งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

Electronics Fundamentals, Thongchai T. © 2010 Phranakhon Rajabhat University chapter 16 electronics fundamentals circuits, devices, and applications THOMAS.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "Electronics Fundamentals, Thongchai T. © 2010 Phranakhon Rajabhat University chapter 16 electronics fundamentals circuits, devices, and applications THOMAS."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 Electronics Fundamentals, Thongchai T. © 2010 Phranakhon Rajabhat University chapter 16 electronics fundamentals circuits, devices, and applications THOMAS L. FLOYD DAVID M. BUCHLA

2 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy สารกึ่งตัวนำ สารกึ่งตัวนำ จะมีลักษณะการจัดอิเล็กตรอนเป็น energy bands energy band สุดท้ายคือ conduction band เป็นที่ที่อิเล็กตรอนสามารถ เคลื่อนย้ายได้ ระหว่าง band จะเป็น gap ซึ่ง เป็นพลังงานที่ต้านอิเล็กตรอน Nucleus First band Second band Valence band Conduction band Energy gap Energy ถัดจากแบนด์สุดท้ายคือ valence band เป็นที่ที่มีอิเล็กตรอนอยู่

3 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy กระแสอิเล็กตรอน และ กระแสโฮล ที่อุณหภูมิห้อง อิเล็กตรอนบางตัวมีพลังงานมาก พอที่จะกระโดดออกไปยัง conduction band Valence band Conduction band Energy gap Energy หลังจากกระโดดไปแล้ว อิเล็กตรอนพวกนี้จะเคลื่อนที่อย่างอิสระ และสร้างกระแสอิเล็กตรอนขึ้นเมื่อป้อนแหล่งจ่ายให้กับมัน Heat energy Electron- hole pair เมื่ออิเล็กตรอน กระโดดไป ก็จะ เกิดเป็น โฮลขึ้นที่ valence band

4 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy กระแสโฮล และ กระแส อิเล็กตรอน เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ออกไป ก็จะมีอิเล็กตรอนเข้ามาอยู่ แทน Si Free electron

5 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Impurities สามารถเพิ่มโฮลหรืออิเล็กตรอนอิสระให้มากขึ้นได้ด้วย การเติมสารเข้าไปในซิลิกอน การเพิ่มจำนวนโฮล จะทำให้ได้สารกึ่ง ตัวนำ p-type โดยเติมสารที่อยู่ทางซ้ายมือ การเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนใน conduction band จะได้สารกึ่งตัวนำ n-type โดยจะ เติมสารที่อยู่ทางด้านขวาของตาราง

6 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy pn junction diode pn junction หรือไดโอด เป็นอุปกรณ์ ที่ยอมให้กระแสไหลผ่านได้ทิศทาง เดียว

7 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Forward bias เมื่อได้ไบอัสตรง จะเกิดกระแสไหลขึ้น โดยแรงดันที่ป้อนให้ จะผลักทั้งอิเล็กตรอนในด้าน n และโฮลในด้าน p เข้าหากัน ศักย์ขวางกั้นใน depletion region จะ ถูกทำลายทำให้เกิดกระแสไหล ใน ซิลิกอนไดโอด ศักย์ขวางกั้นมี ค่าประมาณ 0.7 V. p-regionn-region pn +  R V BIAS forward-bias จะทำให้ depletion region แคบลง

8 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Reverse bias ถ้า pn junction ได้รับไบอัสกลับ อิเล็กตรอนและโฮลจะวิ่ง ออกจากกัน กระแสจึงไม่ไหล p-regionn-region pn +  V BIAS R reverse-bias จะทำให้ depletion region กว้างขึ้น

9 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Diode characteristics ลักษณะการนำกระแสด้าน forward และ reverse แสดง ใน V-I characteristic curve VRVR VFVF IFIF IRIR Reverse bias Forward bias 0.7 V Barrier potential V BR (breakdown)

10 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Diode models สามารถประมาณค่าของไดโอดได้หลายวิธีด้วยกัน ขึ้นอยู่ กับลักษณะการนำไปใช้งาน ideal model มองเป็นสวิตช์เปิดหรือปิด วงจร VRVR VFVF IFIF IRIR Reverse bias Forward bias complete model เพิ่มค่าความต้านทาน ด้าน forward เข้าไปด้วย practical model เพิ่มศักย์ขวาง กั้นเข้าไปด้วย 0.7 V

11 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Half-wave Rectifier Rectifiers เป็นวงจรที่ทำหน้าที่เปลี่ยน ac ให้เป็น dc ไดโอดนำกระแส ( สวิตช์ ปิดวงจร ) ในช่วงซีกบวก ไดโอดไม่นำกระแส ( เปิดวงจร ) ในช่วงซีกลบ D D RLRL RLRL +   +

12 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Full-wave Rectifier ใช้หม้อแปลงแบบ center-tapped และใช้ไดโอดสองตัว F D1D1 D2D2 RLRL V sec 2 2

13 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Bridge Rectifier เป็นวงจร full-wave ที่ใช้ไดโอด สี่ ตัว และไม่ใช้หม้อ แปลงแบบ center-tapped F D1D1 D2D2 RLRL ในแต่ละซีกคลื่น ไดโอดสองตัวจะนำกระแส อีกสองตัวไม่นำกระแส D3D3 D4D4

14 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Summary Peak inverse voltage Diodes must be able to withstand a reverse voltage when they are reverse biased. This is called the peak inverse voltage (PIV). The PIV depends on the type of rectifier circuit and the maximum secondary voltage. For example, in a full-wave circuit, if one diode is conducting (assuming 0 V drop), the other diode has the secondary voltage across it as you can see from applying KVL around the green path. 0 V V sec Notice that V p(sec) = 2V p(out) for the full-wave circuit because the output is referenced to the center tap.

15 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Summary Peak inverse voltage For the bridge rectifier, KVL can be applied to a loop that includes two of the diodes. Assume the top diode is conducting (ideally, 0 V) and the lower diode is off. The secondary voltage will appear across the non-conducting diode in the loop. 0 V Notice that V p(sec) = V p(out) for the bridge because the output is across the entire secondary. V sec

16 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Summary Power supplies By adding a filter and regulator to the basic rectifier, a basic power supply is formed F D1D1 D2D2 C1C1 D3D3 D4D4 C2C2 Typically, a large electrolytic capacitor is used as a filter before the regulator, with a smaller one following the regulator to complete filtering action  F1  F IC regulator

17 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Summary Special-purpose diodes Special purpose diodes include Zener diodes – used for establishing a reference voltage Varactor diodes – used as variable capacitors Light-emitting diodes – used in displays Photodiodes – used as light sensors

18 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Summary Troubleshooting power supplies Begin troubleshooting by analyzing the symptoms and how it failed. Try to focus on the most likely causes of failure F D1D1 D2D2 C1C1 D3D3 D4D4 C2C  F1  F IC regulator A power supply has no output, but was working until a newly manufactured PC board was connected to it. (a) Analyze possible failures. (b) Form a plan for troubleshooting.

19 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Summary Troubleshooting power supplies 7805 F D1D1 D2D2 C1C1 D3D3 D4D4 C2C  F1  F IC regulator The supply had been working, so the problem is not likely to be an incorrect part or wiring problem. The failure was linked to the fact that a new PC board was connected to it, which points to a possible overloading problem. If the load was too much for the supply, it is likely a fuse would have blown, or a part would likely have overheated, accounting for the lack of output.

20 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Summary Troubleshooting power supplies 1. Disconnect power and check the fuse. If it is bad, replace it. Before reapplying power, remove the load, open the power supply case, and look for evidence of overheating (such as discolored parts or boards). If no evidence of overheating proceed. 2. Check the new pc board (the load) for a short or overloading of the power supply that would cause the fuse to blow. Look for evidence of overheating. 3. Verify operation of the supply with measurements (see next slide). Based on the analysis, a sample plan is as follows. (It can be modified as circumstances warrant.)

21 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Summary Troubleshooting power supplies Reapply power to the supply but with no load. If the output is okay, put a resistive test load on the power supply and measure the output to verify it is operational. If the output is correct, the problem is probably with the new pc board. If not, you will need to further refine the analysis and plan, looking for an internal problem. The analysis showed that a likely cause of failure was due to an overload. For the measurement step, it may be as simple as replacing the fuse and confirming that the supply works. After replacing the fuse:

22 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Majority carrier Minority carrier PN junction Diode The most numerous charge carrier in a doped semiconductor material (either free electrons or holes. Selected Key Terms The boundary between n-type and p-type semiconductive materials. An electronic device that permits current in only one direction. The least numerous charge carrier in a doped semiconductor material (either free electrons or holes.

23 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Barrier potential Forward bias Reverse bias Full-wave rectifier A circuit that converts an alternating sine- wave into a pulsating dc consisting of both halves of a sine wave for each input cycle. The condition in which a diode conducts current. The inherent voltage across the depletion region of a pn junction diode. Selected Key Terms The condition in which a diode prevents current.

24 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Bridge rectifier Zener diode Varactor Photodiode A diode whose reverse resistance changes with incident light. A type of diode that operates in reverse breakdown (called zener breakdown) to provide a voltage reference. A type of full-wave rectifier consisting of diodes arranged in a four corner configuration. Selected Key Terms A diode used as a voltage-variable capacitor.

25 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 1. An energy level in a semiconductor crystal in which electrons are mobile is called the a. barrier potential. b. energy band. c. conduction band. d. valence band.

26 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 2. A intrinsic silicon crystal is a.a poor conductor of electricity. b.an n-type of material. c.a p-type of material. d.an excellent conductor of electricity.

27 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 3. A small portion of the Periodic Table is shown. The elements highlighted in yellow are a. majority carriers. b. minority carriers. c. trivalent elements. d. pentavalent elements.

28 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 4. At room temperature, free electrons in a p-material a. are the majority carrier. b. are the minority carrier. c. are in the valence band. d. do not exist.

29 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 5. The breakdown voltage for a silicon diode is reached when a. the forward bias is 0.7 V. b. the forward current is greater than 1 A. c. the reverse bias is 0.7 V. d. none of the above.

30 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 6. The circuit shown is a a. half-wave rectifier. b. full-wave rectifier. c. bridge rectifier. d. zener regulator.

31 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 7. PIV stands for a. Positive Ion Value. b. Programmable Input Varactor. c. Peak Inverse Voltage. d. Primary Input Voltage.

32 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 8. A type of diode used a a voltage-variable capacitor is a a. varactor. b. zener. c. rectifier. d. LED.

33 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 9. If one of the four diodes in a bridge rectifier is open, the output will a. be zero. b. have ½ as many pulses as normal. c. have ¼ as many pulses as normal. d. be unaffected.

34 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz 10. When troubleshooting a power supply that has a bridge rectifier, begin by a. replacing the bridge rectifier. b. replacing the transformer. c. making measurements. d. analyzing the symptoms and how it failed.

35 Electronics Fundamentals, Thongchai T. Diode © 2010 Phranakhon Rajabhat Univeristy Quiz Answers: 1. c 2. a 3. c 4. b 5. d 6. b 7. c 8. a 9. b 10. d


ดาวน์โหลด ppt Electronics Fundamentals, Thongchai T. © 2010 Phranakhon Rajabhat University chapter 16 electronics fundamentals circuits, devices, and applications THOMAS.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google