КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Выпрямительный режим работы полупроводниковых диодов
Способность полупроводникового диода хорошо пропускать ток в прямом направлении и практически не пропускать его в обратном нашла широкое применение для выпрямления переменного тока. Схема простейшего выпрямителя представлена на рис. 3.8, а. Рассмотрим режим работы диода с нагрузкой. Резистор нагрузки Rн включен последовательно с диодом VD (рис. 3.5). Если известны напряжение источника Еи, сопротивление резистора Rн и характеристика диода I = f(U), его максимальная допустимая рассеиваемая мощность Р макс, а также напряжение источника сигнала Uс(t), то задача обычно состоит в определении постоянных значений напряжения на диоде и тока через диод, а также результата преобразования диодом сигнала. Задача решается графоаналитическим способом. Первоначально считается, что ис(t)=0, и проводится расчет схемы на рис. 3.5 по постоянному току.
Вольт-амперная характеристика диода задана графической зависимостью I=f(U). Резистор Rн— линейный элемент, и его ВАХ — прямая линия, которую можно построить по двум точкам. Эта прямая называется линией нагрузки. Одна из точек прямой определяется при I=Iд=0. В этом случае Uд=Еи—UR=Eи—IДRН=Eи. Точка (Eи, I=0) расположена на оси Uпр. Другая точка линии нагрузки определяется из условия U д =0, и тогда Eи==Ur, I= Eи /Rн. Эта точка (UД = 0, Eи /Rн) расположена на оси Iпр. Точка А пересечения ВАХ диода и линии нагрузки характеризует рабочий режим диода по постоянному току. В этой точке ток через диод IД, а напряжение на диоде UД. Рабочая точка А является графическим решением системы уравнений, включающей линейное уравнение линии нагрузки и нелинейное уравнение ВАХ диода. В точке А рассеиваемая диодом мощность Рд= IД* UД, а выделяемая па резисторе мощность PR= (IД)2* RH. При малых значениях сопротивления Rн величина . В этом случае линию нагрузки целесообразно строить по значению напряжения Eи и , где угол определяет наклон линии нагрузки. Пример такого построения приведен на рисунке для .
Если напряжение ис(t) - синусоидальное с амплитудой Umc, то при изменении сигнала линия нагрузки будет смещаться параллельно самой себе.
На рисунке построены два крайних положения линии нагрузки при изменении сигнала. В этом случае с момента изображающая точка на ВАХ диода описывает траекторию АС при увеличении ис, CAB— при его уменьшении и снова ВАС— при увеличении сигнала. Следовательно, ток через диод и напряжение uД(t) на диоде в рабочем режиме будут изменяться. Эти изменения тока и напряжения показаны на рисунке. Нелинейность ВАХ диода искажает форму напряжения сигнала, переменные ток и напряжение на диоде несинусоидальны. Ток получает приращение — постоянную составляющую . Приращение напряжения на нагрузке является выходным сигналом при детектировании синусоидального напряжения . На практике часто используется режим диода с ЕИ = 0, что соответствует исходному положению рабочей точки в начале координат плоскости I, U.
В рассматриваемой схеме напряжение на нагрузке оказывается пульсирующим. Чтобы устранить эти пульсации параллельно резистору включают конденсатор большой емкости. Графики, показывающие изменение токов и напряжений в такой схеме, показаны на рис. 3.10, б.
С генератора поступает синусоидальное колебание. В момент времени t=0 согласно схеме диод открыт, в схеме течет ток и конденсатор заряжается (диод открыт, сопротивление диода мало, постоянная времени RC мала, следовательно, конденсатор заряжается быстро). Зарядка конденсатора происходит до тех пор, пока внешнее напряжение больше напряжения на конденсаторе (до точки А). После точки А диод закрыт, цепь разрывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор нагрузки (диод закрыт, сопротивление диода велико, постоянная времени RC велика, следовательно, конденсатор разряжается медленно). Далее появляется новая положительная полуволна сигнала генератора, и процесс повторяется заново.
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 849; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |