تحقیق در مورد دینامیک دیود قطع

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 45 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

دینامیک دیود قطع:

با فرض اینکه یک دیود در بایاس مستقیم قرار دارد می خواهیم با بایاس معکوس آن را خاموش کنیم انتظار داریم که بلافاصله جریان دیود صفر شود در دیودهای با آمپر پائین این مسئله شاید اتفاق بیافتد امّا در دیودهای با آمپر بالا بدلیل بالا بودن حاملهای اکثریت و بالا بودن بار ذخیره شده، این پدیده به سادگی اتفاق نمی افتد. همان گونه که در شکل (1 ) مشاهده می کنیم حتّی در جهت منفی نیزدر لحظه کوتاهی جریان داریم،به زمان مورد نظر trr گفته می شود زمان بازسازی در سرعت سوئیچینگ دیودها اثر دارد .

انواع دیودهای قدرت:

دیودهای قدرت بسته به جریان عبوری ولتاژ معکوس،سرعت قطع و وصل سوئیچینگ به 3 دسته تقسیممی شوند 1 دیودهای استاندارد یا همه کاره. این دیودها زمان بازسازی -25msجریان 1 تا چند هزار آمپر. ولتاژ معکوس تا 5kv کیلو ولت ساخته می شوند.

این دیودها برای کاربردهای تا 1khz مورد استفاده قرار می گیرند.

دیودهای با بازسازی سریع:

این دیودها دارای زمان بازسازی در حدود 5ms جریان تا 100aولتاژ معکوس تا 3kv برای کار در مدارات چا پری واینورتری ساخته می شوند.

دیودهای شاتکی:

این دیودها دارای زمان بازسازی در حدود نانوثانیه می باشند. مثلا در حدود 230 نانوثانیه تا جریان 100a ،ولتاژ معکوس 100v و برای کار در منابع تغذیه با جریان کم ساخته شده است.

پارامترهای اجرایی دیودها:

عبارتنداز کمیت هایی که در برگه اطلاعات دیودها داده می شود و همان پارامترهای اجرائی دیودهای معمولی می باشد با این تفاوت که مقاومت حرارتی (jc) اتصال بدنه داده شده است .

دیودهای موازی :

در کاربردهای قدرت مقرون به صرفه است که به جای یک دیود آمپربالا چند دیود را با هم موازی کنیم . در موازی کردن دیودها باید دقت کرد که تقسیم جریان بین دیودها مساوی اتفاق بیافتد .بدین منظور از ساختاری مانند شکل (2) استفاده می کنیم .

ترانزیستورهای قدرت :

منظور از ترانزیستور و قدرت ،تقویت کنندگی دامنه شکل موج ورودی نیست بلکه در این حالت منظور ترانزیستورهایی است که جریان زیاد را قطع و وصل می کنند .

انواع ترانزیستورهای قدرت :

mosigt - mosfet - bjt

مزیت مهم ترانزیستورها سرعت سوئیچینگ بالای آنهاست بنابراین کابردهای زیادی در مدارهای کونورتوری دارند .از طرفی نیاز به مدارات جانبی کوموتاسیون اجباری ندارند به هر حال با کنترل کمیت های بیس و یا گیت می توان المان را خاموش و یا روشن کرد .

ترانزیستورbjt قدرت:

همان گونه که می دانید هر ترانزیستور بی جی تی یک کلید کنترل شده با جریان است .برای این ترانزیستور می توانیم یک منحنی مشخصه خروجی داشته باشیم مانند شکل (3) .این منحنی مشخصه دارای 3 ناحیه است .ناحیه قطع – ناحیه اشباع – ناحیه فعال

برای تقویت کنندگی نقطه کار را در ناحیه فعال قرار می دهیم و برای سوئیچینگ و کلید زنی نقطه کار را در ناحیه قطع و اشباع می باشد .

ناحیه عملکرد مطمئن مستقیم یا rbsoa :

مقداری از ولتاژ کلکتور امیتر و ic می باشند که به ترانزیستور اجازه نمی دهند با پدیده مخرب شکست ثانویه یا sb بسوزد .

پدیده sb چیست:

از آنجایی که در ترانزیستورهای قدرت جریان بیس مقدار بسیار زیادی است در حد آمپر ، بنابراین در ابتدای روشن شدن این جریان زیاد در نقطه کوچکی از پیوند بیس امیتر می تواند حرارت زیادی را تولید کند . این حرارت زیاد موجبات نقطه سوز شدن و از بین رفتن ترانزیستور خواهد شد.

منطقه کار ایمن بایاس معکوس :

در مدت قطع شدن ترانزیستور باید جریان و ولتاژ زیادی را تحمل کند ولتاژ بیس امیتر در بایاس معکوس ، ولتاژ کلکتور امیتر در یک سطح ایمن .این ناحیه را و این مقادیر حدی را سازندگان اعلام میکنند که به ناحیه fbsoa مشهور است

سوئیچینگ ترانزیستور:

بایاس ترانزیستور برای سوئیچینگ به صورت مستقیم بایاس می شود مقاومت های rc&rb ترانزیستور را در ناحیه fbsoa&rbsoa قرار می دهد مانند شکل (4) که این نواحی جزء منطقه قطع و اشباع منحنی مشخصه میباشند .میدانیم که یک ترانزیستور دارای سه منطقه کار میباشد .منطقه قطع که هر دو پیوند معکوس میباشند.منطقه اکتیو که یک پیوند در بایاس مستقیم و پیوند دیگر در بایاس معکوس است .در این حالت ترانزیستور به صورت یک تقوت کننده عمل میکند .در منطقه اشباع جریان بیس را به حد کافی بزرگ انتخاب می کنیم لذا ولتاژ کلکتور امیتر کم بوده و ترانزیستور بصورت یک کلید عمل میکند و هر دو پیوند کلکتور بیس و بیس امیتر در بایاس مستقیم می باشد .

جریان کلکتور در این حالت برابر است با : ic=vcc-vcesat

rc

جریان بیس از رابطه زیر بدست خواهد آمد:

ib=icsat

min β

ضریب تحریک اضافی یا odf :

odf به صورت نسبت بین ibf بهibs، ibf بسیار بزگتر از ibs می تواند انتخاب شود.بعنوان مثال برای یک مدار ترانزیستوری می توانیم odf را 5 در نظر بگیریم .

تلفات در یک ترانزیستور :

تلفات در یک ترانزیستور برابر است با مجموع تلفات پیوند ce و پیوند beیعنی می توان نوشت :pt=vcesat.icsat+vbesat.ibf

همان گونه که ملاحظه می کنید توان خیلی زیادی در عنصر تلف می شود . بنابراین باید در نظر داشته باشیم که هنگامی که ترانزیستور اشباع شد طرف قدرت افزایش می یابد . به ازای مقادیر بزرگ odf ترانزیستور ممکن است بخاطر وقوع مسئله حرارتی صدمه ببیند . از طرفی اگر ترانزیستور بصورت ضعیف تحریک شود امکان دارد که ترانزیستور به ناحیه فعال کشیده شود که در این حالت نیز به علت بالا بودن ولتاژ ce تلفات در ترانزیستور بالا خواهد بود .

مشخصه سوئیچ زنی:

همان گونه که دربارۀ دیود گفته شد ترانزیستور bjtدر زمان روشن شدن و در زمان خاموش شدن بصورت ناگهانی عکس العمل نشان نخواهد داد .