princip diodového spínače
DESCRIPTION
Princip diodového spínače. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/1.jpg)
Princip diodového spínače
Střední odborná škola Otrokovice
www.zlinskedumy.cz
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček.Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.
Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
![Page 2: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/2.jpg)
Charakteristika 1 DUM
Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /4
Autor Ing. Miroslav Hubáček
Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-EL-ELZ/2-EL-2/9
Název DUM Princip diodového spínače
Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání
Kód oboru RVP 26-51-H/01
Obor vzdělávání Elektrikář
Vyučovací předmět Elektronická zařízení
Druh učebního materiálu Výukový materiál
Cílová skupina Žák, 16 – 17 let
Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: funkce PN přechodu, charakteristika diody, využití spínacích diod v praxi
Vybavení, pomůcky Počítač, dataprojektor, interaktivní tabule
Klíčová slova PN přechod, charakteristika diody, vlastnosti spínacích diod, příklady zapojení
Datum 4. 4. 2013
![Page 3: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/3.jpg)
Princip diodového spínače
Náplň výuky
Funkce PN přechoduCharakteristika diodySpínací diodyPraktické využití diodových spínačů
![Page 4: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/4.jpg)
PN přechod
• PN přechod vzniká na rozhraní dvou vrstev polovodiče s opačnou vodivostí
• oblast P obsahuje majoritní díry, v oblasti N pak elektrony• kromě majoritních nosičů obsahuje PN přechod i nosiče
minoritní• v oblasti P jsou to elektrony a v oblasti N díry
Obr. 1: PN přechod
![Page 5: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/5.jpg)
Funkce PN přechodu
• na rozhraní přechodu je velký spád koncentrace nosičů• elektrony pronikají do oblasti P a díry do oblasti N a vzájemně
rekombinují• tímto způsobem volné částice s nábojem mizí z oblasti
přechodu a začíná se projevovat difuzní elektrické pole• vzniká potenciálová bariéra – oblast přechodu, která
neobsahuje volné částice s nábojem
Obr. 2: Potenciálová bariéra
![Page 6: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/6.jpg)
Majoritní a minoritní nosiče
• proud procházející přechodem je tvořen majoritními a minoritními nosiči
• v oblasti typu P jsou
• majoritními nosiči díry
• minoritními nosiči elektrony
• v oblasti typu N jsou
• majoritními nosiči elektrony
• minoritními nosiči díry
Na principu PN přechodu pracuje polovodičová dioda.
![Page 7: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/7.jpg)
Dioda v propustném směru
• PN přechod připojíme na vnější napětí s kladným pólem na oblasti P a záporným na oblasti N
• přechod je zapojen v propustném směru má malý diferenciální odpor
• kladně nabité díry a záporně nabité elektrony se budou pohybovat směrem k přechodu, přes který bude procházet elektrický proud
Obr. 3: PN přechod v propustném směru
![Page 8: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/8.jpg)
Dioda v závěrném směru
• PN přechod připojíme na vnější napětí s kladným pólem na oblasti N a záporným na oblasti P
• přechod je zapojen v závěrném směru má velký diferenciální odpor
• kladně nabité díry a záporně nabité elektrony se budou pohybovat směrem od přechodu, přes který nebude procházet elektrický proud
Obr. 4: PN přechod v závěrném směru
![Page 9: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/9.jpg)
Spínací diody
• používají v zapojeních, která pracují na
• vysokých kmitočtech
• v impulzním režimu
• spínací dioda má velmi krátkou zotavovací dobou a s malou kapacitu přechodu v závěrném směru
• vlastnosti spínacích diod
• časová stálost elektrických parametrů
• malý šum
• uvedené vlastnosti musí být splněny i v případě požadavku detekce, resp. usměrnění VF signálu o malé hodnotě amplitudy
![Page 10: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/10.jpg)
Přehled spínacích diod a jejich vlastnostíKA 136• křemíková dioda pro spínací účely v oblasti UKV • pracovní proud do 100 mA • závěrné hodnoty napětí nad 25 V se nedoporučují • kapacita přechodu < 2 pF při pracovní frekvenci 100 MHz • při závěrném napětí do 25 V je závěrný proud maximálně
100 nA KA 206, 207• velmi rychlé spínací diody • pracovní proud 75 mA • pracovní závěrné napětí do 50 V u KA 206 a 100 V u KA 207 • doporučená pracovní teplota do 25 °C • doba zotavení v závěrném směru je 4 ns
![Page 11: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/11.jpg)
Přehled spínacích diod a jejich vlastnostíKA 221 – 225 • křemíkové diody pro velmi rychlé spínací obvody • určeny pro střední výkony• maximální propustný proud menší než 500 mA • doba zotavení v závěrném směru 3 ns• velmi nízké impulsní závěrné napětí (25 – 50V) KAY 11 – 15, 20, 21 • velmi rychlé spínací křemíkové diody středovýkonové• průchozí proudy impulsní menší než 750 mA• maximální pracovní teplota je 150 °C • závěrné impulsní napětí od 25 V do 100 V podle typu diody • doba zotavení v závěrném směru je 3 – 4 ns
![Page 12: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/12.jpg)
Zapojení spínacích diod
Jednocestný polovodičový spínač• vyhlazení je tím účinnější, čím je větší kapacita kondenzátoru
a odpor rezistoru. Pro má usměrněné napětí hodnotu odpovídající amplitudě střídavého napětí
Obr. 5: Jednocestný polovodičový spínač
![Page 13: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/13.jpg)
Zapojení spínacích diod
Dvoucestný polovodičový spínač• u tohoto typu zapojení jsou využity obě dvě půlvlny
střídavého průběhu• účinnost zapojení je dvojnásobná
Obr. 6: Dvoucestný polovodičový spínač
![Page 14: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/14.jpg)
Kontrolní otázky:
1. Vysvětlete činnost PN přechodu.
2. Nakreslete zapojení diody v propustném a závěrném směru.
3. Uveďte základní vlastnosti spínacích diod.
4. Nakreslete obvod s jednocestným a dvoucestným diodovým spínačem.
![Page 15: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/15.jpg)
Seznam obrázků:Obr. 1: PN přechod: In: MFF UK: Elektřina a magnetismus [online]. 2010 [vid. 27. 3. 2013].
Dostupné z: http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/elektross/soucastky/jeden_prechod/dioda.html
Obr. 2: Potenciálová bariéra: In: MFF UK: Elektřina a magnetismus [online]. 2010 [vid. 27. 3. 2013]. Dostupné z: http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/elektross/soucastky/jeden_prechod/dioda.html
Obr. 3: PN přechod v propustném směru: In: Wikipedia: the free encyclopedia : Polovodičová dioda [online]. 2012 [vid. 27. 3. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Polovodi%C4%8Dov%C3%A1_dioda
Obr. 4: PN přechod v závěrném směru: In: Wikipedia: the free encyclopedia : Polovodičová dioda [online]. 2012 [vid. 27. 3. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Polovodi%C4%8Dov%C3%A1_dioda
![Page 16: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/16.jpg)
Obr. 5: Diodové spínače: In: Reichl: Jednocestný spínač [ online]. 2013 [vid. 29. 3. 2013]. Dostupné z: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/338-usmernovac
Obr. 6: Diodové spínače: In: Reichl: Dvoucestné spínače [online]. 2013 [vid. 29. 3. 2013]. Dostupné z: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/338-usmernovac
![Page 17: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/17.jpg)
Seznam použité literatury:
[1] BEZDĚK, M. Elektronika I . České Budějovice: KOPP, 2002. ISBN 80-7232-171-4
[2] HÄBERLE, H. a kol., Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Praha: Europa – Sobotáles, 2003. ISBN 80-86706-04-4
[3 ] Derivační článek. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [cit. 20. 3. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Deriva%C4%8Dn%C3%AD_%C4%8Dl%C3%A1nek
[4] Derivační článek In: KOLOUCH, J., BIOLKOVÁ,V. Impulsová a číslicová technika. [online]. 2003 [cit. 20.3.2013]. Dostupné z: http://home.zcu.cz/~jvarga/skriptum.pdf
![Page 18: Princip diodového spínače](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061614/5681579b550346895dc53138/html5/thumbnails/18.jpg)
Děkuji za pozornost