Các linh kiện điện tử công suất thường gặp

Sự sinh ra các phần tử kích thước ngày càng nhỏ gọn, năng lực đóng cắt dòng điện và chịu điện áp cao ngày càng lớn với tổn hao công suất giảm đáng kể, ngày càng phân phối những nhu yếu phức tạp của các quy luật đổi khác nguồn năng lượng trong các bộ đổi khác. Bài này sẽ trang bị những kỹ năng và kiến thức và kiến thức và kỹ năng sử dụng một số ít linh kiện điện tử công suất .
Cb là gì ?

Các linh kiện điện tử công suất là gì ? 

Mục tiêu:

– Nhận dạng được các linh kiện điện tử công suất dùng trong các thiết bị điện điện tử.

Bạn đang đọc: Các linh kiện điện tử công suất thường gặp

– Trình bày được cấu trúc các loại linh kiện điện tử công suất
– Giải thích được nguyên tắc thao tác các loại linh kiện .
– Rèn luyện đức tính cẩn trọng, tỉ mỉ, tư duy phát minh sáng tạo và khoa học, bảo vệ bảo đảm an toàn, tiết kiệm chi phí .

1.Phân loại

      Căn cứ vào hoạt động các phần tử bán dẫn ta phân loại được linh kiện bán dẫn

2. Diot ( Điốt)

Trình bầy được cấu trúc, nguyên tắc hoạt động giải trí, đặc tính và các ứng dụng nổi bật của điốt công suất .
2.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động giải trí
2.1.1. Cấu tạo
Cấu tạo và ký hiệu của điốt xấp xỉ .

Điốt là thành phần được cấu trúc bởi một lớp tiếp giáp PN. Điốt có 2 cực, anốt A là cực nối với lớp bán dẫn P., catôt K là cực nối với lớp bán dẫn kiểu N .

2.1.2 Nguyên lý hoạt động 

Các điốt công suất được sản xuất để chịu được một giá trị điện áp ngược nhất định. Điều này đạt được nhờ một lớp bán dẫn n – tiếp giáp với lớp p có cấu trúc giống như lớp n nhưng có ít các điện tử tự do hơn. Khi tiếp giáp pn – được đặt dưới tính năng của điện áp bên ngoài, nếu điện trường ngoài cùng chiều với điện trường E thì vùng nghèo điện tích sẽ lan rộng ra sang vùng n – điện trở tương tự của điốt càng lớn và dòng điện sẽ không hề chạy qua. Toàn bộ điện áp ngoài sẽ rơi trên vùng nghèo điện tích. Trường hợp này được gọi là điốt bị phân cực ngược .

Khi điện áp bên ngoài tạo ra điện trường có hướng ngược với điện trường trong E, vùng nghèo điện tích sẽ bị thu hẹp lại. Nếu điện áp bên ngoài đủ lớn hơn U khoảng chừng 0,65 V, vùng nghèo điện tích sẽ thu hẹp đến bằng không và các điện tích hoàn toàn có thể chuyển dời tự do qua cấu trúc tinh thể của điốt. Dòng điện chạy qua điốt lúc này sẽ bị hạn chế do điện trở tải ở mạch ngoài và một phần điện trở trong điốt gồm có điện trở của tinh thể bán dẫn do tiếp xúc giữa phần sắt kẽm kim loại và bán dẫn. Trường hợp này được gọi là điốt bị phân cực thuận .

2.1.2. Khảo sát hoạt động điôt

1. Thiết bị và dụng cụ chuẩn bị

– Mudun linh kiện chứa Điốt công suất .
– Tải đèn
– Dây có chốt cắm hai đầu .
– Nguồn 12VDC
– Máy hiện sóng .
b. Quy trình thực thi

• Cấp nguồn 12VDC, nối tải bóng đèn và điốt như (hình 1-3a). Quan sát hiện tượng ở đèn. Đo Uđèn và Uđiốt. Nhận xét kết quả thu được
• Cấp nguồn 12VDC, nối tải bóng đèn và điốt như (hình 1-3b). Quan sát hiện tượng kỳ lạ ở đèn. Đo Uđènvà Uđiốt. Nhận xét hiệu quả thu được .

– Kết luận hoạt động của điốt

2.2. Đặc tính V – A của điốt

Đặc tính gồm 2 phần, đó là đặc tính thuận và đặc tính ngược :
Đặc tính thuận nằm trong góc phần tư thứ nhất tương ứng với UAK > 0 .
Đặc tính ngược nằm trong góc phần tư thứ ba tương ứng UAK < 0 Trên đường đặc tính thuận, nếu điện áp anôt – catôt tăng dần từ 0 đến khi vượt qua ngưỡng điện áp UD. 0 khoảng chừng 0,6 V đến 0,7 V, gọi là điện áp rơi trên điốt theo chiều thuận. Dòng qua điốt hoàn toàn có thể có giá trị lớn nhưng điện áp rơi trên điốt thì phần nhiều không đổi khác. Như vậy, đặc tính thuận của điốt đặc trưng bởi đặc thù có điện trở tương tự nhỏ . Trên đường đặc tính ngược, nếu điện áp UAK tăng dần từ 0 đến giá trị Ung. max, gọi là điện áp ngược lớn nhất, khi đó dòng qua điốt chỉ hoàn toàn có thể có giá trị rất nhỏ gọi là dòng rò, tức điốt cản trở dòng chạy theo chiều ngược. Cho đến khi UAK đạt đến giá trị Ung. max thì xảy ra hiện tượng kỳ lạ dòng qua điốt tăng bất ngờ đột ngột dẫn đến đặc thù cản trở dòng điện ngược của điốt bị phá vỡ. Quá trình này không có tính đảo ngược nghĩa là nếu ta giảm điện áp thì dòng điện cũng không giảm đi. Hiện tượng này gọi là hiện tượng kỳ lạ đánh thủng của điốt .

2.3.Đặc tính đóng cắt của điốt

Đặc tính đóng cắt tiêu biểu vượt trội của một điốt được biểu lộ trên

Theo hình vẽ ta thấy :
– Điốt ở trạng thái khóa trong các khoảng chừng thời hạn ( 1 ) và ( 6 ) với điện áp phân cực ngược và dòng điện bằng không .
– Ở khoảng chừng ( 2 ) điốt mở màn vào dẫn dòng .
– Trong khoảng chừng ( 3 ) điốt trọn vẹn ở trạng thái dẫn .
– Quá trình điốt mở màn ở khoảng chừng ( 4 ). Ở cuối tiến trình ( 4 ), tiếp giáp PN trở nên phân cực ngược và điốt có năng lực ngăn cản dòng điện .
– Trong tiến trình ( 5 ) tụ điện tương tự của tiếp giáp PN được nạp liên tục tới điện áp phân cực ngược .
Điện tích Qr là điện tích hồi sinh .
Thời gian tr giữa đầu tiến trình ( 4 ) đến cuối quá trình ( 5 ) gọi là thời hạn hồi sinh .

2.4.Các thông số cơ bản của điốt

   Khi sử dụng điốt ta cần quan tâm tới các thông số sau:

– Giá trị trung bình của dòng điện được cho phép chạy qua điốt theo chiều thuận, ID

 – Giá trị điện áp ngược lớn nhất mà điốt có thể chịu đựng được, Ung.max

– Tần số
– Thời gian phục sinh tr và điện tích phục sinh

3.Tranzito

Mục tiêu :
Trình bầy được cấu trúc, nguyên tắc hoạt động giải trí, đặc tính và các ứng dụng nổi bật của Tranzito công suất .

3.1.Cấu tạo

Tranzito là thành phần bán dẫn gồm 3 lớp bán dẫn PNP ( gọi là bóng thuận ) hoặc NPN ( gọi là bóng ngược ) tạo nên hai tiếp giáp PN. Các lớp PN giữa từng điện cực được gọi là lớp emitter J1 và lớp colecto J2. Mỗi lớp hoàn toàn có thể được phân cực theo chiều thuận hoặc theo chiều ngược dưới tính năng của điện thế ngoài. Tranzito có 3 cực : Bazơ ( B ), colectơ ( C ), emitơ ( E ) .

3.2.Nguyên lý hoạt động

3.2.1. Nguyên lý

Nguyên lý hoạt động của tranzito công suất thường theo sơ đồ

Xem thêm: Khoa học chỉ đích danh chất bán dẫn tốt nhất từng được phát hiện ra, tuy nhiên …

Tranzito hoạt động giải trí ở 3 chính sách :

• Chế độ tuyến tính ( chế độ khuếch đại )
• Chế độ khóa
• Chế độ bão hòa

Trong chính sách tuyến tính, hay còn gọi là chính sách khuếch đại, tranzito là thành phần khuếch đại dòng điện với dòng colecto IC bằng β lần dòng bazo ( dòng điện điều khiển và tinh chỉnh ), trong đó β gọi là thông số khuếch đại dòng điện .
IC = β. IB ( ở tranzito công suất β = 10 ÷ 100 )
Tuy nhiên, trong điện tử công suất, tranzito chỉ được sử dụng như một phần tử khóa. Khi mở dòng điều khiển và tinh chỉnh phải thỏa mãn điều kiện kèm theo :
hay
Trong đó kbh = 1,2 ÷ 1,5 gọi là thông số bão hòa .
Theo cấu trúc bán dẫn, tiếp giáp BE phân cực thuận và tiếp giáp BC phân cực ngược .
Khi đó tranzito sẽ ở trong chính sách bão hòa với điện áp giữa colecto và emito rất nhỏ khoảng chừng từ 1 đến 1,5 V, gọi là điện áp bão hòa UCE.bh. Theo cấu trúc bán dẫn, ở chính sách này cả hai tiếp giáp BE và BC đều phân cực thuận .
Ở chính sách khóa dòng điều khiển và tinh chỉnh IB bằng không và dòng colecto gần bằng không, điện áp UCE sẽ lớn đến giá trị điện áp nguồn cung ứng cho mạch tải tiếp nối đuôi nhau với tranzito. Trong chính sách này tổn hao công suất trên tranzito bằng tích của dòng điện colecto với điện áp rơi trên colecto – emito sẽ có giá trị rất nhỏ. Theo cấu trúc bán dẫn, ở chính sách này cả hai tiếp giáp BE và BC đều bị phân cực ngược .

3.2.2. Khảo sát hoạt động BJT

a.Thiết bị và dụng cụ chuẩn bị

– Mudun linh kiện chứa Tranzito công suất
– Tải đèn .
– Dây có chốt cắm hai đầu .
– Khối nguồn AC, DC
– Máy hiện sóng .

b.Qui trình thực hiện.

– Cấp nguồn cung ứng DC, nguồn vào AC và nối tải bóng đèn tại đầu ra. Thay đổi biên độ tín hiệu nguồn vào. Đo giá trị điện áp đầu ra. Nhận xét .
– Ngắt nguồn vào AC. Thay đổi biên độ tín hiệu nguồn vào. Đo giá trị điện áp đầu ra. Nhận xét .

– Kết luận hoạt động của BJT

3.3. Đặc tính động của tranzito

Đặc tính động của tranzito được chia thành 9 vùng .

1. Tranzito đang khóa
2. Thời gian trễ của tranzito khi mở.
3. Quá trình taeng dòng IC do sự tích lũy điện tích trong bazo.
4. Vào vùng bão hòa.
5. Chế độ làm việc bão hòa.
6. Thời gian trễ khi khóa do mật độ điện tích lớn không giảm nhanh được.
7. Dòng colecto giảm về không.
8. Tụ BE được nạp với – UBE đảm bảo cho tranzito được khóa.
9. Tranzito khóa an toàn.

3.4. Các thông số cơ bản của tranzito

– Dòng điện định mức : IC ( tới 1000A )
– Hệ số khuếch đại dòng điện : β
– Dòng điện bazo : IB ( mA )
– Điện áp UCE ( trong khoảng chừng 50V – 1500V ) .
– Điện áp UBE ( hàng V ) .

 4.Tranzito MOFET

Mục tiêu :
Trình bầy được cấu trúc, nguyên tắc hoạt động giải trí, đặc tính và các ứng dụng nổi bật của Tranzito MOFET công suất .

4.1.Cấu tạo

MOSFET có hai loại npn và pnp .
Trên ( hình 1 – 9 ) diễn đạt cấu trúc, ký hiệu, đặc tuyến của một loại MOSFET kênh dẫn kiểu n ( npn ) .
Trong đó :
G : là cực điều khiển và tinh chỉnh được cách ly trọn vẹn với cấu trúc bán dẫn còn lại bởi lớp điện môi cực mỏng mảnh nhưng có độ cách điện cực lớn SiO2 .
S : Cực gốc
D : Cực máng
Cấu trúc bán dẫn MOSFET kênh dẫn kiểu p cũng tương tự như nhưng các lớp bán dẫn sẽ có kiểu dẫn ngược lại .

4.2.Nguyên lý hoạt động

4.2.1. Nguyên lý

Trong chính sách thao tác thông thường UDS > 0. Giả sử điện áp giữa cực tinh chỉnh và điều khiển và cực gốc bằng 0, UGS = 0, khi đó kênh dẫn trọn vẹn không Open và giữa cực gốc với cực máng sẽ là tiếp giáp pn – phân cực ngược. Điện áp UDS sẽ rơi trọn vẹn trên vùng điện trở lớn của tiếp giáp này, dòng qua cực gốc và cực máng sẽ nhỏ .
Nếu điện áp tinh chỉnh và điều khiển UGS < 0 thì vùng mặt phẳng tiếp giáp cực tinh chỉnh và điều khiển sẽ tích tụ các lỗ do đó dòng điện giữa cực máng và cực gốc vẫn phần nhiều không có . Khi điện áp điều khiển và tinh chỉnh UGS > 0 và đủ lớn vùng mặt phẳng tiếp giáp cực điều khiển và tinh chỉnh sẽ tích tụ các điện tử. Như vậy một kênh dẫn thực sự đã hình thành. Dòng điện giữa cực máng và cực gốc lúc này sẽ phụ thuộc vào vào điện áp UDS .

4.2.2. Khảo sát hoạt động MOSFET

a. Thiết bị và dụng cụ chuẩn bị sẵn sàng
– Mudun linh kiện chứa MOSFET công suất .
– Tải đèn .
– Dây có chốt cắm hai đầu .
– Khối nguồn AC, DC
– Máy hiện sóng .
b. Quy trình thực thi
– Cấp nguồn phân phối DC, nguồn vào AC và nối tải bóng đèn tại đầu ra như hình vẽ. Thay đổi biên độ tín hiệu nguồn vào. Quan sát và đo điện áp ở đèn .
Ngắt nguồn vào AC. Thay đổi biên độ tín hiệu nguồn vào. Quan sát và đo điện áp ở đèn .
– Kết luận hoạt động giải trí MOSFET

4.3.Đặc tính V- A

Xem thêm: Tổng đài 1022 Hải Phòng tiếp nhận hơn 4.500 kiến nghị, phản ánh về COVID-19

Đặc tính V – A được vẽ trên hình 1.9. Đặc tính này có dạng tương tự như với đặc tính V – A của BJT .
Như trên là 1 số ít kiến thức và kỹ năng mà mình tổng hợp. Hy vọng giúp ích cho các bạn .

Xem thêm ” cảm ứng áp lực đè nén âm “

Source: https://vh2.com.vn
Category : Điện Tử