Föreläsningsblad Dioder och transistorer (pdf 139 kB)
Transcription
Föreläsningsblad Dioder och transistorer (pdf 139 kB)
MMK, KTH Elektroteknik för Media, CL Föreläsning 3 Dioder PN-övergången p n Vanlig diod + U D ID mA ID änning UD 0.5 1.0 1.5 V Framspänning Användningsområde: Fotodiod + U ID D IF mA 50 25 UR -100 V 500 lux 1000 lux 112010 -50 0,2 0,4 mA I UF 0,6 V -25 -50 IR A Användningsområde: Lysdiod + U D ID Backspänning U V Framspänning Användningsområde: 1 MMK, KTH Elektroteknik för Media, CL Föreläsning 3 Optokopplare/Läsgaffel (Pulsräknare) Användningsområde: Zenerdiod + mA 450 UD - ID I 300 Backspänning Zenerknä -30 -20 150 -10 U 0.5 1.0 1.5 -15 Framspänning -30 -45 Användningsområde: Transientskydd Användningsområde: 2 V MMK, KTH Elektroteknik för Media, CL Föreläsning 3 Transistorer Bipolära (två typer av laddningar rör sig) Fet = Fälteffekttransistorer (en typ av laddning rör sig) MOS= Metall Oxide Transistor (en typ av laddningar rör sig) Bipolära transistorn av typ NPN n p n Transistor grundkoppling U 3:58 Diagrammen nedan gäller för den transistor som ingår i förstärkarsteget till höger. a) Ställ upp spänningsekvationen för kollektorkretsen och rita in arbetslinjen i kollektordiagrammet. b) Hur stor basström måste vi mata in för att U CE ska bli 5 V. Vilket värde ska U IN ha för att ge denna ström? Hur stor är strömförstärkningsfaktorn hFE ? U = +10 V 600 IC R1 = 10 k + UIN - IB + UCE 0V 1120580 c) Hur stor förlusteffekt utvecklas i transistorn? Undersök om förlusteffekten ökar eller minskar om arbetspunkten, t.ex. på grund av temperaturdrift, flyttas utmed arbetslinjen? 3 MMK, KTH Elektroteknik för Media, CL Föreläsning 3 IB uA IC mA UCE = 5 V 80 PC = 100 mW 70 60 IB = 100 A 90 80 70 20 50 60 50 40 40 30 30 10 20 20 10 10 0 0.1 0.3 0.5 0.7 UBE V 0 11205600 5 10 11205700 Transistorn som switch/strömbrytare Vi ska inte bygga avancerade förstärkare med hjälp av transistorer. Vi ska använda dem för att kunna styra t ex motorer från ett styrkort (dator). Dessa styrkort kan inte leverera den ström motorerna behöver. Vi behöver då inte utnyttja grafisk lösning utan kan direkt använda minimivärdet för hFE i beräkningarna. Spridningen är stor i parametervärdena. Transistordiagrammen som vi studerat tidigare är ritade för ett typvärden. 4 UCE MMK, KTH Elektroteknik för Media, CL Föreläsning 3 Transistorkopplingar för motorstyrning H-brygg använde vi vid laborationen Lim. Med hjälp av styrlogiken som inte finns utritad kan likströmsmotorns rörelserikning påverkas liksom spänningen till motorn. Då T1+T4 leder ger positiv ström iA. Om istället T3+T2 leder blir strömmen iA negativ och vi får andra rörelseriktningen hos motorn. Behöver vi inte kunna ändra rörelseriktning för motorn räcker det med en transistor + Mellanledsspänning Ud T3 T1 iA T2 + u A T4 id + Mellanleds- U d spänning Transistorswitch iA + u A Hårtorken Melissa 1200 W, en billig vanlig hårtork med 2 hastigheter och möjlighet till 230V/50 Hz eller 115 V/60 Hz matningsspänning. Spänning och strömkarakteristiken uppmätt med hjälp av Scopemetern från Fluke ger dessa oscilloskopbilder. A-kanalen visar spänningen och B-kanalen visar strömmen vid Helfart till vänster och Halvfart till höger. Hur kommer det sig att vi inte har någon fasförskjutning mellan ström och spänning då det är en motor (R och L i serie) som matas med växelström? 5 MMK, KTH Elektroteknik för Media, CL Helfart och halvfart regleras med en diod som ger oss halvvågslikriktning av växelspänningen vid halvfart. Därmed lägre spänning till motorn. Motorn är en likströmsmotor som matas med en liten del av matningsspänningen via en helvågslikriktare. Föreläsning 3 UV + u 2 uV t + UV UL Likriktare R u UV 2 UL Last t pilarna visar strömmens väg pos. halvperiod u UV 2 + 4 1 t IL UV 2 UV neg. halvperiod 3 + UV 2 R UL u 1 2 3 4 1 2 3 4 UL t Spänningsstabilisator med zenerdiod U 3:29 Vilket är det största eller minsta värde resistansen R får ha om kretsen ska fungera som en spänningsstabilisator? E + kan variera mellan 12 V och 15 V. Ze- 12-15 V nerdioden får betraktas som ideal. R EZ=5,7 Stabilisator 11202200 Hur åstadkommer man annat än grunfärgerna i en LEDdisplay? Jo genom att PWM-styra (pulsa) spänningen till de tre dioderna så att de lyser olika starkt 6 600 Last