1. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động, ký hiệu của diot Cấu tạo Diode bán dẫn thường đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N và được nối với 2 chân ra là Anode và athode. Nguyên lí hoạt động Khối bán dẫn P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn N thì các lỗ trống này có xu hướng chuyễn động khuếch tán sang khối N. Cùng lúc khối P lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang. Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau Sự tích điện âm khối P và dương khối N hình thành một điện áp gọi là điện áp tiếp xúc (UTX). Vùng biên giới ở hai bên mặt tiếp giáp rất hiếm các hạt dẫn điện tự do nên được gọi là vùng nghèo. Vùng này không dẫn điện tốt, trừ khi điện áp tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên ngoài. Điệp áp ngoài cùng chiều điện áp tiếp xúc làm ngăn dòng điện. Điốt chỉ cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định.
Trang 11 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động, ký hiệu của diot
Cấu tạo
Diode bán dẫn thường đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại
P ghép với một khối bán dẫn loại N và được nối với 2 chân ra là Anode và athode
Nguyên lí hoạt động
Khối bán dẫn P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn N thì các lỗ trống này có xu hướng chuyễn động khuếch tán sang khối N Cùng lúc khối P lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống)
Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau
Sự tích điện âm khối P và dương khối N hình thành một điện áp gọi là điện áp tiếp xúc (UTX)
Vùng biên giới ở hai bên mặt tiếp giáp rất hiếm các hạt dẫn điện tự do nên được gọi là vùng nghèo Vùng này không dẫn điện tốt, trừ khi điện áp tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên ngoài Điệp áp ngoài cùng chiều điện áp tiếp xúc làm ngăn dòng điện Điốt chỉ cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định
Trang 26 Nêu nguyên lý hoạt hoạt động, ký hiệu của IGBT?
- Về cấu trúc bán dẫn thì IGBT rất giống với Mosfet điểm khác
nhau là có thêm lớp p nối với colecto tạo nên cấu trúc bán dẫn
p-n-p giữa emito với colecto có thể coi IGBT tương đương với một
transitor p-n-p với dòng bazo đươc điều khiển bởi một Mosfet.
- Dưới tác dụng của điện áp điều khiển Uge > 0 kênh dẫn với các
hạt mang điện là các điện tử được hình thành giống như ở cấu trúc
Mosfet các điện tử di chuyển về phía colecto (C) vượt qua lớp tiếp
giáp n-p như ở cấu trúc giữa bazo và colecto ở transistor thường tạo
nên dòng colecto.
Câu 10 Nêu điều kiện thông khoá của các linh kiện điện tử tích cực: diot và transistor công suất?
Diode
U AK >0 nhưng trị số nhỏ thì dòng điện thuận quá nhỏ nên đi ốt chưa được coi là phân cực thuận Chỉ khi điện áp thuận U AK ≥ U D,0 (0,6~0,7V) thì đi-ốt mới được tính là phân cực thuận và điốt mới dẫn điện Điện áp U D được gọi là điện áp thuận ngưỡng của điôt.
U AK <0, phân cực ngược, chịu được điện áp ngược lớn.
Tranzitor công suất - BJT
- Trong chế độ khóa U BE < 0, do đó cả 2 tiếp giáp BE và BC đều phân cực ngược
- Trong chế độ mở U BE >0, do đó cả 2 tiếp giáo BE và BC phân cực thuận, dòng có thể chạy qua cấu trúc bán dẫn.
Câu 12 Nêu điều kiện thông khoá của MOSFET?
Đối với kênh P : Điện áp điều khiển mở Mosfet là U GS<0, UDS>0 Dòng điện sẽ đi
từ S đến D
Đối với kênh N : Điện áp điều khiển mở Mosfet là UGS>0, UDS<0 Điện áp điều khiển đóng là UGS<=0 Dòng điện sẽ đi từ D xuống S
Do đảm bảo thời gian đóng cắt là ngắn nhất người ta thường : Đối với Mosfet Kênh N điện áp khóa là Ugs = 0 V còn Kênh P thì Ugs=~0.
Trang 3Câu 13 Nêu điều kiện thông khoá của IGBT?
Dưới tác dụng của áp điều khiển Uge>0, kênh dẫn với các hạt mang điện là các điện tử được hình thành, giống như ở cấu trúc MOSFET.Các điện tử di chuyển về phía collector vượt qua lớp tiếp giáp n-p như ở cấu trúc giữa bazo và collector ở transistor thường, tạo nên dòng collector
Câu 16 Thế nào là van điều khiển hoàn toàn và không hoàn toàn?
Van điều khiển hoàn toàn là: + Khi có điều kiện van chắc chắc sẽ mở
+ Khi ngắt điều kiện van chắc chắn sẽ khóa Van điều khiển hoàn toàn là van có khả năng tự cấp dòng kích mở/đóng
Van điều khiển không hoàn toàn là: + Khi có điều khiển van chưa chắc đã
mở, mà phải có thêm đ.kiện đủ
nữa van mới mở
+ Khi có điều khiển van chưa chắc đã khóa
mà phải có thêm đ.kiện đủ nữa van mới khóa
Van điều khiển không hoàn toàn là van cần cung cấp điện áp kích mở
từ ngoài vào
Câu 19 Để chọn một phần tử van bán dẫn( điot, transistor, mosfet, IGBT,…) phải dựa trên các thông số cơ bản nào?
Những thông số quan trọng của linh kiện bán dẫn ĐTCS:
Giá trị dòng trung bình cho phép qua van bán dẫn (I v )
Điện áp ngược cho phép lớn nhất U ng.max
Thời gian phục hồi tính chất khóa của van t v (µs)
Nhiệt độ lớn nhất lớp tiếp giáp bán dẫn
Tốc độ tăng điện áp cho phép dU/dt (V/μs)
Tốc độ tăng dòng cho phép dI/dt (A/μs)
Thời gian dẫn, thời gian khóa.
Điện áp định mức lớn nhất cho phép.
Điện trở trạng thái dẫn R on.
Trang 4 Điện trở trang thái ngưng dẫn R off.
Dòng dò.
Tần số đóng cắt.
Trang 5Câu 21: Trình bày luật dẫn của nhóm van mắc Katôt chung, nhóm van mắc Anôt chung
Nhóm đấu K chung:
Van có khả năng dẫn là van có điện thế Anot của nó dương nhất trong nhóm, tuy nhiên nó chỉ dẫn được nếu điện thế anot này dương hơn điện thế ở điểm katot
chung φKC
VD ở thời điểm hiện tại ta có:
φA1> φA2> φA3>…>φAn
và đồng thời φA1>φKC thì van D1 sẽ dẫn Lúc đó nếu coi sụt áp trên van bằng 0 thì khi D1 dẫn ta thấy φKC=φA1 Điều này dẫn đến điện áp trên các van còn lại sẽ âm:
φAK2= φA2-φKC=φA2-φA1 <0
………
φAKn= φAn-φKC=φAn-φA1 <0
Như vậy các van còn lại sẽ phải khóa ko dẫn được
Nhóm đấu A chung:
Ở nhóm van đấu Anot chung có luật dẫn van sau: Van có khả năng dẫn là van có
điện thế katot âm nhất trong nhóm, nhưng nó chỉ dẫn được nếu điện thế này âm hơn điện thế anot chung φAC.
Trang 6Câu 24 Cho sơ đồ chỉnh lưu thyristor cầu một pha Phân tích và vẽ dạng sóng dòng điện và điện áp trên tải khi góc phát xung α = 30 0 với tải thuần trở.
Trang 8Câu 28 Cho sơ đồ điều áp xoay chiều 1 pha tải RL Phân tích và vẽ dạng dòng điện và điện áp trên tải với = 30 0
Trang 10Câu 29 Cho sơ đồ điều áp xoay chiều 3 pha đối xứng, tải đối xứng mắc sao Phân tích và vẽ dạng sóng điện áp trên tải pha A khi góc phát xung = 90 0
Trang 11Câu 32 Vẽ sơ đồ nguyên lý, phân tích hoạt động của sơ đồ chỉnh lưu thyristor cầu một pha tải R.
Trang 12Vẽ sơ đồ nguyên lý, phân tích hoạt động của sơ đồ chỉnh lưu điôt tia ba pha tải R.
Gần giống thyristor tia 3 pha ở dưới, bỏ góc mở là đc đồ thị
Câu 37: Vẽ sơ đồ nguyên lý, phân tích hoạt động của sơ đồ chỉnh lưu thyristor tia ba pha tải R
Trang 13Trong khoảng (Tức từ 30 0 150 0 ), Ua đang dương nhất Nếu V1 nhận được tín hiệu điều khiển tại thời điểm 0 1 +α, V1 dẫn, nối tải vào pha xoay chiều Ua, Ud=Ua.
Trong khoảng 2 � 3(Tức từ 1500 270 0 ), Ub đang dương nhất Nếu V2 nhận đc tín hiệu điều khiển tại thời điểm 0 2 +α, V2 dẫn, Ud=Ub Khi V2 mở sẽ đặt 1 điện áp ngược lên V1, khóa V1 lại vì Uab<0 Tương tự với các van còn lại.
Với tải R, dòng tải sẽ lặp lại như dạng điện áp Do đó α≤30, dòng tải sẽ có dạng liên tục Khi α≥30 dòng tải =0 tại 0=180 Tiristo khóa tự nhiên ở 0>180 nên sơ đồ làm việc trong chế độ gián đoạn.
Câu 40: Thế nào là nghịch lưu phụ thuộc.? Điều kiện thực hiện chế độ nghịch lưu phụ thuộc.?
-Là chế độ làm việc của các sơ đồ chỉnh lưu trong đó năng lượng 1 chiều được đưa trả
về phía xoay chiều
-Điều kiện:
góc khóa van phải lớn hơn góc khóa tối thiểu
thứ II ngược với mạch van thứ I; Điều khiển bộ II với góc α > 90 o
Câu 45: Cho sơ đồ bộ biến dổi nguồn DC-DC giảm áp, tải RL, hệ số điền đầy xung γ=40% Phân tích và vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải, biết chế độ dòng điện
là gián đoạn
Trang 14Câu 49: Cho sơ đồ bộ biến dổi nguồn
DC-DC tăng áp, tải RLE, hệ số điền đầy xung
dòng điện trên tải, biết chế độ dòng điện là
liên tục
Câu 53: Trình bày nguyên lý điều chế cơ bản và dạng điện áp đầu ra các nghịch lưu độc lập nguồn áp 1 pha
Nửa cầu và cầu một pha(page250)
Điện áp nguồn 1 chiều nên điện áp đầu ra nghich lưu có dạng xung chữ nhật, giá trị, hình dạng không phụ thuộc vào tải và tính chất tải
t x
t
t0
Trang 15Câu 54: Trình bày về sơ đồ nghịch lưu độc lập nguồn áp 3 pha, điều chế kiểu sáu bước với góc dẫn của van λ=120° theo phương pháp cơ bản
Câu 55: Trình bày về sơ đồ nghịch lưu độc lập nguồn áp 3 pha với góc dẫn của van λ=180° theo phương pháp cơ bản
Câu 57: Trình bày sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động biến tần gián tiếp?
(T312)
Trang 16Câu 58: Trình bày sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động biến tần trực tiếp?