Curs 03_04 Diode Si Aplicatii

8/17/2019 Curs 03_04 Diode Si Aplicatii

1/23

1

Curs 03_04

Dioda semiconductoare


2/23

2

elementul de circuit

simbolul electronic al diodei semiconductoare.


3/23

3

mărimile electrice ale diodei semiconductoare si ecuatia de funcţionare

i A

+ -

v A

−

⋅= 1

T

AS A

V

vexp I i

curent de saturaţie;valori de ordinul nA

tensiune termică;

25mV la T=25oC

Element decircuit neliniar

anod catod


4/23

4

Caracteristica de funcţionare a diodeiCaracteristica de funcţionare a diodei semiconductoare

i A

+ -

anod catod


5/23

5

Exemplul 1

Să se scrie ecuaţiile care permit determinarea valorii curentului continuu

prin dioda semiconductoare D.

−

= 1

T

AS A

V

V exp I I ecuatia diodei

0=−+⋅ CC A A V V I R ecuatia circuitului

Sa o!tinut un sistem neliniar de ecuatii " se #oate re$olva doar #rinmetode numerice =% este necesar ca #entru dioda sa se de$volte uncircuit echivalent L!"# =% ast&el sar #utea o!tine un sistem liniar$ usor de re$olvat'


6/23

(

%odelarea funcţionării diodei semiconductoare

&entru simplificarea anali'ei circuitelor care conţin diode este necesara

de'voltarea unor modele L!"#E care să descrie funcţionarea diodei

1. %odelarea diodei (n re)im de curent continuu *i variabil de semnal mare.

Se poate aplica dacă dioda funcţionea'ă (n re)im decurent continuu sau (n re)im variabil de semnal mare


7/23


8/23

*

+,+-.// 2 Să se determine valoarea curentului si a tensiunii #rin#e diodasemiconductoare D$ tiind că CC=3V este o sursă de tensiune continuă' =267

#arametrii circuitului ec8ivalent al diodei sunt V9=07(V i r9=4006'

Circuitul se nume*te,

circuit de polari'are al diodei

polari'area diodei = sta!ilirea ti#ului de conducţiepolari'are directă = #otenţial su#erior #e anod i #otenţial in&erior #e catodpolari'are inversă = #otenţial in&erior #e anod i #otenţial su#erior #e catod

+

-

+D

r D

-CC

#

D

" 9atorită sursei de tensiune continuă VCC7circuitul &uncţionea$ă :n reim de curentcontinuu;

9ioda &uncţionea$ă :n conducţie directă =% se#oate :nlocui cu circuitul ec8ivalent :n curentcontinuu7 vala!il #entru conducţie directă'

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ]mAk .k

V .V

r R

V V I

D

DCC A 1

402

603=

Ω+Ω−

=+−

=

[ ] [ ] [ ] [ ]V k .mAV .r I V V D A D A 140160 =Ω⋅+=⋅+=

.unctul Static de


9/23

anod catod

. %odelarea diodei (n re)im variabil de semnal mic

r d

[ ] Ω== d A

T d r

I

V r

tensiunea termica /m pentru 0/C

Curentul continuu prin dioda2 se poate afla doar daca circuitul cu dioda seanali'ea'a in re)im de curent continuu


10/23

10

+,+-./ 3 să se determine am#litudinea curentului si a tensiunii #rin#e diodasemiconductoare D tiind că CC3 este o sursă de tensiune continuă7 iarV>t?=1@sin>t?VB este o sursă de tensiune varia!ilă :n tim#' Se dau =27 r9=0747V9=07(V

+

-

+

-

+D

r D

-

r d

"nali'a in curent continuu, sursa detensiune variabila se pasivi'ea'a sidioda se inlocuieste cu circuitulechivalent in curent continuu

"nali'a in re)im variabil de semnalmic, sursa de tensiune continua sepasivi'ea'a si dioda se inlocuieste cucircuitul echivalent inre)im variabil desemnal mic

CC

v)4t5

#

D

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ]mAk .k

V .V

r R

V V I

D

DCC A 1

402

603=

Ω+Ω−

=+−

=

"a

a

[ ]

[ ] [ ]

[ ]mA.k .k

V

r R

V I

d

g a 50

02502

1≅

Ω+Ω

=

+

=

[ ][ ]

[ ]Ω=== 251

25

mA

mV

I

V r

A

T d

[ ] [ ] [ ]mV .mA.r I V d aa 5122550 =Ω⋅=⋅=


11/23

11

1

$/

1$/

i"4t5

ia4t5

"16m"7

a$/6m"7

t

componenta totala

componenta variabila

componenta medie

amplitudine

8orma de unda a curentului prin dioda


12/23

12

Dioda 9ener

Dioda 9ener Simbolul electronic al diodei 9ener

Caracteristica defuncţionare a diodei 9ener

Circuitul echivalent al diodei 9ener (n re)iunea de străpun)ere.


13/23

13

LED-ul : dioda electroluminiscentă

Simbolul electronic al LED-ului.


14/23

14

"tenuator de tensiune controlat (n tensiune

#;L, reduce la ie*ire tensiunea aplicată la intrare2reducerea este controlată de nivelul unei tensiuni de control

Tensiune intrare

Tensiune control

Tensiune iesire


15/23

15

"nali'a circuitului (n curent continuu

Se reali$ea$ă #e un circuit ec8ivalent " circuitul echivalent (n curent continuu " care modelea$ă com#ortamentul atenuatorului :n curent continuu' Circuitulec8ivalent se o!ţine ţinnd cont că

condensatorul de capacitate mare C se (nlocuie*te cu un circuit (ntreruptramura care conţine condensarorul C se elimină din circuit$ prin aceasta

curentul continuu fiind 'ero datorită condensatorului dispar vi *i #2

condensatorul de capacitate mare CL se (nlocuie*te cu un circuit (ntreruptramura care conţine condensarorul CL se elimină din circuit$ prin

aceasta curentul continuu fiind 'ero datorită condensatorului dispare#L2

dioda D fiind polari'ată direct 4se observă că borna


16/23

1(

+D

r D

>

-#L

+

-CC D

"

vo4t5

#

CL

C

+

-vi4t5

#"

A

DCC

D A

DCC A

R

V V

r R

V V I

−=

+−

=

;btinerea circuitului echivalent al atenuatorului$ (n re)im de curent continuu.

Curentul continuu prin dioda, estenecesar pentru calcularea re'istenteide semnal mic a diodei


17/23

1)

"nali'a circuitului (n re)im variabil de semnalmic

Se reali$ea$ă #e un alt circuit ec8ivalent : circuitul echivalent (n re)imvariabil de semnal mic : care modelea$ă com#ortamentul atenuatorului

:n acest reim' Circuitul ec8ivalent se o!ţine ţinnd cont că

condensatorul de capacitate mare C se (nlocuie*te cu un scurtcircuit4fir52

dioda D se (nlocuie*te cu circuitul echivalent format din re'istenţa desemnal mic rd care se calculea'a cu formula,

A

T d

I

V r =


18/23

1*

#L +

-CC

#

D vo4t5r d

CL

C

+

-v

i

4t5

#"

;btinerea circuitului echivalent al atenuatorului (n re)im variabil de semnal mic.

A L Ad Ld

A Ld A Ld i

A Ld

A Ld o

R R Rr Rr

R Rr R Rr unde )t ( v

R R Rr

R Rr )t ( v

⋅+⋅+⋅

⋅⋅=⋅

+=

)V ( f r ) I ( f r CC d Ad ==>= )V ,V ( f V CC io =


19/23

1

edresor mono&a$at monoalternanţă

#L

D

vo4t5

+

-vi4t5

vi4t5? ? D polari'ata direct

? vo4t5 vi4t5

vi4t5@ ? D polari'ata invers

? vo4t5

vI(t)

+

_+

_

Tensiune

intrare

Tensiune ieşire

=

se reduce variatia

tensiunii de intrare

v0(t

)

0

0 + +


20/23

20

Dntroducerea &iltrului condensator de ca#acitate C devaloare &oarte mare

#L

D

vo4t5

+

-vi4t5

Tensiune ieşire

C

vI(t

)+

_ + _

Tensiune

intrare

v0(t)

0

0 + +

vo

1 2

1' 9 = #olari$ata direct =% C se incarca de la vi #rin re$istenta &oarte mica a diodei

2' 9 = #olari$ata invers =% C se descarca #e /


21/23

21

[ ] [ ]oMAX oMI oiMAX iMI i ! o I , I i "iV ,V vda#aV v ∈∈=

+

−

+

−∈

oMAX ZMIN

Z iMIN

oMIN ZMAX

Z iMAX

I I

V V

I I

V V R 7

Stabili'ator de tensiune cu dioda 9ener mentine tensiunea de iesire la o valoare constanta c8iar daca tensiuneade intrare varia$a >intrun domeniu s#eci&icat de valori?7 sau curentul de

sarcina varia$a >curentul #rin /?7 sau tem#eratura de lucru varia$a'


22/23

22

Structura unei surse de tensiune continua


23/23

23

Documents

Curs 03_04 Diode Si Aplicatii