Download miễn phí Tài liệu Cấu kiện điện tử



Transistor hiệu ứng trường gọi tắt là FETs [Fiel-Effect Transistors] bao gồm hai loại chính đó
là: Transistor hiệu ứng trường có cấu trúc cổng bằng bán dẫn-oxide-kim loai, gọi tắt là MOSFET
[Metal-Oxide-Semiconductor FET], và transistor hiệu ứng trường có cấu trúc cổng bằng tiếp
giáp pn, thường gọi là JFET [Junction FET]. Transistor MOSFET đã trởthành một trong những
dụng cụbán dẫn quan trọng nhất trong việc thiết kếchếtạo các mạch tích hợp (ICs) do tính ổn
định nhiệt và nhiều đặc tính thông dụng tuyệt vời khác của nó. CảMOSFET và JFET đều dẫn
điện theo các kênh dẫn, nên mỗi loại đều có ởdạng kênh dẫn bằng bán dẫn nhay p, gọi là
MOSFET kênh n (gọi tắt là NMOS), MOSFET kênh p(gọi tắt là PMOS) và JFET kênh nvà
JFET kênh ptương ứng. Ngoài ra, đối với MOSFET dựa theo nguyên tắc hình thành kênh dẫn
mà có MOSFET cảm ứng kênh hay tăng cường kênh; giàu kênh (kênh không có sẵn) và
MOSFET nghèo kênh (kênh có sẵn)


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-06-04-tai_lieu_cau_kien_dien_tu.LEzAp57Vk8.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-68872/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

g trong cuộn điện cảm không thể thay đổi tức thời, iL(0+) sẽ bằng với
mức dòng ngay trước khi chuyển mạch thay đổi trạng thái.
Chuyển mạch S hở mạch
Khi chuyển mạch hở mạch, diode sẽ dẫn, tạo đường dẫn cho dòng điện cảm chảy qua diode,
điện trở tải R và tụ lọc C như thể hiện ở hình 2.44b. Để đơn giản trong việc phân tích, giả sử
rằng điện áp gợn ở tín hiệu ra là đủ nhỏ để điện áp ra phải gần bằng mức điện áp dc, tức là vo ≈
VO. Với giả thiết trên, điện áp trên cuộn điện cảm sẽ không đổi như trước và bằng với VS – VO.
Dòng chảy qua cuộn cảm tại thời điểm kết thúc của khoảng thời gian Toff (tức là: t = Ton + Toff =
T) là:
offon
on
offon
on
OS
onL
OS
onLL )()()(
TT
T
TT
T
t
L
VVTi dt
L
VVTiTi +
+ −+=−+= ∫ (2.70)
off
OS
on
S
LL )0()( TL
VVT
L
ViTi −++= + (2.71)
Khi VO vượt quá VS, dòng cuộn cảm sẽ giảm theo thời gian trong suốt khoảng thời gian Toff – lặp
lại như thể hiện ở hình 2.45. Ngoài ra, do mạch hoạt động tuần hoàn với chu kỳ T, nên dòng điện
cảm tại các thời điểm t = 0+ và t = T cần đồng nhất. Vì vậy,
)0()( LL
+= iTi nên: offSOonS TL
VVT
L
V −= (2.72)
Quan hệ cơ bản giữa điện áp ra và vào của mạch biến đổi tăng là:
offOoffonS )( TVTTV =+ hay: δ
V
T
T
V
T
TVV −=−
==
11
S
on
S
off
SO (2.73)
trong đó: δ = Ton / T được gọi là hệ số đầy xung [duty cycle] của dạng sóng chuyển mạch. Điện
áp ra có thể thay đổi được bằng cách biến đổi hệ số đầy xung của chuyển mạch. Do 0 ≤ δ ≤ 1,
nên điện áp ra VO ≥ VS; bộ biến đổi “sẽ làm tăng” mức điện áp ra cao hơn mức điện áp vào.
Tính mạch lọc
Lưu ý rằng, biểu thức của điện áp ra ở phương trình (2.73) là độc lập với L. Thông số thiết kế
cần bổ sung để chọn giá trị điện cảm L là dòng gợn trong cuộn điện cảm. Bởi vì điện áp trên
cuộn điện cảm là không đổi trong suốt cả hai khoảng thời gian Ton và Toff, dòng điện cảm có
dạng sóng răng cưa như mô tả ở hình 2.45 [xem phương trình (2.69) và (2.70)]. Biên độ của
dòng gợn Ir được tính theo hai cách:
on
S
r TL
VI = hay offSOr TL
VVI −= (2.74)
Mức dòng gợn ở hai cách tính cần như nhau. Từ phương trình (2.74), rút ra biểu thức cho
trị số của cuộn cảm:
δ
fI
V
T
T
I
TVT
I
VL
r
Son
r
S
on
r
S =⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛== (2.75)
trong đó, f = 1/T là tần số của chuyển mạch. Từ phương trình (2.75), ta thấy rằng việc chọn tần
CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ
BIÊN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 2: TIẾP GIÁP PN & DIODE BÁN DẪN
48
số làm việc cao hơn thì sẽ có trị số điện cảm cần thiết nhỏ hơn. Các bộ biến đổi điện áp dc sang
dc có thể hoạt động tại các tần số trên 60Hz để giảm kích thước của L và f thường được chọn cao
hơn dãi tần số tín hiệu tai người nghe được (tần số âm tần). Thông thường dãi tần số từ 25kHz
đến 100kHz.
Dòng vào dc
Trong mạch tăng điện áp, dòng điện cảm trung bình IL lớn hơn so với dòng tải dc. Đối với bộ
biến đổi lý tưởng, không có cơ chế suy hao trong mạch. Do vậy, công suất được phân bố đến
đầu vào của bộ biến đổi cần bằng công suất phân chia ở điện trở tải R:
OOSS IVIV = hoặc: δ-
I
T
TII
V
VI
1
O
off
OO
S
O
S === (2.76)
Từ phương trình (2.76), ta thấy rằng dòng dc trong cuộn điện cảm là lớn hơn so với dòng tải một
chiều bằng cùng hệ số khi tăng ở điện áp ra. Lưu ý rằng cuộn điện cảm cần được thiết kế
chính xác để có khả năng hoạt động với giá trị lớn của dòng trung bình.
Điện áp gợn và điện dung của mạch lọc
Ở bộ biến đổi tăng áp, tụ lọc C được thiết kế để điều chỉnh mức điện áp gợn Vr theo cách tương
tự như tụ lọc trong mạch nắn. Trong suốt khoảng thời gian Ton, diode D ngưng dẫn, như ở mạch
hình 2.44a, nên tụ cần cung cấp toàn bộ dòng tải. Nếu điện áp gợn được thiết kế có biên độ
nhỏ, thì dòng xã gần như không đổi (hằng số) và được tính theo IO ≈ VO/R. Dựa vào mức gần
đúng này, điện áp gợn có thể được tính theo:
δ
RC
TV
T
T
RC
TV
RC
TVT
C
IV OonOonOonOr =⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛==≈ (2.77)
Bảng 2.1, tóm tắt các công thức thiết kế cho bộ biến đổi tăng điện áp dc – dc
BẢNG 2.1: Thiết kế bộ biến đổi tăng điện áp
Điện áp ra δ
V
T
T
V
T
TVV −=−
==
11
S
on
S
off
SO
Dòng điện nguồn cung cấp δ-
I
T
T-
I
T
TII
11
O
on
O
off
OS ===
Cuộn điện cảm δfI
V
T
T
I
TVT
I
VL
r
Son
r
S
on
r
S =⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛==
Tụ lọc δRC
TV
T
T
RV
TVC Oon
r
O =⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
b) Bộ biến đổi giảm áp
Mạch biến đổi giảm áp [buck converter] như ở hình 2.46, được thiết kế để tạo ra điện áp đầu ra
là thấp hơn so với điện áp đầu vào. Nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi giảm áp ở hình 2.46,
tương tự hoạt động của bộ biến đổi tăng áp, và chuyển mạch S sẽ hoạt động một cách tuần hoàn
với cùng kiểu định thời như ở hình 2.43a.
Chuyển mạch S kín mạch
Trong khoảng thời gian Ton, chuyển mạch S kín mạch, nên diode D sẽ được phân cực ngược theo
điện áp vào dương dẫn đến mạch tương đương ở hình 2.46b. Giả sử điện áp gợn tại đầu ra khá
nhỏ để điện áp đầu ra có thể xem gần đúng mức điện áp hằng vO ≈ VO, suy ra mức điện áp trên
cuộn điện cảm sẽ bằng VS – VO, và mức dòng điện cảm tại thời điểm kết thúc của khoảng thời
gian Ton sẽ là:
on
OS
L0
OS
LonL )(0)(0)(
on T
L
VVi dt
L
VViTi
T −+=−+= ++ ∫ (2.78)
Vì dòng chảy trong cuộn điện cảm không thay đổi tức thời, nên iL(0+) sẽ bằng với mức dòng
ngay trước khi chuyển mạch thay đổi trạng thái.
Chuyển mạch S hở mạch
Khi chuyển mạch S chuyển sang hở mạch, diode sẽ chuyển sang dẫn, tạo đường dẫn liên tục cho
dòng điện cảm từ điểm đất qua diode đến điện trở tải R và tụ lọc C như mô tả ở hình 3.72c. Điện
áp trên điện cảm lúc này bằng với – VO. Dòng điện cảm tại thời điểm kết thúc của Toff là:
CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ
BIÊN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 2: TIẾP GIÁP PN & DIODE BÁN DẪN
49
off
O
on
OS
L
O
onLL )(0)()(
offon
on
T
L
VT
L
VVi dt
L
VTiTi
TT
T
−−+=−+= ++∫ (2.79)
Tuy nhiên, mạch hoạt động tuần hoàn với chu kỳ T. Do đó, dòng điện cảm tại các thời điểm t =
0+ và t = T cần đồng nhất, nên ta có:
)(0)( LL
+= iTi và: offOonSO TL
VT
L
VV =− (2.80)
Rút gọn phương trình sẽ có quan hệ cơ bản giữa điện áp đầu ra và điện áp đầu vào của bộ biến
đổi giảm áp:
δSonSO VT
TVV == (2.81)
Trong đó, δ là hệ số đầy xung của chuyển mạch. Do Ton ≤ T, điện áp ra VO ≤ VS. Ở bộ biến đổi
giảm áp điện áp cuộn điện cảm sẽ “làm giảm” điện áp vào, nên điện áp đầu ra là thấp hơn so với
điện áp đầu vào. Điện áp ra của bộ biến đổi giảm áp tỷ lệ thuận với hệ số đầy xung δ.
Tính điện cảm
Quan hệ giữa điện áp vào và ra được biểu diễn theo phương trình (2.81) lại độc lập với L, nên
việc tính trị số điện cảm sẽ được quyết định bởi thông số dòng gợn.
Dạng sóng dòng điện cảm của mạch biến đổi giảm áp là rất giống với dạng sóng dòng điện ở
mạch biến đổi tăng áp như ở hình 3.73. Biên độ dòng gợn Ir được tính bởi:
off
O
on
OS
r TL
VT
L
VVI =−= (2.82)
Từ ph...

---