You're Reading a Free Preview
Pages 9 to 18 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 22 to 41 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 45 to 46 are not shown in this preview.
Diode là một linh kiện bán dẫn tiếp giáp PN cơ bản nổi tiếng trong thế giới vi điện tử. Bởi vì nó được xây dựng bằng vật liệu loại P và N.
Nó hoạt động như một công tắc một chiều cho phép dòng điện chạy theo một hướng và dừng theo hướng khác.
1N4007 thuộc họ silicon của se-ri1N400X. Nó là một diode chỉnh lưu có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu dòng điện xoay chiều [AC] sang tín hiệu dòng điện một chiều [DC] trong các sản phẩm điện tử.
Hướng dẫn này sẽ thảo luận về sơ đồ chân, tính năng, thông số kỹ thuật, mạch ví dụ và ứng dụng của nó.
Sơ đồ sau đây cho thấy sơ đồ chân ký hiệu logic của diode 1N4007:
Nó có hai cực: cực dương [tích điện dương] và cực âm [tích điện âm]. Diode có hai trạng thái dựa trên kết nối của cực dương và cực âm.
Để dòng điện chạy từ cực dương sang cực âm, cực dương phải được nối với điện thế cao hơn cực âm [phân cực thuận]. Dòng điện chạy từ cực dương đến cực âm được gọi là dòng điện thuận.
Phân cực ngược sẽ hạn chế dòng điện và có thể làm hỏng thiết bị nếu điện áp đặt vào lớn hơn điện áp đánh thủng ngược. Trong quá trình phân cực ngược, dòng điện rò chảy qua điốt không đáng kể so với dòng điện thuận.
Bảng sau liệt kê chi tiết chân cắm của cực dương và cực âm:
| Anode | +ve carries terminal and current always flows into the anode. |
| Cathode | -ve carriers and the current always leaves from a cathode terminal. |
Giống như tất cả các điốt, 1N4007 cũng yêu cầu thời gian khôi phục ngược để thu hồi trong quá trình chuyển từ chế độ phân cực thuận sang chế độ phân cực ngược.
Trong quá trình thu hồi, diode tạo ra một dòng điện ngược cao và tạo ra nhiệt. Tần số tín hiệu đầu vào càng cao thì thời gian diode càng cao để khôi phục trạng thái của nó.
1N4007 là một diode tần số thấp do thời gian phục hồi cao. Do đó, bạn chỉ nên sử dụng nó cho các ứng dụng tần số thấp.
- Điện áp ngược đỉnh: 1000 Volts
- Chuyển tiếp trung bình hiện tại: 1A
- Dòng chuyển tiếp đỉnh không lặp lại: 30A
- Nhiệt độ mối nối hoạt động: -550C – 1750C
- Tiêu tán điện: 3 Watts
- Điện áp chuyển tiếp: 1.1 Volts
- Ngược dòng: 5 uA
- Loại gói: DO-41
- Giảm điện áp chuyển tiếp thấp
- Khả năng mang dòng điện cao
- Dòng điện ngược gần như không đáng kể
- Điện áp đỉnh ngược rất cao
Khi điện áp đầu vào được áp dụng cho cực dương là + ve so với cực âm, thì diode được cho là phân cực thuận. Khi điện áp đầu vào được áp dụng này trở nên lớn hơn 0,6 volt, diode IN4007 hoạt động như một mạch ngắn. 0,6V là hiệu điện thế rơi về phía trước là 1N4007.
Mô phỏng proteus đã cho là ví dụ hoàn hảo về khái niệm chuyển mạch của diode:
Hai mạch đại diện cho các trạng thái của diode. Mạch đầu tiên hiển thị điều kiện phân cực thuận của diode. Cực dương được nối với nguồn điện và cực âm được nối với đất. Theo cách này, cực dương của diode có điện thế cao hơn so với cực âm, do đó dòng điện có thể vượt qua vùng suy giảm của nó. Dòng điện chạy qua đèn LED và nó phát sáng.
Mặt khác, mạch thứ hai thể hiện điều kiện phân cực ngược trong đó dòng điện không thể chạy do vùng cạn kiệt và đèn LED không phát sáng.
Mạch này thể hiện việc sử dụng điốt 1N4007 như một bộ điều chỉnh điện áp. Sơ đồ là hình ảnh của bộ điều chỉnh điện áp:
Một diode có vùng suy giảm, khi vượt qua rào cản sẽ bị sụt áp 0,6 Vôn. Tận dụng sự sụt giảm tiềm năng này, chúng ta có thể tạo ra một bộ điều chỉnh điện áp theo yêu cầu.
Để có được 3V từ nguồn điện 9V, mười điốt 1N4007 được kết nối ngược lại trong một cấu hình nối tiếp.
Khi dòng điện thuận chạy từ điốt thứ nhất qua cực dương đến cực âm, điện áp 0,6V giảm trên điốt thứ nhất và điện áp đầu vào của điốt thứ hai là 9-0,6 = 8,4v.
Quá trình tương tự xảy ra đối với mỗi điốt và điện áp đầu vào giảm dần từ 9 Vôn đến 3 Vôn cần thiết và có thể được sử dụng cho hoạt động của bất kỳ thiết bị điện tử nào có nhu cầu ~ 3V.
Đây không phải là thiết kế được khuyến nghị cho các dự án thực tế nhưng mạch ví dụ được sử dụng chỉ để chứng minh việc sử dụng diode 1N4007.
- 1N4148
- 1N5408
- 1N5822
- 1N4733A
- Diodes Zener
- Bộ chỉnh lưu
- Các ứng dụng diode tự do
- Hệ thống nhúng để chuyển đổi
- Nguồn cung cấp
- Mạch bảo vệ
Chương 4 - Điốt
148
Chương 4 - Điốt
Tham số kỹ thuật của Điốt được chia thành 2 nhóm: Tham số giới hạn [Maximum
Ratings], và đặc tính điện [Electrical Characteristics]
149
Chương 4 - Điốt
+ Tham số giới hạn
- VBr: Điện áp đánh thủng, điện áp ngược nhỏ nhất đặt lên điốt mà tại đó xảy ra
hiện tượng đánh thủng. Với Điốt chỉnh lưu điện áp đánh thủng thường khá lớn, và nếu
xảy ra hiện tượng đánh thủng thì dòng ngược tăng vọt và có thể làm hỏng nó.
- VRRM [Peak Repetitive Reverse Voltage]: Điện áp ngược cực đại cho phép đặt
lên Điốt mà không xảy ra đánh thủng, có thể là điện áp một chiều hoặc điện áp đỉnh của
điện áp xoay chiều.Thông thường chọn VRRM = 0,8.VBr. Điện áp ngược cực đại VRRM phụ
thuộc vào cấu tạo của Điốt và nó nằm trong khoảng vài V đến 10 ngàn V. Giá trịVRRM
của một số Điốt như bảng sau:
Điốt
VRRM [V]
1N4001
50
1N4002
100
1N4003
200
1N4004
400
1N4005
600
1N4006
800
1N4007
1000
- VRSM [Nonrepittive Peak Reverse Voltage]: Điện áp ngược cực đại cho phép
của các dạng điện áp không tuần hoàn, tham số này thường lớn hơn VRRM.
- VR[RMS]: Điện áp hiệu dụng cực đại cho phép.
- I0 [Average Rectified Forward Current]: Giá trị trung bình của dòng điện thuận
được chỉnh lưu cho phép. Ví dụ Điốt 1N4001 có I0=1A khi nhiệt độ môi trường là 750C.
I0 tăng khi nhiệt độ giảm và ngược lại.
- IFSM [Nonrepittive Peak Surge Current]: Giá trị đỉnh cực đại cho phép của
dòng xung kich [Dòng điện giá trị rất cao, nhưng tồn tại trong thời gian ngắn].
- Công suất tiêu tán cho phép của Điốt PDmax: Công suất tiêu tán cực tại trên Điốt
trong chế độ phân cực thuận.
PDmax = IDmaxUAKmax
Thông thường, chọn Điốt có công suất tiêu tán cho phép ít nhất phải lớn hơn 20%
công suất tiêu tán của Điốt trong mạch.
- Khoảng nhiệt độ làm việc: Là khoảng nhiệt độ đảm bảo Điốt làm việc bình
thường. Tham số này quan hệ với công suất tiêu tán cho phép của Điôt.
150
Chương 4 - Điốt
PDmax
t 0 maxP- N − t 00
= PDmax[200 C] . 0
t maxP- N − 20 0 C
Trong đó: t0maxP-N - nhiệt độ cực đại cho phép của tiếp xúc P-N
t00 - nhiệt độ môi trường
Thông thường với Điốt Ge, khoảng nhiệt độ làm việc : - 600C đến +850C, Điốt Si :
- 600C đến +1500C.
+ Tham số điện khác
- VF: Điện áp rơi trên điốt cực đại trong chế độ phân cực thuận [VF=VAK khi iD=I0,
T=25 C].
0
- Điện áp thông UT : Là điện áp mà phân cực thuận mà tại đó dòng thuận bắt đầu
tăng vọt [>0]. VT