CHƯƠNG I

MẠCH DIODE

1.

Mục tiêu:

2.

Kiến thức cơ bản cần có khi học chương này.

3.

Tài liệu tham khảo liên quan đến chương.

4.

Nội dung:

1.1

Đường thẳng lấy điện.

1.2

Diode trong mạch điện một chiều.

1.3

Diode trong mạch điện xoay chiều.

các mô hình lý tưởng, gần đúng hay thực sẽ được đưa vào trong công việc tính toán mạch.
I.1 ÐƯỜNG THẲNG LẤY ÐIỆN (LOAD LINE):

Xem mạch hình 1.1a
Nguồn điện một chiều E mắc trong mạch làm cho diode phân cực thuận. Gọi I
D
là dòng
đ
MẠCH ĐIỆN TỬ

Page 1 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1
qua diode và V
D
là hiệu thế 2 đầu diode, ta có:Trong đó: I
0
là dòng điện rỉ nghịchh
=1 khi I
D
lớn (vài mA trở lên)

h
=1 Khi I
D

- Ngược lại khi E < V
K
, mạch được xem như hở, nên:

Page 2 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1
I
D
= I
R
= 0mA ; V
R
= R.I
R
= 0V ; V
D
= E - V
R
= E
1.3. DIODE TRONG MẠCH ÐIỆN XOAY CHIỀU - MẠCH CHỈNH LƯU

1.3.1

Trị trung bình và trị hiệu dụng.

1.3.2



Dạng sóng Trị trung bình

Page 3 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1

1.3.1.2. Trị hiệu dụng:

Người ta định nghĩa trị hiệu dụng của một sóng tuần hoàn( thí dụ dòng điện) là trị số t
ươ
dòng điện một chiều I
DC
mà khi chạy qua một điện trở R trong một chu kì sẽ có năng lượ
ng t
nhau.

Page 4 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1

Vài thí dụ:

Dạng sóng Trị trung bình và hiệu dụng
= V
m
- 0.7V (1.6)

- Ðiện thế trung bình ngõ ra:Page 6 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1

- Ðiện thế đỉnh phân cực nghịch của diode là:
V
RM
=V
m
(1.8)

Ta cũng có thể chỉnh lưu lấy bán kỳ âm bằng cách đổi đầu diode.
1.3.3. Chỉnh lưu toàn sóng với biến thế có điểm giữa

Mạch cơ bản như hình 1.8a; Dạng sóng ở 2 cuộn thứ cấp như hình 1.8b - Ở bán kỳ dương, diode D
1
phân cực thuận và dẫn điện trong lúc diode D
2
phân cực nghị
ch n
hở mạch (hình 1.9)


Và điện thế đỉnh phân cực nghịch ở mỗi diode khi ngưng dẫn là:
V
RM
=V
dcm
+V
m
=2V
m
-0,7V (1.10)

- Dạng sóng thường trực ở 2 đầu R
L
được diễn tả ở hình 1.11 Người ta cũng có thể chỉnh lưu để tạo ra điện thế âm ở 2 đầu R
L
bằng cách đổi cực củ
a 2 diode l
1.3.4. Chỉnh lưu toàn sóng dùng cầu diode

Mạch cơ bản
Page 8 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1


V
dcm
=V
m
-2V
D
=V
m
-1.4V (1.12)

- Ðiện thế đỉnh phân cực nghịch V
RM
ở mỗi diode là:

Page 9 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1
V
RM
=V
dcm
+V
D
=V
m
-V
D

V
RM
=V

. Nếu dòng rỉ của tụ điện không đáng kể, tụ C sẽ không phóng điện và điện th
ế
giữ không đổi là V
dcm
. Ðây là trường hợp lý tưởng. Thực tế, điện thế trung bình thay đổi từ
0,637V
V
dcm
. Thực ra nguồn điện phải cung cấp cho tải, thí dụ R
L
mắc song song với tụ C. Ở bán ký
d
điện đến trị V
dcm
. Khi nguồn điện bắt đầu giảm, tụ C phóng điện qua R
L
cho đến khi gặp bá
n k
mới nạp điện lại đến V
dcm
và chu kỳ này cứ lặp đi lặp lại. Hình 1.16 mô tả chi tiết dạng sóng
ở
R
L
). Hiệu thế sóng dư đỉnh đối đỉnh được ký hiệu là V
r(p-p)
.

Vì thời gian nạp điện thường rất nhỏ so với thời gian phóng điện nên dạng của thành phầ
n s
xem gần đúng như dạng tam giác Page 12 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1

Hệ số sóng dư quyết định chất lượng của mạch chỉnh lưu.
* Phương trình điện thế sóng dư

Nếu gọi i
c
là dòng phóng điện của tụ điện có điện dung C và V
C
là điện thế 2 đầu tụ điệ
n th Nếu sự thay đổi điện thế 2 đầu tụ là tuyến tính thì dòng điện i
c
là dòng điện một chiều.

Nếu coi sóng dư có dạng tam giác thì dòng phóng của tụ là hằng số và ký hiệu là I
DC
.
Ðó
điện qua tải
i c
thông dụng khi coi diode là lý tưởng. Bây giờ nếu ta mắc thêm một nguồn điện thế một chiều V nối tiếp với diode như hì
nh 1.22b. N
vào v
i
(t) có dạng hình sin với điện thế đỉnh là Vm thì ngõ ra sẽ có dạng như hình vẽ 1.22c v
ớ
V
m
-V tức V
0
=V
i
-V (coi diode lý tưởng)Page 14 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1
1.4.2. Mạch cắt song song

* Mạch căn bản có dạng


- Khi v
i
<V=4V, diode dẫn điện Þ vo=V=4V

- Khi v
i
>V=4V, diode ngưng dẫn
Þ
V
o
= v
i

H
ình 1.26 là dạng và biên độ của ngõ ra v0 1.5. MẠCH GHIM ÁP (Mạch kẹp - clampers)

Ðây là mạch đổi mức DC (một chiều) của tín hiệu. Mạch phải có một tụ điện, mộ
t diode v
Nh
ưng mạch cũng có thể có một nguồn điện thế độc lập. Trị số của điện trở R và tụ điện C phả
i
sao cho thời hằng
t
=RC đủ lớn để hiệu thế 2 đầu tụ giảm không đáng kể khi tụ phóng điệ
n (trong su
diode không dẫn điện). Mạch ghim áp căn bản như hình 1.27

o
luôn bằng nhau.

Sinh viên thử xác định v
0
của mạch điện hình 1.29
1.6. MẠCH DÙNG DIODE ZENER:

1.6.1 Diode zener với điện thế ngõ vào v
i
và tải R
L
cố định.

1.6.2 Nguồn v
i

cố định và R
L
thay đổi.
1.6.3 Tải R
L
cố định, điện thế ngõ vào v
i

Page 17 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1
- Xác định trạng thái của diode zener bằng cách tháo rời diode zener ra khỏi mạch và tính hiệ
u th
đầu của mạch hở Công suất tiêu tán bởi diode zener được xác định bởi
P
z
=V
z
.I
z
(1.23)

Công suất này phải nhỏ hơn công suất tối đa P
ZM
=V
Z
I
ZM
của diode zener (I
ZM
: dòng
đ
zener mà không làm hỏng)

Diode zener thường được dùng trong các mạch điều hòa điện thế để tạo điện thế chuẩn. M
ạ


Dòng I
Z
sẽ nhỏ nhất khi I
L
lớn nhất. Dòng I
Z
được giới hạn bởi I
ZM
do nhà sản xuất cho bi
ế
điện nhỏ nhất qua R
L
là I
Lmin
phải thỏa mãn:Cuối cùng khi V
i
cố định, R
L
phải được chọn trong khoảng R
Lmin
và R
Lmax

1.6.3. Tải R
L
cố định, điện thế ngõ vào V

1
dẫn và D
2
ngưng. Tụ C
1
nạp điện đến điện thế đỉ
nh V
- Ở bán kỳ âm D
1
ngưng và D
2
dẫn điện. Tụ C
2
nạp điện đến điện thế V
C2
=V
m
+V
C1
=2V
m

- Bán kỳ dương kế tiếp, D
2
ngưng, C
2
phóng điện qua tải và đến bán kỳ âm kế tiếp C
2
lạ
i n

=V
m
trong lúc D
1
ngưng.

- Ðiện thế ngõ ra V
0
=V
C1
+V
C2
=2V
m

1.7.2. Mạch chỉnh lưu tăng ba, tăng bốnÐầu tiên C
1
nạp điện đến V
C1
=V
m
khi D
1
dẫn điện ở bán kỳ dương. Bán kỳ âm D
2
dẫn đi
ệ

nạp vào C
4Ðiện thế 2 đầu C
2
là 2V
m

2 đầu C
1
+C= là 3V
m

2 đầu C
2
+C
4
là 4V
m

Page 21 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1

Giảng viên:
Trương Văn Tám

Page 22 of 221
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\1