10
B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 11 Líp ph¸t E cã cêng ®é t¹p chÊt lín nhÊt, líp gèc B cã nång ®é t¹p chÊt nhá nhÊt. §Ó ph©n biÖt víi c¸c lo¹i tranzito kh¸c, tranzito PNP vμ NPN cßn gäi lμ tranzito lìng nèi viÕt BJT (Bipolar Juntion Tranzito). 1.2.1 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng Trong ®iÖn tö c«ng suÊt ngêi ta dïng phæ biÕn nhÊt lo¹i tranzito NPN. tranzito c«ng suÊt ®îc dïng ®Ó ®ãng ng¾t dßng ®iÖn mét chiÒu cêng ®é t¬ng ®èi lín, v× vËy chóng chØ lμm viÖc ë hai tr¹ng th¸i ®ãng vμ tr¹ng th¸i më. §Ó tranzito lμm viÖc ngêi ta ph¶i ®a ®iÖn ¸p mét chiÒu tíi c¸c cùc B cña tranzito gäi lμ ph©n cùc cho tranzito. a) b) H×nh 1.10: S¬ ®å ph©n cùc cña tranzito npn (a) vμ pnp (b) ë chÕ ®é khuÕch ®¹i §Ó ph©n tÝch nguyªn lý lμm viÖc ta lÊy tranzito pnp lμm vÝ dô. Do J E ph©n cùc thuËn nªn c¸c h¹t ®a sè (lç trèng) tõ miÒn E phun qua J E t¹o nªn dßng emit¬ (I E ). Chóng tíi vïng baz¬ t¹o thμnh h¹t thiÓu sè vμ tiÕp tôc khuÕch t¸n s©u vμo vïng baz¬ híng tíi J C . Trªn ®êng khuÕch t¸n mét phÇn nhá bÞ t¸i hîp víi h¹t ®a sè cña baz¬ t¹o nªn dßng ®iÖn cùc baz¬ (I B ). Do cÊu t¹o miÒn baz¬ máng nªn gÇn nhtoμn bé c¸c h¹t khuÕch t¸n tíi ®îc bê cña J C bÞ trêng gia tèc (do J C ph©n cùc ngîc) cuèn qua tíi ®îc miÒn colect¬ t¹o nªn dßng ®iÖn colect¬ (I C ). Qua viÖc ph©n tÝch trªn ta cã mèi qua hÖ vÒ dßng ®iÖn trong tranzito: I E = I B + I C (1-3) §Ó ®¸nh gi¸ møc ®é hao hôt dßng khuÕch t¸n trong vïng baz¬ ngêi ta ®Þnh nghÜa hÖ sè truyÒn ®¹t dßng ®iÖn α cña tranzito.

Cau Tao Va Nguyen Ly Hoat Dong Cua Diot Cong Suat Mach Bao Ve Dong Co Bang Dung Dich Ban Dan p2 8406

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Cau Tao Va Nguyen Ly Hoat Dong Cua Diot Cong Suat

Citation preview

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    11

    Lp pht E c cng tp cht ln nht, lp gc B c nng tp cht

    nh nht. phn bit vi cc loi tranzito khc, tranzito PNP v NPN cn

    gi l tranzito lng ni vit BJT (Bipolar Juntion Tranzito).

    1.2.1 Nguyn tc hot ng

    Trong in t cng sut ngi ta dng ph bin nht loi tranzito NPN.

    tranzito cng sut c dng ng ngt dng in mt chiu cng

    tng i ln, v vy chng ch lm vic hai trng thi ng v trng thi

    m.

    tranzito lm vic ngi ta phi a in p mt chiu ti cc cc B

    ca tranzito gi l phn cc cho tranzito.

    a) b)

    Hnh 1.10: S phn cc ca tranzito npn (a) v pnp (b) ch khuch i

    phn tch nguyn l lm vic ta ly tranzito pnp lm v d. Do JE

    phn cc thun nn cc ht a s (l trng) t min E phun qua JE to nn

    dng emit (IE). Chng ti vng baz to thnh ht thiu s v tip tc khuch

    tn su vo vng baz hng ti JC. Trn ng khuch tn mt phn nh b

    ti hp vi ht a s ca baz to nn dng in cc baz (IB). Do cu to

    min baz mng nn gn nh ton b cc ht khuch tn ti c b ca JC v

    b trng gia tc (do JC phn cc ngc) cun qua ti c min colect to

    nn dng in colect (IC). Qua vic phn tch trn ta c mi qua h v dng

    in trong tranzito: IE= IB + IC (1-3)

    nh gi mc hao ht dng khuch tn trong vng baz ngi ta

    nh ngha h s truyn t dng in ca tranzito.

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    12

    = CE

    II

    (1- 4)

    H s xc nh cht lng ca tranzito v c gi tr cng gn mt vi cc tranzito loi tt.

    nh gi tc dng iu khin ca dng in IB ti dng colect (IC),

    ngi ta nh ngha v h s khuch i dng in ca tranzito. = C

    B

    II

    (1- 5)

    thng c gi tr trong khong vi chc n vi trm. T cc biu thc trn ta c mi quan h gia cc h s:

    IE= IB(1+) (1- 6) v =

    1+ (1- 7)

    u im ni bt ca tranzito l ch cn iu khin dng IB l c th iu

    khin cho tranzistor ng ngt d dng.

    1.2.3 Cch thc iu khin tranzito

    Gi IC l dng colect chu c in p bo ho VCEsat khi tranzito dn

    dng bo ho IB= IBbh v khi kho IB= 0; VCEsat=VCE.

    + Mch tr gip tranzito m

    Khi tranzito chuyn t trng thi ng sang trng thi m. Mch tr

    gip bao gm cc phn t t in (C), in tr (R2), it(D2)

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    13

    Hnh 1.11: Mch tr gip tranzito m

    tf: thi gian cn thit IC t gi tr max gim xung 0

    Dng in ti I l thi gian chuyn mch ca tranzito rt ngn vy cho

    nn dng ti = const.

    S kin: VCE = 0

    IC = I ID = 0 (1- 8)

    Khi cho xung p m tc ng vo cc gc baz ca tranzito dng IC

    gim xung khng trong khong thi gian tf. Nu khng c mch tr gip ta

    c: I = IC + ID = const (1-9)

    Khi gim IC th ID Tng ln ngang D1 s lm ngn mch ti nng lng

    tiu tn bn trong tranzito s l:

    . .2

    fT

    U I tW = (1-10)

    Chnh v vy ta phi mc thm mch tr gip m cho trazito.

    I= IC ID = const Khi IC bt u gim th I1 cng bt u tng(IC v I1 phi tuyn vi nhau,

    lc ny t in C c np in)

    Vc Ct

    d I Id C

    = (1-11)

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    14

    Khi t = tf ; Ic = 0 Vc (tf)= V0 = VCE

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    15

    nng hn ch s tng vt ca dng IC trong khong thi gian ng Ton ca

    tranzito.

    Ton: l thi gian cn thit VCE gim t in p ngun VCC xung VCE 0. Thi gian tng cng cho qa trnh ng l tf.

    in cm L c tnh theo cng thc:

    di i I URL U L L Ldt t R I

    = = = = (1- 14) chn L ta chn thi gian ng tr trong khong: 2ton < tr < 5ton

    in tr R4 c tc dng hn ch dng do sc in ng t cm trong

    cun cm (L) to ra trong mch L; D5; R4 trong khong thi gian tc chuyn

    sang trng thi m ca tranzito.

    Nh vy tc phi tho mn iu kin.

    4

    citR

    > (1-15) in tr R5 c tc dng hn ch dng in phng ca t in C trong

    mch vi khong thi gian ng tf.

    Ta c D6: To mch i vi xung p dng t vo cc gc baz

    D5: hn ch dng iu khin cho cc gc (baz)

    D4: Dng chng bo ho

    1.2.4 ng dng ca tranzito cng sut

    + Mch khuch i

    Hnh: 1.13: Tranzito lm vic ch khuch i

    - Trong thc t tranzito thng c lm vic ch kho

    - Khi dng cc gc bng khng dng in cc ghp bng khng,

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    16

    tranzito lc ny h mch hon ton.

    - Khi dng in cc gc c gi tr bo ho th tranzito tr v trng thi

    dn hon ton.

    1.2.5 Cc thng s k thut c bn ca tranzito

    - khuch i dng in c tr s thay i theo dng IC. Khi dng IC nh th thp, dng IC

    tng th tng n gi tr cc i nu tip tc tng IC n mc bo ho th gim.

    = CB

    II (1-16)

    - Dng in gii hn

    Dng in qua tranzito phi c gii hn mc cho php nu qu tr

    s th tranzito s b h.

    ICmax : l dng in ti a cc colect

    IBmax: l dng in ti a cc baz

    - in th gii hn

    in th nh thng BV (breakdown Voltage) l in th ngc ti a

    t vo gia cc cp cc.

    - Tn s ct

    Tn s thit on (f cut- off) l tn s m tranzito ht kh nng khuch

    i lc in th ng ra bng in th ng vo.

    Bng 1.2 Gii thiu mt s loi tranzito

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    17

    VCE VCE0 VCE,sat IC I tf ton ts Pm M hiu

    V V V A A s s s W BUV, (BUX)20

    21

    22

    23

    24

    BUT 90

    91

    BUX 47

    47A

    48

    48A

    98

    98C

    ESM 3000

    3001

    3002

    3004

    3005

    3006

    3007

    160

    250

    300

    400

    450

    200

    300

    850

    1000

    850

    850

    850

    1200

    200

    200

    250

    600

    600

    1000

    1000

    125

    200

    250

    325

    400

    125

    200

    400

    450

    400

    400

    400

    700

    100

    150

    200

    400

    500

    600

    700

    1,2

    1,5

    1,5

    1

    1

    1,2

    1,2

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    50

    40

    40

    30

    20

    50

    50

    9

    9

    15

    15

    30

    30

    150

    150

    140

    120

    120

    50

    50

    5

    3

    2,5

    3,2

    2,4

    7

    4

    1,2

    1

    2

    2

    4

    3

    15

    15

    28

    13

    10

    7

    6

    0,3

    0,12

    0,5

    1,2

    1,4

    0,4

    0,3

    0,8

    0,8

    0,8

    0,8

    0,8

    0,8

    0,5

    0,5

    0,7

    1

    1

    1,5

    1,5

    1,5

    1,8

    1,3

    1,3

    1,6

    1,2

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,5

    1,2

    1,2

    2

    2,5

    3

    1,5

    1,5

    3

    3

    3

    3

    3

    3

    1,8

    1,8

    2

    3,5

    3,5

    5

    5

    250

    (50)

    50

    50

    50

    50

    250

    250

    125

    125

    175

    175

    250

    250

    400

    400

    400

    400

    400

    300

    300

    1.3 Thyristor

    1.3.1 Cu to

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    18

    Thyristor cn c gi l SCR (Silicon controlled Rectifier) b nn in

    c iu khin bng cht silicum.

    Thyristor l linh kin bn dn gm bn dn gm 4 lp P- N- P- N ghp

    ni tip to nn 3 cc Anode k hiu l A dng cc, Catode k hiu l K m

    cc v cc Gate k hiu l G l cc iu khin hay cc ca.

    J1, J2, J3 l cc mt ghp.

    Hnh 1.14: Thyristor a- S cu trc bn trong

    b- K hiu c- Cc loi thyristor

    1.3.2 Nguyn l lm vic

    Ty theo cch ni ca A v K ca thyristor vi ngun in mt chiu

    m thyristor c th c phn p ngc hay phn p thun.

    Khi phn p ngc (ant ni vi cc m ngun, catt ni vi cc dng

    ngun) nh hnh1.15 th lp phn cc J2 phn cc thun (in tr rt nh)

    nhng cc lp tip xc J1 v J3 li phn cc ngc (in tr rt ln) khng c

    dng in qua t K sang A. Ph ti (bng n) khng c dng in chy qua

    v khng sng. Thc s th vn c mt dng in r rt nh, khng ng k c

    vi mA. c tnh V- A khi phn p ngc l nhnh thuc gc phn t th III.

    c

    b

    a

    c

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    19

    Khi in p ngc tng n mt tr s no ln (Uct) th thyristor

    b chc thng ging nh trng hp ca it v kt qu l dng in ngc

    tng ln rt nhanh v mnh.

    Khi phn p thun (ant ni vi cc dng ngun, catt ni vi cc m

    ngun) nh hnh 1.15 th cc lp J1 v J3 c phn cc thun, in tr rt

    nh, nhng lp J2 li b phn cc ngc, c in tr rt ln. Do vy, trng

    hp ny cng ch c mt dng in r rt nh chy qua lp J2 (thuc gc phn

    t th I).

    Hnh 1.15: S phn p ngc v thun ca mt thyristor

    Thyristor khc vi it ch: it dn in ngay sau khi phn p thun,

    cn thyristor c phn p thun cng cha dn in. Mun cho thyristor thng

    khi c phn p thun cn phi c iu kin. iu kin g? l phi cp mt

    xung p dng vo cc iu khin G khi thyristor c phn p thun. Xung

    dng iu khin c th c to ra mt cch n gin nh ng cng tc K

    Hnh 1.16

  • Bo co tt nghip Nguyn Vn Hiu TH46

    20

    Hnh 1.16: S nguyn l iu khin thyristor

    Khi , lp tip xc J3 c phn p thun thm trc tip bi ngun Eg

    nn dng in qua lp J3 tng mnh. Cc in t t cc ngun ngoi qua N2

    chuyn dch sang P2 vi ng nng ln. Mt phn v cc G hnh thnh dng

    iu khin Ig, phn khc ln hn, vt qua lp J2 vo N1 ri qua P1 v ngun

    to ra dng Ia. Khi cc in t lp J2 vi ng nng ln s bn ph cc nguyn

    t trung ha trong lp tip xc, to ra cc in t t do khc. S in t mi

    li bn ph tip cc nguyn t trung ha khc.... c nh th, s in t t do

    tng ln rt nhanh, s cc phn t dn in tng vt, in tr trong cng in

    trng ro th gim mnh v dng in qua thyristor tng vt. im lm vic

    chuyn t T1 sang T2 ri T hnh 1.17. Thyristor trng thi thng.

    Tr s dng in Ia ph thuc vo in tr trong mch ph ti ( hnh:

    1.16 dng Ia ph thuc vo in tr ca bng n).

    Khi thyristor thng in tr trong R13 ca n rt nh (c vi phn trc

    hoc phn trm ca mt m) nn st p U13 khng ng k (khng qu 1V). Khi thyristor thng, dng iu khin khng cn tc dng g v c ct

    dng iu khin th thyristor vn thng. Nguyn do v dng Ia qua lp J2 s

    tip tc lm in tr lp J2 gim thp v duy tr s dn in. Qua lp ny t N1

    sang P2.

    Nu khi cho xung dng iu khin vo cc G kch thng thyristor

    m in p thun gim thp, on OT1 tr thnh OT1, OT1.... Th cn phi

    tng dng iu khin ln hn Ik1 > Ik1> Ik1. Khi dng iu khin tng ti