basic electronics 03 -...
TRANSCRIPT
02/11/52
Diode Applications 1
Basic ElectronicsBasic Electronics
dk
03
Diode Applications 2
Chapter 3Chapter 3Diode ApplicationsDiode Applications
02/11/52
Diode Applications 3
เนอหา : การวเคราะหเสนโหลด การประมาณไดโอด ไดโอดในวงจรอเลกทรอนกสทางดจตอล วงจรเรยงกระแส วงจรขลบสญญาณ วงจรแคลมปสญญาณ วงจรทวแรงดน ซเนอรไดโอด
Diode Applications 4
บทนาบทนาการวเคราะหวงจรไดโอด จะนยมใชวงจรสมมล (Equivalent Circuit) เพอใหการวเคราะหกระทาไดโดยงาย
โดยทวไปวงจรสมมลแบบ Ideal และ Simplifiy กเพยงพอเนองจากยงคงใหผลลพธทใกลเคยงกบไดโอดจรง
เราสามารถใชกราฟลกษณะสมบต (Characteristic) ของไดโอดจรง ทไดจากโรงงานผผลต มาวเคราะหเพอหาผลลพธไดเชนเดยวกน โดยวธทางกราฟ ซงจะไดคาทถกตองมากกวา แตยงยากกวา
02/11/52
Diode Applications 5
การวเคราะหเสนโหลดการวเคราะหเสนโหลด ( (LOADLOAD--LINE ANALYSIS)LINE ANALYSIS)การวเคราะหเชงกราฟฟก (Graphic Approach)
การวเคราะหเชงกราฟฟกเพอหาจดทางาน (Point of Operation) หรอ จดสงบ (Quiecent Point) ของวงจร จะไดกราฟลกษณะสมบตของวงจรดงรป (b)
(a) วงจร ไดโอดแบบอนกรม (b) ลกษณะสมบตของวงจร
กราฟลกษณะสมบตของ วงจร จะประกอบดวย กราฟสองเสน คอ 1. Diode Characteristic2. Load LineจดตดของสองเสนคอOperating Point
Diode Applications 6
เสนกราฟ Diode Characteristic ไดมาจากขอมลใน Data Sheet ของไดโอดเบอรนนๆ จากโรงงานผผลต เสน Load line หาไดโดยพจารณาจากวงจร
การวาดเสนการวาดเสน Load Line Load Lineโดยใช KVL E = VD+IDR
1. หาจดตดในแนวแกน X (VD) เมอ ID = 0 --> VD = E2. หาจดตดในแนวแกน Y (ID) เมอ VD = 0 --> ID = E/R
3. ลากเสนตรงระหวางจดตด
จดตดของสองกราฟคอ จดทางาน (Operating Point) ซงเปนคาแรงดนทตกครอม (VDq) ไดโอด และกระแสทไหลผาน (IDq)
02/11/52
Diode Applications 7
ตวอยางท 1วงจรดงรป (a) มลกษณะสมบตของไดโอดดงรป (b) จงหา
(a) VDQ และ IDQ(b) VR
Diode Applications 8
วธทา(a) หาจดตดของเสนโหลดท แกน X และ Y ท VD = 0V
ID = E/R = 10V/1kΩ = 10 10 mAmAท ID = 0A
VD = E = 10 V10 V
(b) หา VR
VR = IDR= 9.25mAx1kΩ
= = 9.25 V9.25 V
วาดเสนโหลดลงไปในกราฟลกษณะสมบตของ ไดโอด จดตดคอ Q-point ดงนน
VVDqDq = 0.78 V= 0.78 VIIdqdq = 9.25 = 9.25 mAmA
02/11/52
Diode Applications 9
ตวอยางท 2เชนเดยวกบ ตวอยางท 1 แตเปลยนคา R = 2 kΩ.
จดตดบนแกน X : ID = E/R = 10V/2kΩ = 5 5 mAmAจดตดบนแกน Y : VD = E = 10 V10 V
(a) Q-pointVVDQ DQ = 0.7 V= 0.7 VIIDQDQ = 4.6 = 4.6 mAmA
(b) VRVR = IDQR
= 4.6mAx2 kΩ
= 9.2 V= 9.2 V
Diode Applications 10
การวเคราะหวงจรไดโอด โดยใชวงจรสมมลอยางงายการวเคราะหวงจรโดยใชกราฟจรงจะยงยากในการไดกราฟของ
ไดโอดแตละตว ซงเราสามารถทาใหงายไดโดยใชกราฟวงจรสมมลอยางงาย (Simplified Equivalent Circuit)
02/11/52
Diode Applications 11
ตวอยางท 3จากตวอยางท 1 ใหหาจดทางานของวงจรโดยใช แบบจาลองวงจรสมมล
อยางงาย (Simplified Equivalent Circuit) ของ Si ไดโอด
Diode Applications 12
วธทา1. วาดกราฟ Simplified Equivalent Circuit เปนเสนตรง ตงฉากกบแกน X ท VD=0.7V และ ID=0mA เมอ VD< 0.7V2. ลากเสนตรง Load Line โดยหาจดตดแกน X,Y เหมอน ตวอยางท 13. จดทางาน คอจดตดของเสนทงสอง
ดงนน Q-Point คอ
IIdqdq = 9.25mA= 9.25mAVVDqDq = 0.7V= 0.7V
02/11/52
Diode Applications 13
การวเคราะหวงจรไดโอด โดยใชแบบจาลองไดโอดอดมคตในหลายกรณการวเคราะหวงจร กนยมใชแบบจาลองอดมคต (Ideal
Diode Model) ถาระดบแรงดนในวงจรมคาสง เนองจะไมมผลกระทบของความผดพลาดจากนก
Diode Applications 14
ตวอยางท 4เชนเดยวกบตวอยางท 1 ใหหาจด
ทางาน โดยใช Ideal Diode Model
วธทา1. วาดกราฟ Ideal Diode Model เปนเสนตรง ตงฉากกบแกน X ท VD=0V และ ID=0mA เมอ VD< 0V2. ลากเสนตรง Load Line โดยหาจดตดแกน X,Y เหมอน ตวอยางท 13. จดทางาน คอจดตดของเสนทงสอง
ดงนน Q-Point คอ
IIdqdq = 10 = 10 mAmAVVDqDq = 0 V= 0 V
02/11/52
Diode Applications 15
การวเคราะหวงจรโดยวธการทางคณตศาสตรการวเคราะหวงจรโดยวธการทางคณตศาสตรประมาณไดโอด (DIODE APPROXIMATIONS)
ในการวเคราะหโดยวธการคานวณ จะใชการประมาณ ซงผลลพธทไดใกลเคยงความจรงในระดบทยอมรบได
วงจรอนกรมไดโอดดงรป (a) ถา R >> rac จะสามารถใชกราฟไดโอดดงรป (b) ได
(b)
(a)
Diode Applications 16
การประมาณไดโอดแบบ ซลกอนและเยอรมนเนยม
เมอไดโอด ON ON จะเปรยบเปน
แหลงจายแรงดนขนาด 0.7V (Si) หรอ 0.3 V(Ge)
เมอไดโอด OFF OFF จะเปรยบเสมอนวงจร
เปด (Open Circuit)
02/11/52
Diode Applications 17
การประมาณไดโอดแบบอดมคตเมอไดโอด ON ON จะเปรยบเสมอนเปนวงจรปด (Close Circuit)
เมอไดโอด OFF OFF จะเปรยบเสมอนวงจรเปด (Open Circuit)
Diode Applications 18
ขอพจารณาในการวเคราะหวงจรไดโอด
* แรงดนเทรสโฮลด (Thredhold, VT) คอ ระดบแรงดนไบแอสเดนหนา ททาใหไดโอด ON โดยท Ge ม VT ≅ 0.3 V และ Si ม VT ≅ 0.7 V
* เมอไดโอด ON แลวแรงดนครอมไดโอด จะคงทเทากบ VT แมจะมการเพมแหลงจายแรงดนในวงจร
* เมอไดโอด ON สามารถเขยนแทนไดโอดไดดวย แหลงจายแรงดน VT โดยขวบวกอยทขาแอโนดของไดโอด
02/11/52
Diode Applications 19
การพจารณาสถานะของไดโอดในวงจรการพจารณาสถานะของไดโอดในวงจร1. แทนทตาแหนงไดโอดดวย การ Open Circuit หรอ ตวตานทานทสงมากๆ (1)
2. คานวณวาตาแนงไดโอดมกระแสไหลทศทางใดและแรงดนครอมมคาเทาใดโดยท2.1 ถากระแสไหล Forward และ แรงดนครอมมากกวา 0.7 Volt ถอวา ไดโอด ON2.2 ถากระแสไหล Forward และ แรงดนครอมนอยกวา 0.7 Volt หรอ กระแส
ไหล Reverse ถอวา ไดโอด OFF3. แทนทตาแหนงไดโอดดวย
3.1 แหลงจายแรงดน 0.7 โวลท ถาไดโอด ON3.2 Open Circuit ถาไดโอด OFF
หมายเหต (1) นกศกษาบางคนมความสบสนในตาแหนงวงจรเปด วามคาแรงดนเทาไร ใหใช ตวตานทานทสงมากๆ แทน จะชวยเพมความเขาใจในการวเคราะห
Diode Applications 20
ตวอยาง a
+5.0V-
+VO-
R1=1KΩ
+5.0-
+VD-
R1=1KΩ
RD=1MΩ
ID
พสจนการ ON กระแส ID Forwardแรงดน VD = 5 V > 0.7 V
นนคอไดโอด ON
+5.0V-
+VO
-
R1=1KΩ
+VD=0.7V
-
02/11/52
Diode Applications 21
ตวอยาง b
+0.5V-
+VO-
R1=1KΩ
+0.5V-
+VD-
R1=1KΩ
RD=1MΩID
+0.5V-
+VO-
R1=1K Ωพสจนการ ON
กระแส ID Forwardแรงดน VD = 0.5 V < 0.7 V
นนคอDiode OFF
Diode Applications 22
ตวอยาง c
-5.0V+
+VO-
R1=1K Ωกระแส ID Reverseแรงดน VD = -5.0V
Diode OFF
-5.0V
+
+V O-
R1=1KΩ
-5.0+
+VD-
R 1=1KΩ
R D=1M ΩID
02/11/52
Diode Applications 23
ตวอยาง d
+5.0V
-
R1=10kΩ
+5.0V
-
+VD
-
R1 =10KΩ
IDR21=1KΩR2
1kΩ
กระแส ID Forwardแทน Diode ดวย Open Circuitจาก VD = (R2 /R1+ R2 )x5V
= 0.5Vไดโอด OFF
+5.0V
-
R1=10kΩ
R2=1KΩ
Diode Applications 24
ตวอยางท 5สาหรบวงจรอนกรมของไดโอดดงรป จงหา VD, VR, และ ID
02/11/52
Diode Applications 25
วธทาเนองจากระดบแรงดน 0.5V นอยกวาแรงดนเทรสโฮลดของไดโอดแบบซลกอนทาใหไดโอด ไม ONดงนนID = 0 AVR = IDR
= (0 A) 1.2 kΩ= 0 V
แรงดนครอมไดโอดVD = E
= 0.5 V
Diode Applications 26
ตวอยางท 6จงคานวณหา ID1, VD2, และ Vo สาหรบวงจรในรป
02/11/52
Diode Applications 27
วธทาไดโอด D2 จะ OFF เนองจากถกไบแอสยอนกลบ
ดงนนID1 = 0 A
และVo = IDR
= 0 VและVD2 = E-VD1-Vo
= 12 V - 0 - 0= 12 V
ดงนนVD1 = 0 V
Diode Applications 28
ตวอยางท 7จงคานวณหากระแส I1, I2, และ ID2 ของวงจรในรป
วธทา แหลงจายแรงดนตอใหลกษณะทาให ไดโอด ไบแอสเดนหนาและแรงดนคลอม D2 มากพอท
ทาให D2 ON ดงนน D1 และ D2ON
02/11/52
Diode Applications 29
จาก KVLE = V2+VT1+VT2
ดงนนV2 = 20-0.7-0.7 V = 18.6 V
และI2 = V2 /R2
= 18.6 V/ 5.6 kΩ = 3.32 mAและ I1 = VT2/R1
= 0.7 V/3.3kΩ = 0.212 mAและ
ID2 = I2 - 11= 3.32mA-0.212mA = 3.108 mA
Diode Applications 30
ไดโอดในวงจรอเลกทรอนกสทางดจตอลไดโอดในวงจรอเลกทรอนกสทางดจตอล
เกตแบบออร (OR GATES)ตารางความจรงของ OR gateInput1 Input2 Output0 0 00 1 11 0 11 1 1
จากวงจร Output จะไดเปน 1 ถา Input ใด Input หนง เปน 1
02/11/52
Diode Applications 31
ตวอยางท 8จงหาแรงดนเอาทพต Vo และกระแสทไหลผาน I สาหรบวงจรในรป
วธทาไดโอด D1 จะ ON เนองจากม
กระแสไหลจากแหลงจาย E ผาน R ลงกราวด ไดโอด D2 OFF
หมายเหตหมายเหต วงจรนเปนการตอให Input1 เปน 1, Input2 เปน 0 โดยท Logic 1 ประมาณ 10V และ Logic 0 ประมาณ 0 โวลท
Diode Applications 32
ดงนนทเอาทพตVo = E-VD
= 10-0.7 = 9.3 V
นนคอ VO มลอจกเปน 1และ
I = Vo/R= 9.3V/1kΩ= 9.3mA
02/11/52
Diode Applications 33
เกตแบบแอนด (AND GATE)
ตารางความจรง AND gateInput1 Input2 Output0 0 00 1 01 0 01 1 1
จากวงจร Output จะไดเปน 0 ถา Input ใด Input หนง เปน 0
Diode Applications 34
ตวอยางท 9จงหา Vo สาหรบเกตแบบ AND ของรป ดงรป
วธทาจากวงจร
ไดโอด D1 OFF ไดโอด D2 ON
หมายเหตหมายเหต วงจรนเปนการตอให Input1 เปน 1, Input2 เปน 0 โดยท Logic 1 ประมาณ 10V และ Logic 0 ประมาณ 0 โวลท
02/11/52
Diode Applications 35
ทเอาทพตVo = 0.7
นนคอ VO มลอจกเปน 0และ
I = (E-Vo)/R= 9.3V/1kΩ= 9.3mA
Diode Applications 36
วงจรเรยงกระแสวงจรเรยงกระแส ( (RECTIFIER)RECTIFIER)
เปนวงจรทใชเปลยนไฟฟากระแสสลบ ใหเปนไฟฟากระแสตรง โดยเอาทพตทไดจะเปนสญญาณ DC มลกษณะเปนชวงๆ เรยกวากระแสตรงแบบพลส (Pulsating DC)
แยกออกเปน
1. วงจรเรยงกระแสครงคลน (HALF-WAVE RECTIFIER)2. วงจรเรยงกระแสเตมคลน (FULLLF-WAVE RECTIFIER)
02/11/52
Diode Applications 37
วงจรเรยงกระแสครงคลน (Half-Wave Rectifier)
Diode Applications 38
ชวงนากระแส (t = 0 -> T/2)
ชวงไมนากระแส (t = T/2 -> T)
02/11/52
Diode Applications 39
สญญาณเรยงกระแสครงคลน
คาเฉลยของสญญาณเอาทพตคอ การอนทเกรต Vo ซงเทากบ
Vdc = 0.318 Vm
Diode Applications 40
ผลกระทบของแรงดนเทรสโฮลด
เมอคดคาแรงดนเทรสโฮลของไดโอด VT จะทาใหคาเฉลยของแรงดนเอาทพต เทากบ
VDC = 0.318 (Vm - VT)
02/11/52
Diode Applications 41
ตวอยางท 10จงวาดเอาทพต Vo และคานวณระดบแรงดน DC ของ
เอาทพตสาหรบวงจรในรป
Diode Applications 42
วธทาVDC = -0.318Vo
= -0.318(20 V) = -6.36 V
02/11/52
Diode Applications 43
แรงดนยอนกลบคายอด (Peak Inverse Voltage, PIV)
บางครงเรยกวา peak reverse voltage, PRV หมายถง อตราพกดแรงดนยอนกลบสงสดทไดโอดสามารถจะทนได ซงเปนคณสมบตของไดโอดแตละตว
การพจารณาวา ไดโอดในวงจรจะรบภาระแรงดนยอนกลบเทาไร ตองพจารณาเมอ ไดโอด OFF และมแรงดนยอนกลบสงสด
Diode Applications 44
วงจร Half-wave Rectifier ดงรป ไดโอดจะมเจอภาระแรงดนยอนกลบสงสดเทากบ Vm
ดงนนตองเลอกใช ไดโอดทมคา PIV > Vm
02/11/52
Diode Applications 45
วงจรเรยงกระแสเตมคลนแบบบลดจ (BRIDGED FULL-WAVE RECTIFER)
Diode Applications 46
ชวงเวลา (t = 0 -> T/2) vi เปนบวก
ชวงเวลา (t = T/2 -> T) vi เปนลบ
02/11/52
Diode Applications 47
สญญาณเรยงกระแสแบบเตมคลนแบบบลดจ
คาเฉลยของสญญาณเอาทพตคอ การอนทเกรต Vo ซงเทากบ
VDC = 2(0.318)Vmหรอ
VDC = 0.636Vm
Diode Applications 48
ผลกระทบของแรงดนเทรสโฮลดผลกระทบจะเปนสองเทา เนองจากกระแสไฟฟาไหลผานการไบแอสเดนหนาไดโอด
2 ตว
เมอคดคาแรงดนเทรสโฮลของไดโอด VT จะทาใหคาเฉลยของแรงดนเอาทพตเทากบ
VDC = 0.636(Vm - 2VT)
02/11/52
Diode Applications 49
แรงดนยอนกลบคายอด (Peak Inverse Voltage, PIV)
เชนเดยวกนการพจารณาวา ไดโอดในวงจร แบบบลดจ จะรบภาระแรงดนยอนกลบเทาไร ตองพจารณาเมอ ไดโอด OFF และมแรงดนยอนกลบสงสด
จากรปจะมแรงดนยอนกลบครอม Diodeมากทสดคอแรงดนครอม VR = Vm
ดงนนตองเลอกใช ไดโอดทมคาPIV ณ Vm
Diode Applications 50
วงจรเรยงกระแสเตมคลนแบบหมอแปลงเซนเตอรแทป (Center-Tapped Transformer Full-wave Rectifier)
หมอแปลงแบบเซนเตอรแทป (CT) จะม ขวทขดลวดทตยภม (Secondary Coil) 3 ขว โดยขวหนงจะตอมาจากตรงกลางของขดลวด
02/11/52
Diode Applications 51
ชวงเวลา (t = 0 -> T/2) vi เปนบวก
ชวงเวลา (t = T/2 -> T) vi เปนลบ
Diode Applications 52
สญญาณเรยงกระแสเตมคลนของวงจรหมอแปลงเซนเตอรแทป
คาเฉลยของสญญาณเอาทพตจะเหมอนกบการใชวงจรบลดจ
VDC = 0.636Vm
02/11/52
Diode Applications 53
แรงดนยอนกลบคายอด (Peak Inverse Voltage, PIV)
ในขณะทไดโอด OFF แรงดนครอมไดโอด จะเทากบแรงดนทขดลวดทตยภม (Primary Coil) ของหมอแปลง บวกกบแรงดนทครอมตวตานทาน R
ดงนนตองเลอกใช ไดโอดทมคาPIV ณ 2Vm
Diode Applications 54
วงจรขลบสญญาณวงจรขลบสญญาณ ( (CLIPPER CIRCUIT)CLIPPER CIRCUIT)เปนวงจรทตดสญญาณบางสวนออกไปโดยไมทาใหสญญาณทเหลอม
การบดเบอน
แบงออกไดเปน 2 แบบ คอ
วงจรขลบสญญาณแบบอนกรม (Series Clipper Circuit)วงจรขลบสญญาณแบบขนาน (Pallarel Clipper)
02/11/52
Diode Applications 55
วงจรขลบสญญาณแบบอนกรม (Series Clipper Circuit)
วงจรเรยงกระแสแบบครงคลนถอเปนวงจรขลบสญญาณอยางงาย
Diode Applications 56
ตวอยางท 11จากรปจงหารปคลนของเอาทพต โดยใช Ideal Diode
02/11/52
Diode Applications 57
วธทาจดททาใหสญญาณเรมขลบคอจดท vD=0V. และ i=0mA
ดงนนเมอ vi = -V จงถอเปนแรงดนขดเรมขลบสญญาณ
โดยทไดโอดจะ ON เมอ vi>-V และไดโอดจะเรม OFF เมอ vi<-V
Diode Applications 58
รปสญญาณเอาทพตของวงจร
02/11/52
Diode Applications 59
วงจรขลบสญญาณแบบขนาน (Parallel Clipper Circuit)
Diode Applications 60
ตวอยางท 12จงหา vo ของวงจรดงรปโดยใช Ideal DIode
02/11/52
Diode Applications 61
วธทาจดขดเรมขลบจะเปนจดท id = 0 และ vd = 0 พอด ดวยการแทนคาไดโอด ดวยสวทช ON และกระแส id= 0จะไดวา
vi = vR+vD+V = 0+0+V = V
นนคอแรงดนขดเรมขลบจะอยท vi = V
Diode Applications 62
ดงนนเมอ vi>V จะทาใหไดโอด OFF โดยท
vo = vi
เมอ vi<V จะทาใหไดโอด ON โดยท
vo = vd
02/11/52
Diode Applications 63
ผลกระทบของแรงดนเทรสโฮลด
Diode Applications 64
ตารางสรปวงจรขลบสญญาณ
02/11/52
Diode Applications 65
ตารางสรปวงจรขลบสญญาณ (ตอ)
Diode Applications 66
วงจรแคลมปวงจรแคลมป ( (CLAMPER)CLAMPER)ทาหนาทยกหรอลดระดบสญญาณอนพต โดยวงจรจะประกอบดวย ตวเกบ
ประจ, ไดโอด และตวตานทาน
02/11/52
Diode Applications 67
ตวอยางท 13วงจรแคลมปสญญาณแบบพนฐาน
Diode Applications 68
วธทา
ในขวงครงคลนบวก (t = 0 -> T/2)C จะถก Charge ประจ ผาน D จนมระดบแรงดนเทากบ V
ในขวงครงคลนลบ (t = T/2 -> T)C จะถกเปนเสมอนแหลงจายแรงดนคงทขนาด V ใหแหลงจายแรงดนใน
วงจร จะม vi ตออนกรมกบ V ดงนน แรงดนคลอม R ในชวงนจะเทากบ -2V
02/11/52
Diode Applications 69
อนพตและเอาทพตทได
Diode Applications 70
สรปวงจรแคลมป
02/11/52
Diode Applications 71
สรปวงจรแคลมป (ตอ)
Diode Applications 72
วงจรทวแรงดนวงจรทวแรงดน ( (VoltageVoltage--Multiplier Circuits)Multiplier Circuits)
สามารถเพมระดบยอดสญญาณใหเปน 2 เทา, 3 เทา, 4เทา หรอหลายๆ เทาได
02/11/52
Diode Applications 73
วงจรทวคณแรงดน (Voltage Doubler)ทาหนาทเพมแรงดนอนพด ใหไดเอาทพตทมคาสงสดเปนสองเทา
อนพตของวงจรทวแรงดนในทนคอ แรงดนทขดลวดทตยภมของหมอแปลง จะเปนสญญาณไฟฟากระแสสลบ Vi มคาสงสด = Vm
Diode Applications 74
หลกการทางาน
ในชวงเวลา t= 0-T/2เมอ D1 ON, C1 จะถก Charge ประจผาน D1 จน มแรงดนตกครอมสงสด = Vm
ในชวงเวลา t= T/2-TC1 จะเปนเสมอนแหลงจายแรงดนขนาด Vm ดงนน C2 จะถก Charge ประจ ดวย
แรงดนขนาด Vm+Vi ซงทคาสงสด แรงดนครอม C2 = 2Vm
02/11/52
Diode Applications 75
นนคอเมอเวลาผานพนไป 1 คาบแรงดนทเอาทพตจะมคาเทากบ 2Vm
หมายเหตแรงดนเอาทพตจะเปนแรงดน DC ซงกระแสทจะถกนาไปใชงานจะเปน
ประจทอยใน C2
Diode Applications 76
วงจรทวแรงดนหลายเทา
วงจรดงรป จะเลอกใชแรงดนเอาทพตได ตงแต 2Vm, 3Vm จนถง 4Vm
0-T/2
0-1/2T T/2-T T-3/2T3/2T-2T
02/11/52
Diode Applications 77
ซเนอรไดโอดซเนอรไดโอด ( (ZENER DIODES)ZENER DIODES)เมอตอวงจรแบบ Farward Bias ซเนอรไดโอด จะมลกษณะเหมอนไดโอด
ปกตคอนากระแสได ซงปกตจะไมใชงานแบบ forwardแตเมอตอแรงดนให Reverse Bias ซเนอรจะไมนากระแสจนเมอ แรงดนท
ครอมมคา มากกวา VZ กจะกลบมานากระแสอกครง
การใชงาน ซเนอรจะตอแบบ Reverse Bias
Diode Applications 78
วงจรซเนอรไดโอด
02/11/52
Diode Applications 79
การวเคราะหวงจร ซเนอร จะแทนซเนอรดวยวงจรสมมลคอ - Open circuit ถา ซเนอร OFF - Voltage source, VZ ถา ซเนอร ON
(a) การแทนทซเนอรเมอ OFF (b) การแทนทซเนอรเมอ ON
Diode Applications 80
การวเคราะหเพอตรวจสอบการ ON หรอ OFF ของซเนอรในวงจรการตรวจสอบสถานะของซเนอร โดย
1. แทนทซเนอรดวย Open Circuit หรอ ตวตานทานทมคาสงมากๆ 2. คานวณเพอหาแรงดนครอมตาแหนงนน
ถาแรงดน มคามากกวา VZ แสดงวา ซเนอร ON ถาแรงดน มคานอยกวา VZ แสดงวา ซเนอร OFF
3. เมอทราบสถานะแลวกใหแทนซเนอรดวยวงจรสมมลตามสถานะทเปน (Open หรอ VZ)
02/11/52
Diode Applications 81
ตวอยางท 14เมอ VZ = 10V, Vi = 16V, RL = 1.2 kΩ, และ R= 1 kΩ
ซเนอรไดโอดมอตราการทนกาลงสงสด PZM = 30 mW
(a) หา VL, VR, IZ, และ PZ(b) เมอเปลยน RL เปน 3 kΩ หาแบบ (a)
Diode Applications 82
วธทา(a) ตรวจสอบวา ซเนอร ON หรอไม โดยแทนทตาแหนง ซเนอรดวย Open Circuit แลวหา V
V = (1.2 kΩ) (16V)(1.2kΩ+1kΩ)
= 8.73 V
จะเหนวา มคาตากวา VZ จงทาให ซเนอร OFF
* การคานวณคาตางๆ ใชการวเคราะหเหมอนไมม ซเนอรอย ไดVL = 8.73V, VR=7.27V, Iz = 0A, และ Pz = 0 W
02/11/52
Diode Applications 83
แทนท zener ดวย Open circuit การคานวณคาตางๆ ใชการวเคราะหเหมอนไมม ซเนอรอย
ดงนนVL = 8.73V (voltage divider ท RL)VR=7.27V (16V – VL)Iz = 0A (Open circuit ท zener)Pz = 0 W (PZ = VZxIZ IZ = 0)
Diode Applications 84
(b) เมอ RL=3k ตรวจสอบการ ON ของซเนอร
V = (3 kΩ)x(16V)(3kΩ+1kΩ)
= 12 V
จะเหนวา มคาสงกวา VZ จงทาให ซเนอร ON
แทนทซเนอรดวย แหลงจายแรงดน 10 V
02/11/52
Diode Applications 85
เมอแทนทซเนอรดวยแหลงจายแรงดน 10 V ดงนน
VL = Vz
= 10V10Vและ
VR = 6V6VIz = 2.67mA2.67mA
Power DissipationPz = VzIz
= (10V)x(2.67mA)= 26.7 26.7 mWmW
Diode Applications 86
การอนกรมซเนอรไดโอด (Series Zeners)
VZ = VZ1+VZ2= 10+20= 30V
02/11/52
Diode Applications 87