AS2 lecture 5 - Golfvorming, vastestof fysica en HF gedrag, pin diode

AS2 lecture 5
Golfvorming, vastestof fysica en HF gedrag, pin diode
Cees Keyer.
Amsterdam School of technology, dept. Electronic Engineering
december 5
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Diode gebruik
Golf vormende circuits.
De clipper:
Uit de websters blijkt dat clipping zoiets betekend als afknotten.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Diode gebruik
De gelijkspanningsbron van
6 volt zorgt er voor dat de
diode pas boven de 6 volt in
geleiding komt.
De gelijkspanningsbron van
9 volt zorgt er voor dat de
diode pas boven de 9 volt in
geleiding komt.
De weerstand voorkomt een kortsluiting, dus een soort van
stroom begrenzing.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Diode gebruik
De gelijkspanningsbron van
6 volt zorgt er voor dat de
diode pas boven de 6 volt in
geleiding komt.
De gelijkspanningsbron van
9 volt zorgt er voor dat de
diode pas boven de 9 volt in
geleiding komt.
De weerstand voorkomt een kortsluiting, dus een soort van
stroom begrenzing.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Diode gebruik
De gelijkspanningsbron van
6 volt zorgt er voor dat de
diode pas boven de 6 volt in
geleiding komt.
De gelijkspanningsbron van
9 volt zorgt er voor dat de
diode pas boven de 9 volt in
geleiding komt.
De weerstand voorkomt een kortsluiting, dus een soort van
stroom begrenzing.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Diode gebruik
En dat resulteert in de navolgende golf vorm.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Diode gebruik
Natuurlijk kun je de batterijen vervangen door zener diodes.
Houdt dan wel rekening met de spannings val over de diode.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Diode gebruik
Een ander gebruik van de diode is om een dc komponent bij
een ac signaal op te tellen.
De condensator is een dc block.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Zenerdiode als spanningsregelaar
Door de unieke eigenschappen van de zenerdiode kun je deze
gebruiken als spannings referentie:
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
Zenerdiode als spanningsregelaar
rimpel =
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
∆Uload
× 100% (1)
∆Ubron
Zenerdiode als spanningsregelaar
Er zijn betere stabilisatoren zoals band-gap referentie bronnen.
Deze leveren een nauwkeurige spanning meteen afwijking van
een paar promile. Een voorbeeld hiervan zijn de bronnen van
Analog Devices. De ADR380 is bijvoorbeeld een 2,5 volt bron
met een afwijking van ∓ 0,24%
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
De fysica van de PN overgang.
Dynamische weerstand
Als een diode is ingesteld (loadline geneuzel) dan noemen we
dat in nl het instelpunt of ook wel zijn rustpunt (quiescent point).
Omdat de grafiek niet lineair
is, zal een kleine
spanningsvariatie ook een
variatie in de stroom
veroorzaken.
did
∼
∆Ud
(2)
∆iD =
dud Q
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
De fysica van de PN overgang.
Dynamische weerstand
Als een diode is ingesteld (loadline geneuzel) dan noemen we
dat in nl het instelpunt of ook wel zijn rustpunt (quiescent point).
Omdat de grafiek niet lineair
is, zal een kleine
spanningsvariatie ook een
variatie in de stroom
veroorzaken.
did
∼
∆Ud
(2)
∆iD =
dud Q
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
De fysica van de PN overgang.
Dynamische weerstand 2
Definition
Dynamische weerstand wordt aldus:
rd =
"
did
dud
#−1
(3)
Q
gedefiniëerd.
Dus voor kleine wisselspanningssignalen wordt de vergelijking:
id =
Cees Keyer.
ud
rd
AS2 lecture 5
(4)
De fysica van de PN overgang.
Shockley vergelijking
met:
i
h ud
iD = Is e n·UT − 1
(5)
is de verzadigingsstroom ca 10−14 Ampere.
n is de emissie coefficient en zit tussen de 1 en 2 in.
UT is de thermische spanning en volgt uit:
waarin:
T de absolute temp in Kelvin,
k de constante van Boltzman
q de lading van het electron.
k = 1, 38 × 10−23 Joule/Kelvin
q = 1, 6 × 10−19 Coulomb
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
kT
q
halfgeleider fysica
de PN overgang
Intrinsiek silicium is de basis van de halfgeleider industrie.
Electronen streven naar da laagste energie toestand.
Binnenste schillen worden opgevuld.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
halfgeleider fysica
Vrije elektronen ontstaan door opwarming, dus bij 300 K
zegmaar kamer temperatuur zijn er ongeveer 1.45 × 1010
elektronen aan de wandel(per kubieke cm). De dichtheid van
silicium is 5 × 1022 elektronen in een kubieke cm.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
halfgeleider fysica
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
halfgeleider fysica
Donoren en acceptoren
het donoratoom levert een
extra electron wat zich in de
valaentieband bevindt.
Omdat het electron negatief
is is dit N type silicium.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
halfgeleider fysica
Donoren en acceptoren
het donoratoom levert een
extra gat wat zich in de
valaentieband bevindt.
Omdat het gat positief is is
dit P type silicium.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
halfgeleider fysica
Er was eens een vrij electron
dat wist niet waar het aan begon.
Toen kwam hij tegen een gat
en wat dacht je wat
Hij vloog er op af als uit een kanon.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
De fysisca van de junctie diode
De junctie
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
De fysisca van de junctie diode
Verarmingslaag
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
De fysisca van de junctie diode
De gaten in het P materiaal
trekken de grens over om
zich te verenigen met de
electronen. Idem voor
electronen in het N materiaal
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
De fysisca van de junctie diode
5 dec.
De sint is al eeuwen gek,
Daarom deze keer aan opdrachten geen gebrek
Makkers staakt heden u wild geraas
Voor velen is het sint nicolaas
Maak er een leuke avond van
laat het huiswerk maar even dan
bladzijde 193 opgave 3.32 lijkt me wel wat
Voor de bonus telt dat
Op fiets rijmt helaas niets.
Cees Keyer.
AS2 lecture 5
De fysisca van de junctie diode
Cees Keyer.
AS2 lecture 5

Download Report