаарлагчДохионы хүчдэлийнтодорхой төвшинөөс дээшюмуу доош гарсан хэсгийгхэрчинэ (хэрчигч-clipper )Тэг төвшинөөр дээрээсхязгаарлагч (limiter)

Эерэг хагас үе ирэхэд

Диод нээлттэйА цэг 0,7 В дээр

Оролтын хүчдэл 0,7 В -оосбага болоход диод хаагдаж

Гаралтанд тэр хэвээр очноТэг төвшинөөр доороосхязгаарлагч

Хүчдэл хуваагч гэж үзээдажиллагааг тайлбарла!

+-

R1

R L D

А

I

0,7 В

+-

R1

R L D-0,7 В

7/23/2019 Lec05Diode02



Тэг биш төвшинөөр хязгаарлах

Диодын анодод E+0,7 B –оос их хүчдэл ирэхэд тэрнээгдэнэ

А цэгийн хүчдэл E+0,7 Bболж тогтоно

Үүнээс бага хүчдэлд диодхаалттай, oролтонд ирсэндохио хэвээр гарна

Иймд эерэг төвшинөөрдээрээс нь хэрчинэ

Сөрөг төвшинөөр дээрээснь хэрчих бол хэлхээ

Оролтын хүчдэл – E+0,7 B –оос их болоход л диоднээгднэ

Өөр хувилбар байх уу?

R1

R L

D+-

E

А

R1

R L

D+-

E

E+0,7 В

А

-E+0,7 B

7/23/2019 Lec05Diode02



Хоѐр талаас нь хэрчих

?

7/23/2019 Lec05Diode02



3.8. Зенер диод pn шилжилттэй, Si

Урвуу нэвт цохилтын

мужид ажиллахзориулалттай

Нэвт цохигдох хүчдэлийгхольцын хэмжээгээртогтоодог

Хэлхээнд тэмдэглэх

Вольт-амперийнтодорхойлолтыг зурвал

Урвуу нэвт цохилтондхүрэхэд диодын гүйдэлихээхэн хязгаартөөрчлөгдөхөд түүн дээрххүчдэл багаар өөрчлөгддөг

Зенер диодын ажлынмужийг вольт-амперийнтодорхойлолт дээрхаруулая

Нээлттэй бол ердийндиодтой адил ажиллана

I R

I F

V F V R

A K

7/23/2019 Lec05Diode02



Зенер нэвт цохилтЗенер диодыг урвуу нэвт цохилтын үедажиллахаар хийдэг

Нуранган ба зенерийн гэсэн хоѐр төрлийн нэвтцохилттой

Нэвт цохилтын хүчдэлийг бууруулахын тулд зенердиодыг ихээхэн чанаржуулдаг

Ингэснээр ядуурсан муж маш нимгэн болно Үүний дүнд ядуурсан мужид их хүчтэй цахилгаанорон үүснэ

5 В орчимоос бага нэвт цохилтын хүчдэлтэй зенер

диод зенерийн нэвт цохилтонд ажиллана5 В орчимоос их хүчдэлтэй бол нуранган нэвтцохилттой

Зенер диод 1,8 - 200 В хүчдэлтэй байдаг

7/23/2019 Lec05Diode02



Нэвт цохилтын тодорхойлолтЗенер диодынтодорхойлолтын урвуу

мужийг зурвалНугаралтын цэг хүртэлгүйдэл маш бага

Нугаралтаас доош хүчдэлбараг тогтмол

Туйлууд дээрх урвуухүчдэл нь бараг тогтмол

байдаг нь зенер диодынонцлог

Үүнд тулгуурлан хүчдэлтогтворжуулагч хийнэ

Урвуу гүйдэл нугаралтын

цэгээс доош орохоор багаболвол хүчдэл огцом буурчтогтворжуулалт үгүй болно

Гүйдэл хамгийн их I ZM утгаас илүү гарвал их

чадал ялгарсны улмаасдиод гэмтэнэ

Иймд гүйдлийн утга I ZK -I ZM хязгаарт байвал зохино

V ZT , I ZT номинал утга

V R

I R

I ZK

I ZM

I ZT

V ZT

О

7/23/2019 Lec05Diode02



Оролтоор тогтворжуулахОролтын хүчдэлийнөөрчлөлтийг тогтворжуулах

хэлхээг зурвал

Оролтын хүчдэл тодорхойхязгаарын доторөөрчлөгдөхөд зенердиодын туйлуудынхоорондох хүчдэл барагтогтмол

R бол гүйдэл хязгаарлагч,заавал байх ѐстой

Жишээ: 1N4740 10 В зенер

I ZK =0,25 мА, I ZM =100 мА

Зенерийн гүйдэл хамгийнбага үед резистор дээрххүчдэл

V R=I ZK R=0,25 мА 220 Ом=55мВ

Түүнчлэн V R=V IN -V Z учир

V IN(min) V R+V Z =55 мВ+10 В==10,055 В

Зенерийн гүйдэл хамгийн ихүед резистор дээрх хүчдэл

V R=I ZM R=100 мА 220 Ом=22 В

Иймд V IN(max) 22 В+10 В=32 В

Оролтын хүчдэл 10,055 В-оос32 В хүртэл өөрчлөгдөхөдзенер диод ойролцоогооргаралтыг 10 В байлгана

V in

R

D

+

-

V out 1N4740

220 Ом

Г

7/23/2019 Lec05Diode02



Гаралтаар тогтворжуулах Ачааллын эсэргүүцэлөөрчлөгдөж байхадзенерийн хүчдэлтогтворжуулагч

Зенерийн гүйдэл I ZK

-аас их, I ZM -ээс бага үед зенер диод R L дээрх хүчдэлийг барагтогтмол байлгана

Зенер тогтворжуулагчийнгаралт задгай ( R L= ) бол

Ачааллын гүйдэл тэг, бүхгүйдэл зенерээр урсана

Ачаалал R L –ийг холбоходнийт гүйдлийн зарим хэсэгзенерээр, хагас нь R L-ээрурсана

R L багасвал ачааллын I L

гүйдэл ихэсч, I Z багасна I Z гүйдэл хамгийн бага I ZK утгандаа хүртэл зенердиод хүчдэлийг тогтвортойбайлгасаар байна

Энэ цэгт ачааллын гүйдэлхамгийн их утгатай

R-ээр гүйх нийт гүйдэлтогтмол утгатай хэвээр

V in

R

D R L

I T

I Z I L

7/23/2019 Lec05Diode02



Зенер хязгаарлагчДохионы эерэг хэсгийгзенерийн хүчдэлээр

хязгаарлагч

Сөрөг хагас үед нээлттэйдиод мэт ажиллаж -0,7 В -

оор хязгаарланаЗенерийг эргүүлэнхолбовол сөрөг хэсэг ньзенерээр хязгаарлагдажэерэг нь +0,7 В -оорхязгаарлагдна

Хоѐр зенер угтууланхолбовол хоѐр талаасзенер хүчдэлээс 0,7 Bтөвшинөөр хязгаарлана

R

DV in 0

V Z

-0,7 B

R

DV in 0

-V Z

0,7 B

R

D1

V in 0

-V Z -0,7 B D2

+V Z +0,7 B

7/23/2019 Lec05Diode02



3.9. Бусад диодВарактор диод

Хувьсах багтаамжтай диодЯмагт урвуу чиглэлдээажиллана

Урвуу хүчдэл өгснөөрядуурсан муж өргөсч

диэлектрик мэт үйлчилнэ p ба n муж дамжуулагчболж ялтсын үүрэггүйцэтгэнэ

Урвуу хүчдэлийг нэмбэл

ядуурсан үе өргөсч ялтсуудхолдон багтаамж багасна

Урвуу хүчдэл буурвалядуурсан үе нарийсчялтсууд ойртон багтаамжнэмэгднэ

Ийнхүү багтаамжийгхүчдэлээр удирдана

Багтаамжийн хэмжээ

Хэдэн пФ-аас хэдэн зуун пФ

Чанаржуулалтаар багтаамжтодорхойлогдно

Хэрэглээ

A

C d

+- V

Ялтас ЯлтасТусгаарлагч

p n

7/23/2019 Lec05Diode02



Гэрлэн диод (LED)Диод шууд хүчдэлтэй бол nмужаас электронууд pn

шилжилтийг даван гарч pмужид очоод нүхтэйрекомбинацлана

Дамжуулалтын мужидбайгаа чөлөөт электрон их

энергитэйТэд валентийн бүсийннүхтэй нэгдэхдээ илүүдэлэнергээ дулаан юмуугэрлийн хэлбэрээр алдана

Хагас дамжуулагчийнгадарга дээр фотонтусахад гэрэл цацруулна

Энэ үзэгдлийг цахилгаанлюминесценц гэнэ

Цацруулж байгаа гэрлийнөнгийг тохируулах үүдээс

чанаржуулах явцад янзбүрийн хольц нэмнэ

GaAs – инфра улаан (IR)

GaAsP – улаан юмуу шар

GaP – улаан юмуу ногоон

Хөх гэрлийнх бас бий

Шууд хүчдэл (1,2-3,2) В

Хэрэглээ

R

V

I F

7/23/2019 Lec05Diode02



ФотодиодФото диод урвуу чиглэлдээажиллана

I l - урвуу гүйдэл

pn шилжилт дээр гэрэлтусгах зориулалттайтунгалаг цонхтой

Тэмдэглэх өөр хувилбар

Урвуу хүчдэлтэй үед жирийн диодын адил машбага урвуу гүйдэлтэй

Энэ гүйдэл дулааныүйлчлэлээр электрон

нүхний хос үүссэнээр бийболно

Жирийн диодоос ялгаа нь

pn шилжилтийг гэрлээршарахад урвуу гүйдэл нь

ихэсдэгГэрэлгүй үеийн I

l

харанхуйн гүйдэл

Гэрлийн эрчим ихсэхэдурвуу гүйдэл бас өснө

Иймд гэрлээр удирдагддагхувьсах эсэргүүцэл болно

Бусад хэрэглээ

l

I l

lec05diode02

Documents