Download - power-point-lespakket 1-diode en voedingen

Basiselektronica

Lespakket 1: Lespakket 1:

Diode en voedingen

2014-2015

1. Diode en voedingen

Inhoud:


1. Kennismaking met het vakgebied

2. De diode

-Elektronische apparaten in huis ,tuin en keuken

-Opbouw van elektronische apparaten

-Halfgeleidermateriaal

-Werking en kenmerken

3.Voedingen

-Werking en kenmerken

-Toepassingen met dioden

-Speciale dioden en hun toepassingen

-Inleiding

-Enkelzijdige gelijkrichting

-Dubbelzijdige gelijkrichting

-Afvlakking

-Gestabiliseerde netvoeding



Overdracht van informatievbn. telefoon,GSM,videofoon,babyfoon…

Communicatietechniek:

Regeltechniek:

Inleiding:

Manuele en automatische regeling van vermogenvbn. snelheidsregeling van een boormachine, temperatuurregeling cv, …

Besturingstechniek:

Geautomatiseerde installaties met programma’s (in-en uitgangen+sturing)vbn. wasmachine,alarminstallatie, …



Opbouw van elektronische apparaten:

OPNEMERS ELEKTRONICA WEERGEVERS

Fysische signalen

-geluid

-temperatuur

-licht(microfoons,sensoren,

fotocellen…)

Omzetting

elektrische signalen

in fysische signalen

-luidsprekers

-TV-scherm

-zoemer alarminstal.

Bewerk./versterking

en omvorming van

ingangssignalen



Opbouw van elektronische apparaten: vbn.



Analoge en digitale in-en uitgangssignalen



Print



Componenten

-Actieve componenten: versterken of gelijkrichten

vbn.: diode,transistor,..

-Passieve componenten: om actieve componenten in te stellen

(instellen van spanningen,stromen,signalen ifv de tijd verschuiven)


2. De diode

Halfgeleidermateriaal

-Zijn materialen die niet behoren tot geleider of isolatormaterialen

-Geleidbaarheid hangt af van : � polariteit van de aangesloten spanning

� de omgevingstemperatuur

� de lichtsterkte

-GERMANIUM & SILICIUM-GERMANIUM & SILICIUM


2. De diode

P-en N- halfgeleidermateriaal

N-kristal P-kristal

Fosfor

ArseenGallium

Broom


2. De diode

PN-overgang zonder uitwendige spanning

N-kristalP-kristal


2. De diode

PN-overgang zonder uitwendige spanning

Ontstaan van

-grenslaag/sperlaag

-diffusiespanning

tussen P- en N-gebied

0,7V bij Silicium

0,3V bij Germanium


2. De diode

PN-overgang aangesloten op een voorwaartse spanning (UF)

Bij overschrijden van drempelspanning � grenslaag verkleint � geleiding!


2. De diode

PN-overgang aangesloten op een inverse spanning (UR)

grenslaag vergroot � sper!


2. De diode

Opbouw diode :

PN-overgang met elektrische aansluitpunten


2. De diode

Opbouw diode :

Diode in sperrichting


2. De diode

Opbouw diode :

Diode in doorlaatrichting


2. De diode

Behuizing & herkenning van diodes :

-Gekleurde ring � geeft de kathode

-Ofwel het symbool van de diode afgedrukt

-Ofwel bouwvorm van de diode


2. De diode

De codering voor dioden :


2. De diode

Symbool :


2. De diode

Karakteristieken :

- geleiding indien UF > drempelspanning van 0,7V

- UF� IF waarbij diodeweerstand RF = UF/IF

- Bij sper � kleine sperstroom IR

- Sperspanning UR � bij URmax =doorslag!!

- Bij sper � hoge weerstand (niet oneindig groot!!)


2. De diode

Karakteristieken :


2. De diode

Vermogensdissipatie :


2. De diode

Experimenten :

- De spanning over drie in serie geschakelde diode is 3x drempelspanning


2. De diode

Experimenten : testen van een diode met Ohm-meter

- Diode in doorlaat geeft een kleine weerstand;in sper grote weerstand


2. De diode

Experimenten : testen van een diode met stand multmeter diodetest

- Diode in doorlaat geeft 0,7V; in sper 2,5 a 3,5V


2. De diode

Toepassingen met dioden: beveiliging tegen polariteitsomkering


2. De diode

Toepassingen met dioden: beveiliging tegen inductiespanningen


2. De diode

Toepassingen met dioden: beveiliging tegen grote ingangsspanning


2. De diode

Toepassingen met dioden: ontstoring telefoonluidspreker


2. De diode

Toepassingen met dioden: diode als schakelaar


2. De diode

Toepassingen met dioden: diode als temperatuursensor

-Met potmeter R1 spanning over V-meter op 0 Volt regelen

-bij toename temperatuur� spanning neemt toe..


2. De diode

Speciale dioden en hun toepassingen : de zenerdiode

-wordt aangesloten in sper

-geleidt bij een bepaalde spanning in het doorslaggebied

= zenerspanning!

-zenerspanning is praktisch constant

Werking

-zenerspanning is praktisch constant

- worden gemaakt voor spanningen van 2,7 …..33V en

vermogens van 250mW tot meer dan 50 W

Eigenschappen

- de zenerspanning (doorslagspanning)

- de maximale vermogendissipatie


2. De diode

Speciale dioden en hun toepassingen : de zenerdiode

� Uit de zenerspanning en de vermogendissipatie te berekenen

Maximale stroom

Symbool


2. De diode

Speciale dioden en hun toepassingen :de zenerdiode

Experiment : spanningsstabilisatie met zenerdiode

Potmeter instellen van 0…. tot 5,6V (zenerspanning)� spanning blijft dan constant

BZY78 � type zenerdiode

C5V6 � zenerspanning is 5,6 V; C = tolerantie van de zenerspanning is 5%


2. De diode

Speciale dioden en hun toepassingen :de LED

-geeft in doorlaatrichting licht

Werking

Symbool


2. De diode


Eigenschappen

-drempelspanning UF ligt afhankelijk van het type tussen 1,6V…3,2V

-de maximale sperspanning URmax is veel kleiner dan bij een diode nl. 5V

-de stroom in doorlaatrichting IF hangt af van de gewenste lichtintensiteit en is

tussen de 5 mA en 30 mA groot

-het max. vermogen dat een LED kan verwerken is 150 mW-200 mW

-de kleur komt overeen met een bepaalde golflengte en hangt af van

de gebruikte halfgeleidermateriaal (vb. rood,golflengte in nm 660-Gallium-

Arsenicum-fosfide)


2. De diode


Eigenschappen


2. De diode


Voorbeeld :berekening van voorschakelweerstand

Bron = 9V ; lichtintensiteit IF = 20mA rode LED� drempelspanning =1,6V

Wet van Ohm:


2. De diode



2. De diode

Speciale dioden en hun toepassingen :de fotodiode

Werking

-wordt in sperzin gebruikt

-de sperstroom IR hangt af van de hoeveelheid licht die door het doorzichtig

venstertje over op de PN-overgang valt

Symbool

-fotocel reageert op bepaalde golflengten van het licht (infrarood,..)


3. Voedingen


3. Voedingen

Netvoeding


3. Voedingen

Enkelzijdige gelijkrichting

-transfo levert vb. 6V AC

-max. waarde :

� 8,5V

-UDC = max. 8,5V- 0,7V


3. Voedingen

Enkelzijdige gelijkrichting


3. Voedingen

Dubbelzijdige gelijkrichting :

Transformator met middenaftakking De brugschakeling

(Graetzschakeling)


3. Voedingen

Dubbelzijdige gelijkrichting :

Transformator met middenaftakking

-transfo met 2 sec. wikkelingen

-wikkelingen zijn in het midden met elkaar verbonden

-twee dioden D1 en D2


3. Voedingen :dubbelzijdige gelijkrichtingTransformator met middenaftakking


3. Voedingen :dubbelzijdige gelijkrichtingBrugschakeling (Graetzschakeling)

-één transfo met slechts één sec. wikkeling

-vier dioden D1 ,D2,D3 en, D4


3. Voedingen :dubbelzijdige gelijkrichtingBrugschakeling (Graetzschakeling)


3. Voedingen :afvlakkingDmv afvlakcondensator


3. Voedingen :afvlakkingDmv afvlakcondensator

Ontladingssnelheid ?


3. Voedingen :afvlakking


3. Voedingen :gestabiliseerde netvoeding

-spanningsvariatie (belastingsafhankelijkheid�rimpelspanning)

-secundaire spanning transfo is functie van de primaire wikkelingen (variatie!)

-niet kortsluitvast

Stabilisator

� te verbeteren door stabilisator!!� te verbeteren door stabilisator!!

Zenerdiode/

spanningsregelaar


3. Voedingen :gestabiliseerde netvoeding

Stabilisator

Codering: 4 cijfers of 4 cijfers en een letter

LM 78L05LM = fabrikant

78 = positieve uitgangsspanning

79 = negatieve uitgangsspanning

letter =maximale uitgangsstroom

L= 100mA H= 5A

M=500mA P= 10A

geen letter = 1A

05= 5V