Ηλεκτρονικά Στοιχεία Ισχύος και Βιομηχανικές Εφαρμογές

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Ηλεκτρονικά Στοιχεία Ισχύος και Βιομηχανικές Εφαρμογές"

Transcript

1 Ηλεκτρονικά Στοιχεία Ισχύος και Βιομηχανικές Εφαρμογές Ενότητα 1: Δρ.-Μηχ. Εμμανουήλ Τατάκης, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμ. Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

2 Σκοποί ενότητας Παρουσίαση βασικών και ειδικών ημιαγωγικών στοιχείων στα οποία βασίζονται οι διατάξεις ηλεκτρονικών ισχύος Παρουσίαση κριτηρίων επιλογής των κατάλληλων στοιχείων ανάλογα με την εφαρμογή 2

3 Περιεχόμενα ενότητας Δομή και λειτουργικά χαρακτηριστικά των βασικών ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος (δίοδος ισχύος, θυρίστορ, Triac, GTO, BJT, MOSFET, IGBT, FCT) καθώς και ειδικών ημιαγωγικών στοιχείων. Επίδραση παραμέτρων ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος στις επιδόσεις των ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος Σύγκριση των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος 3

4 Πρόλογος 4

5 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Σκοπός της επιστήμης των Ηλεκτρονικών Ισχύος Στόχος του μαθήματος Ηλεκτρονικά Στοιχεία Ισχύος και Βιομηχανικές Εφαρμογές Η ιστορία των Ηλεκτρονικών Ισχύος: Περιστρεφόμενοι Μετατροπείς Ανορθωτής Υδραργύρου Μαγνητικός Ενισχυτής Ανορθωτής Πυριτίου (Θυρίστορ) Νέου τύπου ημιαγωγικά στοιχεία 5

6 ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Μέρος Α: Σύντομη περιγραφή και σύγκριση των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος: Thyristor, Fast Diode, BJT, MOSFET, IGBT, MCT κλπ. Ανάλυση της φυσικής δομής και μελέτη της στατικής και δυναμικής συμπεριφοράς των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος. Αναλυτική παρουσίαση των κυκλωμάτων παλμοδότησης και προστασίας των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος. Εξομοίωση των ηλεκτρονικών στοιχείων και κυκλωμάτων ισχύος με ηλεκτρονικό υπολογιστή. 6

7 ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Μέρος Β: Ανάλυση της λειτουργίας και των μεθόδων παλμοδότησης ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές και εμπορικές εφαρμογές. Αναλύονται μετατροπείς: Συνεχούς Τάσης σε Συνεχή Τάση Συνεχούς Τάσης σε Εναλλασσόμενη Τάση Σχεδιασμός υψίσυχνων μετασχηματιστών. Εφαρμογές ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος σε βιομηχανικά και οικιακά συστήματα. 7

8 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Mohan N., Undeland T.M., Robbins W.P., Power Electronics Converters, Applications and Design, John Willey & Sons, Inc., Second Edition, New York, Billings K.H., Switchmode Power Supply Handbook, McGraw-Hill Publishing Company, New York, Philips Power Semiconductor Applications Group, An Introduction to Switched Mode Power Supply Topologies, Power Semiconductor Applications Handbook 1995, Philips Semiconductors, Severns R.P., Bloom G.E., Modern DC-to-DC Switch Mode Power Converter Circuits, Van Nostrand Reinhold, New York, Sen P.C., Power Electronics, Tata McGraw-Hill Publishing Company, New Delhi, Taylor B.E., Power MOSFET Design, John Wiley and Sons Inc, Sze S.M., Physics of Semiconductor Devices, John Wiley & Sons Inc., Second Edition, New York, Cyril W. Lander., Power Electronics, McGraw-Hill Publishing Co., Second Edition, London, New York, 1993, ISBN: Albert Kloss., Basic Guide to Power Electronics, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, New York,Toronto, 1984, ISBN:

9 Εισαγωγή 9

10 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΙΣΧΥΟΣ Tα ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος αποτελούν βασικό δομικό στοιχείο για κάθε ηλεκτρονικό μετατροπέα ισχύος. Παράγοντες που καθορίζουν τις εξελίξεις στον τομέα των ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος: Η μείωση του κόστους παραγωγής των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος. Η βελτίωση των χαρακτηριστικών και η αύξηση των δυνατοτήτων και της απόδοσης των ήδη γνωστών στοιχείων ισχύος (δίοδοι, θυρίστορ, GTO, BJT, MOSFET κλπ). Η εισαγωγή νέων στοιχείων ισχύος (IGBT, SIT, SITh, MCT κλπ) με εξαιρετικές επιδόσεις και σχετικά χαμηλό κόστος. 10

11 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΙΣΧΥΟΣ Θα μελετηθεί η στατική και η δυναμική συμπεριφορά, των ευρύτερα διαδεδομένων ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος και θα αναλυθεί η εσωτερική φυσική δομή τους. Θα δοθεί ιδιαίτερη έμφαση στις μεθόδους οδήγησης και προστασίας αυτών των στοιχείων. Τέλος, θα αναφερθεί η χρησιμότητα της εξομοίωσης των ηλεκτρικών κυκλωμάτων ισχύος με ηλεκτρονικό υπολογιστή. 11

12 ΣΥΝΤΟΜΗ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ 1990 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) (στα μέσα της δεκαετίας του 1980) Θυρίστορ ελεγχόμενο από από πύλη τύπου MOS (MOS gated Thyristor) (στις αρχές της δεκαετίας του 1980) 1980 MOSFET ισχύος (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) (από τα τέλη του 1970 έως τις αρχές του 1980) Ανάπτυξη πολύπλοκων δομών και γεωμετρικών μορφών πύλης και νέων τεχνικών ελέγχου της πύλης (στα τέλη της δεκαετίας του 1970) 1975 Field Controlled Thyristor (FCT) ή Static Induction Thyristor (SITh) (στα μέσα της δεκαετίας του 1970) Χρονολογία Ασύμετρα Θυρίστορ (ASCR) (το 1970) Θυρίστορ αάστροφης αγωγής (RCR) Light Triggered Thyristor (το 1965) Triac (το 1964 από τον κατασκευαστικό οίκο General Electric) 1960 GTO Θυρίστορ (το 1961) Θυρίστορ ή ελεγχόμενος ανορθωτής πυριτίου (SCR) (το 1958 από τον κατασκευαστικό οίκο General Electric) Διπολικά τρανζίστορ σήματος (Signal BJT) (το 1954 από την Texas Instrument) Τα πρώτα ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος (το 1952 από τον R. N. Hall) Τρανζίστορ ενώσεως (junction transistor) (στα τέλη της δεκαετίας του 1940 στα Bell Laboratories) Τρανζίστορ επαφής σημείου (point contact transistor) Ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος 12

13 ΕΠΙΘΥΜΗΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Η δομή των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας τους είναι πολυπλοκότερα από αυτά των αντίστοιχων στοιχείων χαμηλής τάσης. Τα ιδιαίτερα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, που απαιτείται να διαθέτουν τα ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος, είναι: Οι υψηλές τάσης διάσπασης Η ικανότητα διέλευσης υψηλών τιμών ρεύματος Οι μικρές πτώσεις τάσης σε κατάσταση αγωγής Οι χαμηλές αντιστάσεις αγωγής Οι μικρές τιμές του ρεύματος διαρροής Οι μικροί διακοπτικοί χρόνοι κατά την έναυση και τη σβέση 13

14 ΕΠΙΘΥΜΗΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Στα προαναφερθέντα χαρακτηριστικά θα πρέπει να προστεθούν: η ικανότητα αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες και ακτινοβολίες οι χαμηλές απαιτήσεις ισχύος στο κύκλωμα ελέγχου (για τα ελεγχόμενα στοιχεία ισχύος) ο υψηλός μέσος χρόνος μεταξύ δύο διαδοχικών καταστροφών του στοιχείου (MTBF Mean Time Between Failures), που επιδρά στην αξιοπιστία της συσκευής και το χαμηλότερο δυνατό κόστος 14

15 ΕΠΙΘΥΜΗΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Στην πράξη δεν υπάρχει στοιχείο που να διαθέτει ταυτόχρονα όλες τις παραπάνω δυνατότητες. Γίνεται κατάλληλη επιλογή του στοιχείου που θα χρησιμοποιηθεί, ανάλογα με την εφαρμογή: Δηλαδή, τις επιθυμητές προδιαγραφές, την απόδοση, τον όγκο και το βάρος της συσκευής, το κόστος, τη διαθεσιμότητα των στοιχείων κλπ. 15

16 Δίοδοι Ισχύος 16

17 ΔΙΟΔΟΙ ΙΣΧΥΟΣ Η δίοδος είναι ένα μη ελεγχόμενο διακοπτικό στοιχείο: Η συμπεριφορά της εξαρτάται αποκλειστικά από την τάση που εφαρμόζεται στα άκρα της ή το ρεύμα που τη διαρρέει. Συνήθως, η δίοδος ισχύος Άνοδος (Anode) κατασκευάζεται με βάση το πυρίτιο. -10 μm P cm -3 Αποτελείται: από δύο ημιαγωγούς τύπου P + και Ν +, με υψηλό ποσοστό προσμίξεων από μια περιοχή τύπου N -, με χαμηλό ποσοστό προσμίξεων (επιταξία), η οποία βρίσκεται μεταξύ των δύο προαναφερθέντων ημιαγωγών. Εύρος εξαρτώμενο από τάση διάσπασης -250 μm N - Επιταξία N + Υπόστρωμα Κάθοδος (Cathode) Δομή μιας διόδου ισχύος N cm -3 N cm -3 17

18 ΔΙΟΔΟΙ ΙΣΧΥΟΣ i d i d Τάση κατάρρευσης Καμπύλη διέλευσης Ρεύμα διαρροής V d V d Τυπική στατική χαρακτηριστική διόδου ισχύος Ιδανική στατική χαρακτηριστική διόδου ισχύος Η ημιαγώγιμη επαφή επιτρέπει τη διέλευση του ρεύματος προς μία κατεύθυνση. Άρα, η δίοδος είναι ένας μη ελεγχόμενος ανορθωτής: για το λόγο αυτό αναφέρεται συχνά με αυτήν την ονομασία. + V d Κυκλωματικό σύμβολο μιας διόδου A K i d 18

19 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΔΙΟΔΩΝ ΙΣΧΥΟΣ για ανόρθωση, σε διαφορετικές τοπολογίες ανορθωτικών διατάξεων ως δίοδοι ελεύθερης διέλευσης, όταν συνδέονται παράλληλα με το φορτίο, αλλά με ανάστροφη πολικότητα: για τη δημιουργία κυκλωματικού βρόχου ροής του ρεύματος, όταν διακόπτεται η αγωγή του/των ελεγχόμενων ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος στα κυκλώματα προστασίας (snubbers) των ελεγχόμενων ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος: σε κυκλώματα προστασίας από υπερτάσεις ή υπερρεύματα σε κυκλώματα υποβοήθησης της έναυσης ή της σβέσης ενός ελεγχόμενου ημιαγωγικού στοιχείου ισχύος. 19

20 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΩΝ ΔΙΟΔΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Όταν η δίοδος ισχύος πολωθεί ορθά (έναυση-αγωγή) συμπεριφέρεται ως ιδανικός διακόπτης. Κατά τη σβέση της όμως παρουσιάζεται το φαινόμενο της ανάστροφης ανάκτησης (reverse recovery effect). Ανάλογα με την κλίση του ανάστροφου ρεύματος οι δίοδοι διακρίνονται σε: Διόδους απότομης επαναφοράς (snap recovery diodes) Διόδους σταδιακής επαναφοράς (soft recovery diodes) ΦΑΣΗ 1 ΦΑΣΗ 2 I F di F dt T R V F T S T RR 0.1. I RM V R t 0 t 1 t 2 t 3 Q s Q RR I RM V RM 20

21 ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΔΙΟΔΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Με βάση τα λειτουργικά τους χαρακτηριστικά: Ανορθωτικές Δίοδοι (rectifier or line-frequency diodes) Παρουσιάζουν: υψηλές τιμές ονομαστικού ρεύματος διέλευσης και τάσης διάσπασης. Χρησιμοποιούνται συνήθως για την ανόρθωση της τάσης του δικτύου. Δίοδοι ταχείας ή υπερταχείας ανάκτησης (fast or ultra fast recovery diodes): Παρουσιάζουν: χαμηλούς χρόνους ανάστροφης ανάκτησης. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε κυκλώματα που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες. Δίοδοι Schottky: Παρουσιάζουν: πολύ μικρή πτώση τάσης κατά την αγωγή, χαμηλούς χρόνους έναυσης και σβέσης αλλά και μικρή τιμή τάσης διάσπασης. 21

22 Θυρίστορ 22

23 ΘΥΡΙΣΤΟΡ Το θυρίστορ ή ελεγχόμενος ανορθωτής πυριτίου (Silicon Controlled Rectifier, SCR) είναι ένα ελεγχόμενο ημιαγωγικό στοιχείο ισχύος: Μπορεί να διαχειρισθεί ισχύ από μερικές δεκάδες Watt ως μερικές εκατοντάδες MWatt. Η συχνότητα λειτουργίας του φθάνει μέχρι τα 2 με 3 khz. Πρόκειται για ένα στοιχείο τεσσάρων ημιαγωγικών στρώσεων PNPN. Οι ακροδέκτες του είναι: η άνοδος (anode) η κάθοδος (cathode) η πύλη (gate) Δομή ενός θυρίστορ 23

24 ΘΥΡΙΣΤΟΡ A i A ` NPN PNP G A Άνοδος + - V th K Κάθοδος R SH G Πύλη K Ισοδύναμο κύκλωμα ενός θυρίστορ Κυκλωματικό σύμβολο ενός θυρίστορ Η ροή του ρεύματος μεταξύ ανόδου και καθόδου γίνεται προς μια μόνο φορά, από την άνοδο προς την κάθοδο, εφόσον βέβαια το στοιχείο είναι ορθά πολωμένο και δοθεί παλμός έναυσης. 24

25 ΘΥΡΙΣΤΟΡ Η έναυση του στοιχείου επιτυγχάνεται μ έναν απλό θετικό παλμό, χαμηλής ισχύος, στην πύλη του. Η σβέση του στοιχείου απαιτεί τη μείωση του ρεύματος που το διαρρέει κάτω από μια ορισμένη τιμή, που καλείται ρεύμα συγκράτησης (Hold Current). i th Καμπύλη διέλευσης i th Ρεύμα συγκράτησης i H i G3 i G2 i G1 i G0 =0 Ανάστροφο ρεύμα διαρροής Ορθό ρεύμα διαρροής Κρίσιμη τάση αποκοπής V th V th Ανάστροφη κατάρρευση Τυπική στατική χαρακτηριστική ενός θυρίστορ Ιδανική στατική χαρακτηριστική ενός θυρίστορ 25

26 ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΘΥΡΙΣΤΟΡ Με βάση τα λειτουργικά τους χαρακτηριστικά: Θυρίστορ ελέγχου φάσης (Phase Control Thyristor): Παρουσιάζουν: υψηλούς χρόνους σβέσης αλλά τα ονομαστικά τους ρεύματα και οι τάσεις διάσπασης είναι αρκετά υψηλά. Χρησιμοποιούνται σε μετατροπείς που συνδέονται με το δίκτυο. Θυρίστορ για αντιστροφείς (Inverter Thyristor) : Παρουσιάζουν: σημαντικά μικρότερους χρόνους σβέσης, αλλά και χαμηλότερα ονομαστικά ρεύματα και τάσεις διάσπασης. Χρησιμοποιούνται σε μετατροπείς εξαναγκασμένης σβέσης, στους οποίους η σβέση του στοιχείου επιτυγχάνεται με κάποιο βοηθητικό κύκλωμα σβέσης. 26

27 ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΘΥΡΙΣΤΟΡ Με βάση τα λειτουργικά τους χαρακτηριστικά: Ασύμμετρα θυρίστορ (Asymmetrical Thyristor, ASCR). Κυριότερα χαρακτηριστικά των ασύμμετρων θυρίστορ είναι: η μη αντοχή τους σε υψηλές ανάστροφες τάσεις. η ελαχιστοποίηση του χρόνου ανάστροφης ανάκτησης. η ελαχιστοποίηση του χρόνου του χρόνου έναυσης. η ελαχιστοποίηση της πτώσης τάσης κατά την αγωγή. η δυνατότητα αύξησης της συχνότητας λειτουργίας του μετατροπέα. Η βασική διαφορά ενός ασύμμετρου και ενός συμβατικού θυρίστορ συνίσταται στην εισαγωγή μιας στρώσης τύπου Ν μεταξύ της περιοχής βάσης και της περιοχής υποστρώματος. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε αντιστροφείς, όπου η ύπαρξη της αντιπαράλληλης διόδου είναι απαραίτητη. 27

28 ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΘΥΡΙΣΤΟΡ Με βάση τα λειτουργικά τους χαρακτηριστικά: Θυρίστορ ανάστροφης αγωγής (Reverse Conduction Thyristor, RCT): Μονολιθική ολοκλήρωση, στο ίδιο ημιαγωγικό υπόβαθρο, ενός ασύμμετρου θυρίστορ και μιας αντιπαράλληλης διόδου. Έτσι, περιορίζεται σημαντικά ο συνολικός αριθμός των στοιχείων που χρησιμοποιούνται σ έναν αντιστροφέα: όμως, περιορίζεται και η ανάστροφη τάση του θυρίστορ στην τιμή της τάσης αγωγής μιας διόδου. Θυρίστορ που σβήνουν με τη βοήθεια της πύλης (Gate-Assisted Turn-off Thyristor, GATT): Η σβέση του θυρίστορ υποβοηθείται από την εφαρμογή ενός αρνητικού παλμού στην πύλη: Έτσι επιτυγχάνεται σημαντική μείωση του χρόνου σβέσης για ίδιες τιμές της τάσης αγωγής. Η συχνότητα λειτουργίας μπορεί να φθάσει τα 20kHz. 28

29 ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΘΥΡΙΣΤΟΡ Με βάση τα λειτουργικά τους χαρακτηριστικά: Θυρίστορ που σκανδαλίζονται οπτικά (Light-Triggered Thyristor): Η άμεση ακτινοβολία του πυριτίου δημιουργεί ζεύγη ηλεκτρονίων και οπών, τα οποία, υπό την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου παράγουν ένα ρεύμα ικανό να σκανδαλίσει το θυρίστορ και να το οδηγήσει σε αγωγή. Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές στις οποίες επικρατούν εξαιρετικά υψηλές τάσεις. Ονομαστικές δυνατότητες διαφόρων τύπων θυρίστορ 29

30 TRIAC 30

31 TRIAC Πρόκειται για ένα ημιαγωγικό στοιχείο ισχύος με τρεις ακροδέκτες το οποίο μπορεί να χειριστεί εναλλασσόμενο ρεύμα. Μπορεί να θεωρηθεί ως δύο αντιπαράλληλα θυρίστορ, δηλαδή η άνοδος του ενός συνδέεται με την κάθοδο του άλλου, με συνδεδεμένους τους ακροδέκτες πύλης. P N T 2 N Επιτρέπει τη ροή του ρεύματος και προς τις δύο κατευθύνσεις χωρίς διάκριση. T 1 N P Δομή ενός Triac G N Η αγωγή ή μη του ρεύματος ελέγχεται με σήμα στο ηλεκτρόδιο πύλης. 31

32 TRIAC Μειονεκτήματα: χαμηλή ευαισθησία του ρεύματος πύλης μεγαλύτεροι χρόνοι ανάστροφης ανάκτησης χαμηλές τιμές σε επαναλαμβανόμενη μεταβολή τάσης du/dt Η μέγιστη ισχύς που έχει τη δυνατότητα να διαχειρισθεί, φθάνει μέχρι αρκετές δεκάδες kw. Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο φωτισμού, θερμοκρασίας και μικρών επαγωγικών κινητήρων. Έχει χαμηλότερο κόστος από ένα ζευγάρι αντιπαράλληλων θυρίστορ του ίδιου επιπέδου ισχύος και ο έλεγχός του είναι απλούστερος. V Tc i Tc T 2 T 1 Κυκλωματικό σύμβολο ενός Triac G 32

33 TRIAC III i Tc Τυπική στατική χαρακτηριστική ενός Triac I V Tc Στο πρώτο τεταρτημόριο το δυναμικό του ακροδέκτη Τ 2 είναι υψηλότερο και η έναυση του στοιχείου επιτυγχάνεται με θετικό παλμό. Στο τρίτο τεταρτημόριο το δυναμικό του ακροδέκτη Τ 1 είναι υψηλότερο και η έναυση επιτυγχάνεται με αρνητικό παλμό. 33

34 GTO Thyristor 34

35 GTO ΘΥΡΙΣΤΟΡ Το στοιχείο αυτό σκανδαλίζεται και έρχεται σε αγωγή με ένα μικρό θετικό παλμό στην πύλη του όπως όλα τα θυρίστορ. Για να τεθεί σε κατάσταση αποκοπής απαιτείται ένας αρνητικός παλμός στο ηλεκτρόδιο πύλης: Χρειάζεται όμως αρκετά μεγάλο αρνητικό ρεύμα πύλης για να σβήσει (περίπου ¼ του κύριου ρεύματος). Απλουστευμένη δομή ενός GTO θυρίστορ Διατηρεί τη βασική δομή των τεσσάρων στρώσεων ενός θυρίστορ. Υπάρχουν όμως σημαντικές διαφορές όσον αφορά τη γεωμετρική μορφή των δομών πύλη-καθόδου. Αυξάνεται η περιφέρεια των περιοχών καθόδου και ελαχιστοποιείται η απόσταση της πύλης από το κέντρο των περιοχών καθόδου. 35

36 GTO ΘΥΡΙΣΤΟΡ - Πολυπλοκότερη δομή Ο στόχος αυτής της πολύπλοκης δομής είναι διττός: Η διακοπή του φαινομένου της θετικής ανατροφοδότησης Η επίτευξη υψηλών ταχυτήτων μετάβασης, υψηλών τάσεων διάτρησης και η διευκόλυνση της σύνδεσης των περιοχών καθόδου. Πολυπλοκότερη δομή ενός GTO θυρίστορ Ο χρόνος σβέσης σε ένα GTO θυρίστορ εξαρτάται από: το γεωμετρικό σχεδιασμό της περιοχής πύλης-καθόδου το σχεδιασμό της ανόδου τον έλεγχο του χρόνου ζωής των φορέων φορτίου στην περιοχή Ν-, που έχει σχετικά μεγάλο εύρος. Λόγω του σχεδιασμού της ανόδου τα GTO θυρίστορ αυτής της δομής, δεν αντέχουν ανάστροφες τάσεις, όπως ακριβώς συμβαίνει και με τα ασύμμετρα θυρίστορ. 36

37 GTO ΘΥΡΙΣΤΟΡ Κατά την ορθή πόλωση η χαρακτηριστική του GTO θυρίστορ είναι παρόμοια με αυτή ενός θυρίστορ. Τα χαρακτηριστικά τάσης και ρεύματος των GTO θυρίστορ βρίσκονται μεταξύ των συμβατικών θυρίστορ και των διπολικών τρανζίστορ ισχύος. Η ισχύς που μπορούν να διαχειρισθούν είναι μικρότερη από αυτή των θυρίστορ, αλλά μεγαλύτερη από αυτή των BJT. I T (A) V BR 0 I Gon I Goff V T (V) Τυπική στατική χαρακτηριστική ενός GTO θυρίστορ Οι χρόνοι μετάβασης, είναι μεγαλύτεροι από αυτούς των διπολικών τρανζίστορ ισχύος και μικρότεροι από αυτούς των συμβατικών θυρίστορ. 37

38 GTO ΘΥΡΙΣΤΟΡ Η σβέση ενός GTO θυρίστορ είναι μια πολύπλοκη διεργασία: Απαιτείται η ύπαρξη βοηθητικών κυκλωμάτων υποβοήθησης της σβέσης. Όπως και στο διπολικό τρανζίστορ ισχύος, το ρεύμα εμφανίζει μια ουρά (tailing current) κατά τη σβέση, με αποτέλεσμα την αύξηση των διακοπτικών απωλειών. Η συχνότητα λειτουργίας του περιορίζεται στα 2 khz i A A K A K A K G G Κυκλωματικά σύμβολα ενός GTO θυρίστορ G 38

39 Διπολικά Transistor (BJT) 39

40 BJT ΙΣΧΥΟΣ Το τρανζίστορ ισχύος διπολικής επαφής ή διπολικό τρανζίστορ ισχύος (power Bipolar Junction Transistor, power BJT), είναι ένα ελεγχόμενο από ρεύμα ημιαγωγικό στοιχείο τριών ημιαγωγικών στρώσεων (δύο επαφών) και τριών ακροδεκτών. Δομή ενός (NPN) BJT Ισχύος Το εύρος και η ειδική αντίσταση της ημιαγωγικής στρώσης N -, που ονομάζεται και περιοχή μετατόπισης (drift region), καθορίζουν την τάση διάσπασης του τρανζίστορ σε ορθή πόλωση. Η δυνατότητα διαχείρισης ρεύματος στα διπολικά τρανζίστορ ισχύος μειώνεται όσο αυξάνεται η αντοχή σε τάση διάσπασης. 40

41 BJT ΙΣΧΥΟΣ Είναι ασύμμετρο στοιχείο: Δεν έχει την ικανότητα αντοχής σε ανάστροφες τάσεις, λόγω του ποσοστού των προσμίξεων που είναι διαφορετικό σε κάθε ημιαγωγική περιοχή του στοιχείου. Η χρήση του σε μετατροπείς που τροφοδοτούνται από εναλλασσόμενη τάση απαιτεί τη χρησιμοποίηση μιας διόδου σε σειρά με το ελεγχόμενο στοιχείο ισχύος. I C (A) Τυπική στατική χαρακτηριστική ενός BJT Ισχύος Η αγωγή του ρεύματος επιτυγχάνεται οδηγώντας ρεύμα στη βάση του. Η ενίσχυση ρεύματος (β=i C /I B ) στην περιοχή κόρου, μεταβάλλεται με το ρεύμα συλλέκτη και τη θερμοκρασία του πλακιδίου και καθορίζεται από την αποδοτικότητα έγχυσης του εκπομπού και τους συντελεστές μεταφοράς ελεύθερων φορέων φορτίου στη βάση. BJT NPN Έντονος Κορεσμός Ημι-κορεσμός Ι Β V CE (V) 41

42 BJT ΙΣΧΥΟΣ Μειονεκτήματα: απαιτούνται σημαντικές τιμές ρευμάτων στο κύκλωμα οδήγησης κατά τη διάρκεια αγωγής εμφάνιση του φαινομένου της δεύτερης κατάρρευσης (second breakdown effect) πύκνωση του ρεύματος στην περιφέρειας της επαφής βάσηςεκπομπού (emitter crowding effect) κατά την αγωγή πύκνωση του ρεύματος στην επαφή του συλλέκτη κατά τη σβέση. Τα προαναφερθέντα φαινόμενα οδηγούν: στην αύξηση του χρόνου σβέσης του στοιχείου στην αύξηση της πτώσης τάσης κατά την αγωγή και κυρίως στον περιορισμό της περιοχής ασφαλούς και αξιόπιστης λειτουργίας του. Λύση στο πρώτο πρόβλημα αποτελεί η χρήση της συνδεσμολογίας Darlington. Τα υπόλοιπα προβλήματα αντιμετωπίζονται με πολυπλοκότερο σχεδιασμό της δομής των διπολικών τρανζίστορ ισχύος. 42

43 BJT ΙΣΧΥΟΣ Η ασφαλής και αξιόπιστη λειτουργία των BJT ισχύος απαιτεί τη χρήση κυκλωμάτων υποβοήθησης της σβέσης και προστασίας από υπερτάσεις, με αποτέλεσμα την αύξηση των διαστάσεων και του βάρους της διάταξης. Έχει πολύ χαμηλότερους χρόνους σβέσης από τα θυρίστορ, διότι παρέχεται η δυνατότητα σβέσης με έναν αρνητικό παλμό στο ηλεκτρόδιο πύλης Η χρήση του, σε μετατροπείς που τροφοδοτούνται από εναλλασσόμενη τάση, απαιτεί τη χρησιμοποίηση μιας διόδου σε σειρά με το ελεγχόμενο στοιχείο ισχύος. C Συνδεσμολογία Darlington I C + - V CE I B B BJT NPN EE + - -V CE -I B B BJT PNP -I C C Κυκλωματικά σύμβολα ενός BJT Ισχύος 43

44 ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ ΤΩΝ BJT ΙΣΧΥΟΣ Παραλληλισμός BJT για τη διαχείριση υψηλότερων τιμών ρεύματος και μεγαλύτερης ισχύος. Στόχος: ισοκατανομή ρευμάτων σε στατικές και δυναμικές καταστάσεις: ταίριασμα ορισμένων παραμέτρων των στοιχείων χρήση κυκλωματικής υποβοήθησης Παραλληλισμός BJT Ισχύος Τα BJT Ισχύος έχουν αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας: κίνδυνος απώλειας ελέγχου (thermal run-away condition) κίνδυνος έντονης ανισοκατανομής των ρευμάτων. Πρακτική επίλυση του προβλήματος: Χρήση μικρών αντιστάσεων σε σειρά με κάθε τρανσίστορ για τις στατικές καταστάσεις. Χρήση μικρών επαγωγών σε σειρά με κάθε τρανσίστορ για τις δυναμικές καταστάσεις. B I B C V CE E I C B I B C V CE E I C B I B C V CE E I C 44

45 Απώλειες στα ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος 45

46 ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΕ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΙΣΧΥΟΣ Επιλογή ενός ημιαγωγικού στοιχείου ισχύος με βάση: Τη μέση ή/και την ενεργό τιμή του ρεύματος που διαρρέει το στοιχείο. Τη μέγιστη στιγμιαία τιμή της τάσης η οποία εμφανίζεται στους ακροδέκτες του στοιχείου. Στόχος: η μείωση των συνολικών απωλειών, ώστε η θερμοκρασία επαφής (εσωτερική θερμοκρασία) του στοιχείου να διατηρείται κάτω από μία οριακή τιμή. T = T + P R j amb loss th P = P + P loss cond sw P = V I + R I 2 cond on AVG on RMS Για τον υπολογισμό των απωλειών αγωγής θεωρούμε ότι το ισοδύναμο κύκλωμα ενός στοιχείου που άγει είναι μια πηγή τάσης και μία αντίσταση σε σειρά. 46

47 ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΕ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΙΣΧΥΟΣ Διακοπτικές απώλειες: αιχμή ισχύος (απωλειών) λόγω ταυτόχρονης ύπαρξης υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματος στο στοιχείο, τόσο κατά την έναυση όσο και κατά τη σβέση αυτού. Οι διακοπτικές απώλειες εξαρτώνται: από τη συχνότητα λειτουργίας (έναυσης και σβέσης) του στοιχείου από τους χρόνους έναυσης και σβέσης του στοιχείου από τις μέγιστες τιμές της τάσης και του ρεύματος, που εμφανίζονται κατά την έναυση και τη σβέση του στοιχείου. Οι διακοπτικές απώλειες περιορίζουν το ανώτατο όριο στο οποίο μπορεί να φθάσει η διακοπτική συχνότητα λειτουργίας ενός μετατροπέα. Κατανάλωση στο κύκλωμα ελέγχου ενός ημιαγωγικού στοιχείου ισχύος: έλεγχος από ρεύμα έλεγχος από τάση 47

48 MOSFET Ισχύος 48

49 MOSFET ΙΣΧΥΟΣ Το MOSFET (τρανζίστορ μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού με επίδραση πεδίου, Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) είναι ένα ελεγχόμενο από τάση ημιαγωγικό στοιχείο τριών ακροδεκτών. Την υποδοχή (Drain), την πηγή (Source) και την πύλη (Gate). Πηγή (S) N + Βάση P Πύλη (G) Κανάλι (Channel) Περιοχή μετατόπισης Ν - Υπόβαθρο Ν + Υποδοχή (D) Δομή ενός MOSFET ισχύος με κανάλι τύπου-ν SiO 2 N + Βάση P Πηγή (S) Η πύλη του, απομονώνεται από το αγώγιμο κανάλι με μονωτικό διοξείδιο του πυριτίου (SiO 2 ) και ελέγχει τη ροή του ρεύματος μεταξύ υποδοχής και πηγής. Τα MOSFET πύκνωσης με κανάλι τύπου-ν, χρησιμοποιούνται ευρύτερα λόγω του ότι οι τιμές ευκινησίας των ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερες από αυτές των οπών. 49

50 MOSFET ΙΣΧΥΟΣ Ανάπτυξη δομών κατακόρυφης αγωγής ρεύματος: υψηλότερες τιμές τάσης διάσπασης υψηλότερες τιμές ονομαστικών ρευμάτων διέλευσης. Γεωμετρικά η υποδοχή βρίσκεται στην απέναντι πλευρά από αυτήν που είναι η πηγή και η πύλη. I D (A) MOSFET N-Channel Τυπική στατική χαρακτηριστική ενός MOSFET Ισχύος Η δομή ενός MOSFET ισχύος κατασκευάζεται εκκινώντας από μια περιοχή υψηλής νόθευσης Ν + (το λεγόμενο υπόβαθρο ή υπόστρωμα), επί της οποίας αναπτύσσεται, με διαδικασία επίταξης, μια περιοχή χαμηλής νόθευσης Ν -. Αυτή η περιοχή ονομάζεται περιοχή μετατόπισης. Το πάχος της περιοχής μετατόπισης καθορίζει την τάση διάσπασηςσε ορθή πόλωση. V GS V DS (V) 50

51 MOSFET ΙΣΧΥΟΣ Η δομή που επικρατεί σήμερα είναι η Vertical Double-Diffused MOS (VDMOS). Η διαδικασία της διπλής διάχυσης επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο του μήκους του καναλιού, γεγονός που καθορίζει το ρεύμα διέλευσης, καθώς το μήκος του καναλιού και το ονομαστικό ρεύμα διέλευσης είναι μεγέθη αντιστρόφως ανάλογα. Για να επιτευχθεί υψηλό ρεύμα διέλευσης, το MOSFET ισχύος αποτελείται από πολλές κυψέλες, τοποθετημένες παράλληλα. Η πύλη του ενός MOSFET Ισχύος συμπεριφέρεται ως πυκνωτής, δηλαδή παρουσιάζει υψηλή εμπέδηση εισόδου. Η ισχύς που απαιτείται για τον έλεγχο του στοιχείου είναι εξαιρετικά χαμηλή. + V DS - -V DS - + Κυκλωματικά σύμβολα ενός MOSFET Ισχύος D I D S -I D D S G MOSFET N-Channel G MOSFET P-Channel 51

52 MOSFET ΙΣΧΥΟΣ Στο MOSFET ισχύος η ροή του ρεύματος οφείλεται στη ροή φορέων πλειονότητας. Οι χρόνοι καθυστέρησης και μετάβασης από την αποκοπή στην αγωγή και τανάπαλιν είναι αρκετά χαμηλοί και δεν εξαρτώνται από τη θερμοκρασία: οι συχνότητες λειτουργίας του είναι εξαιρετικά υψηλές. Η τάση διάσπασης V BR είναι αρκετά υψηλή και η αντίσταση αγωγής καθορίζεται κυρίως από τις ιδιότητες της περιοχής μετατόπισης N -, δηλαδή το εύρος της και το ποσοστό προσμίξεων: Η αντίσταση αγωγής μεταβάλλεται σύμφωνα με την ακόλουθη 2,5-2,7 προσεγγιστική σχέση: R DSon =krvbr Για χαμηλές τάσεις διάσπασης, η αντίσταση αγωγής καθορίζεται από την αντίσταση του καναλιού. Η αντίσταση αγωγής αυξάνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του πλακιδίου (θετικός θερμοκρασιακός συντελεστής): τούτο καθιστά αρκετά εύκολο τον παραλληλισμό τους. 52

53 MOSFET ΙΣΧΥΟΣ Λόγω του θετικού συντελεστή θερμοκρασίας, το φαινόμενο της δεύτερης κατάρρευσης είναι αμελητέο στα MOSFET ισχύος. Η περιοχή ασφαλούς λειτουργίας του (Safe Operating Area, SOA) καθορίζεται μόνο από τα όρια θερμοκρασιακής αντοχής του. Η μέγιστη τιμή των απωλειών ισχύος μπορεί να λάβει αρκετά υψηλή τιμή, ανάλογα με το λόγο κατάτμησης. Το MOSFET ισχύος έχει εσωτερικά μια δίοδο, η οποία εμφανίζεται μεταξύ πηγής και υποδοχής, με αποτέλεσμα να μην έχει τη δυνατότητα συγκράτησης ανάστροφων τάσεων. Η δίοδος αυτή αποδεικνύεται επωφελής για διατάξεις όπως οι αντιστροφείς, στους οποίους μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αντιπαράλληλη δίοδος. 53

54 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ MOSFET ΙΣΧΥΟΣ Λόγω της υψηλής συχνότητας λειτουργίας τους, τα MOSFET Ισχύος χρησιμοποιούνται: σε εφαρμογές σχετιζόμενες με τεχνικές διαμόρφωσης του εύρους των παλμών σε διακοπτικά τροφοδοτικά για έλεγχο κινητήρων Brushless σε ηλεκτρονικά Ballast για λαμπτήρες φθορισμού σε μικρές συσκευές επαγωγικής θέρμανσης και ηλεκτροσυγκόλλησης σε ηλεκτρονικές διατάξεις αυτοκινήτων σε διάφορες φορητές συσκευές, κλπ. 54

55 IGBT 55

56 IGBT To διπολικό τρανζίστορ ισχύος με απομονωμένη πύλη (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT), συνδυάζει τα χαρακτηριστικά ενός MOSFET και ενός BJT Ισχύος. Έχει τρεις ακροδέκτες: το συλλέκτη (collector) τον εκπομπό (emitter) και την πύλη (gate) Κυκλωματικά σύμβολα ενός MOSFET Ισχύος Η δομή του είναι παρόμοια με αυτή του MOSFET ισχύος: Διαφορά στη δομή: η περιοχή του υποστρώματος Ν +, που έρχεται σε επαφή με τον ακροδέκτη του συλλέκτη, έχει αντικατασταθεί από μια στρώση P +. Παρουσιάζει υψηλή εμπέδηση εισόδου, όπως το MOSFET ισχύος, αλλά τα χαρακτηριστικά αγωγής του μοιάζουν με αυτά ενός BJT ισχύος. C G E C C G G E E 56

57 IGBT Όταν η πύλη πολωθεί θετικά σε σχέση με τον εκπομπό, επάγεται ένα κανάλι τύπου-ν στην επιφάνεια της περιοχής βάσης. Το κανάλι αυτό πολώνει ορθά την επαφή βάσης-εκπομπού του PNP τρανζίστορ και το καθιστά αγώγιμο. Δημιουργείται λοιπόν μια σύνδεση μεταξύ της περιοχής του εκπομπού Ν + και της περιοχής μετατόπισης Ν - όπως και στα MOSFET ισχύος. Εκπομπός (E) N + Βάση P Πύλη (G) SiO 2 Κανάλι (Channel) Περιοχή μετατόπισης Ν - Υπόβαθρο P + Συλλέκτης (C) Δομή ενός IGBT N + Βάση P Εκπομπός (E) Η θετική πόλωση του συλλέκτη προκαλεί έγχυση μεγάλου αριθμού φορέων μειονότητας από την περιοχή του υποστρώματος P + προς την περιοχή μετατόπισης Ν -, διαμορφώνοντας την αγωγιμότητας της. Η πτώση τάσης κατά την αγωγή είναι πολύ μικρότερη από αυτή ενός MOSFET ισχύος. 57

58 IGBT Η αντικατάσταση του υποστρώματος Ν +, ενός MOSFET ισχύος, από μια στρώση P +, οδηγεί σε μια δομή τεσσάρων στρώσεων P + NPN +, παρόμοια με αυτή ενός θυρίστορ. Όταν το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση R PL ξεπεράσει μια ορισμένη τιμή, προκαλείται σκανδαλισμός του θυρίστορ, οπότε δημιουργείται μια μόνιμη αγωγή ρεύματος μεταξύ συλλέκτη και εκπομπού του στοιχείου και χάνεται ο έλεγχος του από την πύλη. Η R PL εκφράζει την εγκάρσια αντίσταση της περιοχής βάσης P. G R N ` NPN E C PNP R PL Ισοδύναμο κύκλωμα ενός IGBT 58

59 IGBT Η απενεργοποίηση του προαναφερθέντος θυρίστορ μπορεί να επιτευχθεί ως εξής: με μείωση του μεγέθους του εκπομπού με τη μεταβολή της γεωμετρικής μορφής και δομής της περιοχής του εκπομπού και την εφαρμογή πολυπλοκότερων γεωμετρικών μορφών με την εισαγωγή μιας περιοχής υψηλής νόθευσης P +, στο κέντρο κάθε κυψέλης MOSFET, ώστε να μειωθεί η εγκάρσια αντίσταση της περιοχής βάσης P. Η επικάλυψη της επιφάνειας της περιοχής βάσης P με την επιμετάλλωση του εκπομπού συνεισφέρει στο σκοπό αυτό. Επειδή το IGBT έχει ουσιαστικά τέσσερις ημιαγωγικές στρώσεις είναι ικανό να αποκόπτει συμμετρικά τόσο θετικές όσο και αρνητικές τάσεις (συμμετρικά IGBT). Η εισαγωγή μιας στρώσης υψηλής νόθευσης Ν +, μεταξύ υποστρώματος P + και της περιοχής μετατόπισης Ν -, μειώνει την ικανότητα αποκοπής ανάστροφης τάσης (ασύμμετρα IGBT). 59

60 IGBT Η ροή ρεύματος οφείλεται στη ροή φορέων μειονότητας, οι οποίοι, κατά τη σβέση, επανασυνδέονται εντός της περιοχής μετατόπισης. Οι χρόνοι μετάβασης είναι μεγαλύτεροι από αυτούς των MOSFET ισχύος. Κατά τη σβέση παρατηρείται στην κυματομορφή του ρεύματος μια ουρά, παρόμοια με αυτή των BJT ισχύος. IGBT N-Channel Τυπική στατική χαρακτηριστική ενός IGBT Σημαντική μείωση του χρόνου σβέσης επιτυγχάνεται ως εξής: με χρήση ειδικών τεχνικών ελέγχου του χρόνου ζωής των φορέων μειονότητας κατά τη διαδικασία κατασκευής του στοιχείου με εισαγωγή μιας στρώσης υψηλής νόθευσης N +, μεταξύ του υποστρώματος P+ και της περιοχής μετατόπισης Ν -. V BR I C (A) V GE V CE (V) 60

61 IGBT Η αντίσταση αγωγής των IGBT μεταβάλλεται αργά με την τάση διάσπασης (λόγω της διαμόρφωσης της περιοχής μετατόπισης), οπότε δίνεται η δυνατότητα κατασκευής τέτοιων στοιχείων ισχύος με υψηλές αντοχές σε τάση. Για τιμές ρευμάτων που δεν απέχουν πολύ από τις ονομαστικές τιμές, η πτώση τάσης σε κατάσταση αγωγής αυξάνεται όσο αυξάνει η θερμοκρασία του πλακιδίου: Έτσι ο παραλληλισμός των IGBT πραγματοποιείται χωρίς ιδιαίτερα προβλήματα. Για τιμές ρευμάτων που είναι πολύ μικρότερες από το ονομαστικό ρεύμα, η πτώση τάσης μειώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Ο πυκνωτής εισόδου των IGBT και ο λόγος των τιμών του πυκνωτή πύλης-εκπομπού προς τον πυκνωτή πύλης-συλλέκτη έχουν τιμές χαμηλότερες από αυτές των MOSFET ισχύος, με αποτέλεσμα το φαινόμενο Miller να μην είναι τόσο έντονο στα στοιχεία αυτά. 61

62 IGBT Τα IGBT δεν εμφανίζουν το φαινόμενο δεύτερης κατάρρευσης και η περιοχή ασφαλούς λειτουργίας τους είναι παρόμοια με αυτή των MOSFET ισχύος. Σε σχέση με τα BJT και τα MOSFET ισχύος, το IGBT προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε εφαρμογές μέσης ισχύος και μέσης συχνότητας. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ IGBT Τα IGBT μπορούν να χρησιμοποιηθούν: ως διακόπτες ισχύος ως γραμμικοί ενισχυτές Συνήθεις εφαρμογές τους είναι οι μετατροπείς συνεχούς τάσης σε συνεχή και οι αντιστροφείς. 62

63 SIT ή JFET Ισχύος 63

64 SIT ή JFET ΙΣΧΥΟΣ Το τρανζίστορ στατικής επαγωγής (Static Induction Transistor, SIT) ονομάζεται επίσης και τρανζίστορ ισχύος επαφής με επίδραση πεδίου (power Junction Field Effect Transistor, power JFET), ενίοτε δε και δίοδος ελεγχόμενη από το πεδίο (Field Controlled Diode, FCD). Πύλη (G) P + Δομή ενός SIT (JFET Ισχύος) N P + P + P + P + P + N - N + Πηγή (S) N + P + Υποδοχή (D) Υπάρχουν SIT με κανάλι τύπου-ν, που είναι πιο διαδεδομένα και SIT με κανάλι τύπου-p. To SIT με κανάλι τύπου-ν είναι ένα ημιαγωγικό στοιχείο ισχύος με κατακόρυφη ροή ρεύματος: τα ηλεκτρόδια πύλης τύπου-p + είναι τοποθετημένα ανάμεσα από τις επιταξιακές στρώσεις τύπου-ν + της υποδοχής και της πηγής. 64

65 SIT ή JFET ΙΣΧΥΟΣ Το εύρος του καναλιού είναι στενό. Η ροή του ρεύματος ελέγχεται από ένα φράγμα δυναμικού, το οποίο επάγεται ηλεκτροστατικά στην στρώση τύπου-ν μεταξύ των περιοχών της πύλης P +. Το ημιαγωγικό στοιχείο SIT είναι σε αγωγή όταν η εφαρμοζόμενη μεταξύ πύλης και πηγής τάση είναι μηδενική. Όταν η τάση πύλης-πηγής γίνει αρνητική, η περιοχή αραίωσης της ανάστροφα πολωμένης επαφής P + Ν εμποδίζει τη ροή του ρεύματος μεταξύ υποδοχής και πηγής. Σε ακόμα μεγαλύτερες αρνητικές τάσεις το κανάλι αποκόπτει τελείως τη ροή του ρεύματος. G SIT P-Channel D S G D S Κυκλωματικά σύμβολα ενός SIT (JFET Ισχύος) G D S G D S SIT N-Channel 65

66 SIT ή JFET ΙΣΧΥΟΣ I D (A) Η επίδραση του στενού καναλιού στις χαρακτηριστικές λειτουργίας του SIT έχει ως αποτέλεσμα να είναι εκθετική η σχέση μεταξύ ρεύματος, που διαρρέει το στοιχείο και τάσης υποδοχής-πηγής. Οι χαρακτηριστικές του το καθιστούν κατάλληλο για λειτουργία τόσο ως διακόπτης όσο και ως γραμμικός ενισχυτής. -V GS V DS (V) Τυπική στατική χαρακτηριστική ενός SIT (JFET Ισχύος) Η λειτουργία του βασίζεται στη ροή φορέων πλειονότητας, με αποτέλεσμα να έχει μικρούς χρόνους μετάβασης και να μπορεί να λειτουργεί σε υψηλές συχνότητες. Η περιοχή αξιόπιστης λειτουργίας του εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία του πλακιδίου και δεν εμφανίζει το φαινόμενο της δεύτερης κατάρρευσης. 66

67 SIT ή JFET ΙΣΧΥΟΣ Ο παραλληλισμός των στοιχείων αυτών είναι εύκολος, λόγω του θετικού συντελεστή θερμοκρασίας που έχει η αντίσταση αγωγής τους. Μπορούν να διαχειριστούν υψηλές τιμές ισχύος και παρουσιάζουν τα ίδια πλεονεκτήματα μετα MOSFET ισχύος. Μειονεκτήματα: υψηλές πτώσεις τάσης κατά την αγωγή το γεγονός ότι το ημιαγωγικό στοιχείο ισχύος SIT είναι σε αγωγή σε κατάσταση ηρεμίας, μπορεί να δημιουργήσει σοβαρά προβλήματα κατά την εκκίνηση των διαφόρων μετατροπέων παρουσιάζει υψηλή αντίσταση αγωγής ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ SIT: μεταδότες AM /FM συσκευές επαγωγικής θέρμανσης τροφοδοτικά υψηλής τάσης και χαμηλού ρεύματος γραμμικούς ενισχυτές ισχύος 67

68 SITh ή FCT 68

69 SITh ή FCT Το θυρίστορ στατικής επαγωγής (Static Induction Thyristor, SITh) ονομάζεται επίσης και θυρίστορ ελεγχόμενο από το πεδίο (Field Controlled Thyristor, FCT). Η δομή του είναι παρόμοια με αυτή του SIT, με τη διαφορά ότι προστίθεται μια επιπλέον στρώση P +, μεταξύ της περιοχής N + και του ακροδέκτη υποδοχής του στοιχείου αυτού. Δομή ενός SITh (FCT) Πρόκειται για μια δομή P + NN +, όμοια με αυτή μιας διόδου, στην οποία η ροή του ρεύματος ελέγχεται από μια πύλη τύπου P +, που έχει μορφή πλέγματος τοποθετημένου εντός της περιοχής Ν. 69

70 SITh ή FCT Για τη μείωση των χρόνων μετάβασης χρησιμοποιείται στην άνοδο μια δομή παρόμοια με αυτή του GTO θυρίστορ, στην οποία ημιαγωγικές περιοχές Ν + τοποθετούνται εντός της περιοχής ανόδου P + (anode shorts): Στην περίπτωση αυτή το SITh δεν έχει την ικανότητα ν αντέξει υψηλές ανάστροφες τάσεις (ασύμμετρα SITh). Το SITh, όπως και το SIT, σε ηρεμία (V GK =0) είναι σε αγωγή. Αν το SITh πολωθεί ορθά (V AK >0), η περιοχή P + προκαλεί έγχυση οπών στην περιοχή Ν -, με αποτέλεσμα να διαμορφώνεται η αγωγιμότητα της περιοχής αυτής και να υπάρχει ροή ρεύματος μεταξύ ανόδου και καθόδου: oπότε το στοιχείο συμπεριφέρεται ως μια δίοδος. Αν η τάση πύλης-καθόδου γίνει αρνητική, τότε η σχηματιζόμενη στρώση αραίωσης (depletion layer) εμποδίζει τη ροή του ρεύματος, αποκόπτοντας την εάν γίνει αρκετά αρνητική. Α G Κ Α G Κ Κυκλωματικά σύμβολα ενός SITh (FCT) 70

71 SITh ή FCT I A (A) -V GK Οι χαρακτηριστικές λειτουργίας του, μοιάζουν περισσότερο με αυτές του SIT παρά με αυτές ενός θυρίστορ που σκανδαλίζεται από έναν παλμό έναυσης. Η διακοπτική του συμπεριφορά και οι κυματομορφές ρεύματος και τάσης κατά την έναυση και τη σβέση του μοιάζουν με αυτές ενός GTO θυρίστορ. ενός SITh (FCT Ισχύος) Για να σβήσει το στοιχείο απαιτείται ένα υψηλό αρνητικό ρεύμα στην πύλη. Το κύριο ρεύμα, που το διαρρέει, παρουσιάζει μια ουρά οφειλόμενη στην επανασύνδεση των φορέων μειονότητας. Η επίτευξη υψηλών συχνοτήτων λειτουργίας πραγματοποιείται με διάχυση προσμίξεων πλατίνας, επιφέροντας όμως αύξηση της πτώσης τάσης κατά την αγωγή. Ανάστροφη κατάρρευση V AK (V) Τυπική στατική χαρακτηριστική 71

72 SITh ή FCT Σύγκριση του SITh με το GTO θυρίστορ: σε αντίθεση με το GTO θυρίστορ, σε κατάσταση ηρεμίας είναι σε αγωγή στα SITh η πτώση τάσης κατά την αγωγή είναι μεγαλύτερη στα SITh η ενίσχυση του ρεύματος πύλης κατά τη σβέση είναι μικρότερη, οπότε το αρνητικό ρεύμα πύλης για τη σβέση του στοιχείου είναι μεγαλύτερο. Η μέση ισχύς είναι μικρότερη γιατί στην περίπτωση αυτή έχουμε πολύ χαμηλότερο λόγο κατάτμησης κατά τη σβέση τους και τα δύο στοιχεία εμφανίζουν μια ουρά στην κυματομορφή του ρεύματος που διαρρέει το στοιχείο η διακοπτική συχνότητα λειτουργίας του SITh είναι μεγαλύτερη οι μέγιστες επιτρεπτές τιμές της μεταβολής της τάσης du/dt και του ρεύματος di/dt είναι μεγαλύτερες στα SITh η περιοχή ασφαλούς λειτουργίας του SITh είναι μεγαλύτερη 72

73 SITh ή FCT Παρατηρήσεις: Οι ονομαστικές τιμές τάσης διάσπασης και ρεύματος αγωγής είναι ανάλογες των τιμών που εμφανίζουν τα SIT. Λόγω των σοβαρών μειονεκτημάτων που εμφανίζει δεν έχει γίνει ευρέως αποδεκτό από τους κατασκευαστές διατάξεων ηλεκτρονικών ισχύος. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ SITh: διατάξεις επαγωγικής θέρμανσης ρυθμιστές άεργου ισχύος στο δίκτυο αντιστροφείς τάσης 73

74 MCT 74

75 MCT Το ελεγχόμενο από MOS θυρίστορ (MOS Controlled Thyristor, MCT) ανήκει στην οικογένεια των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος που περιέχουν στη δομή τους ένα θυρίστορ και ελέγχονται κατά την έναυση ή/και κατά τη σβέση τους από τρανζίστορ τύπου MOS. Τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του είναι όμοια με αυτά ενός θυρίστορ. Υπάρχει όμως και η δυνατότητα σβέσης του μέσω στενών παλμών εφαρμοζόμενων στην πύλη του, η οποία είναι τύπου MOS. Οι χαρακτηριστικές εξόδου του δεν είναι πλήρως ελεγχόμενες από το ηλεκτρόδιο ελέγχου. Η απολαβή ρεύματος κατά τη σβέση είναι πολύ υψηλή, λόγω της υψηλής εμπέδησης εισόδου του ηλεκτροδίου ελέγχου. Το MCT αντιστοιχεί περισσότερο σε ένα GTO θυρίστορ. G G Α G Α Α G Κ P-MCT Κ G Κ Α Κ Α Κ N-MCT Κυκλωματικά σύμβολα ενός MCT 75

76 MCT Υπάρχουν δύο είδη MCT, το MCT τύπου-ν και το MCT τύπου-p το οποίο κυκλοφορεί σήμερα στην αγορά και του οποίου η δομή θα αναλυθεί στη συνέχεια. Στη δομή του N-MCT οι ημιαγωγικές περιοχές είναι ακριβώς αντίθετου τύπου. Συνίσταται από χιλιάδες μικροκυψελίδες συνδεδεμένες παράλληλα στο ίδιο υπόστρωμα. Πύλη (G) OXIDE POLYSILICON κανάλι OΝ-FET P Δομή ενός P-MCT Άνοδος (Α) N + N + N P + κανάλι OΝ-FET Περιοχή μετατόπισης P - Υπόστρωμα Ν + Κάθοδος (C) OXIDE POLYSILICON P κανάλι OFF-FET Μεταξύ ανόδου και καθόδου υπάρχουν τέσσερις στρώσεις P-N-P-N, όπως ακριβώς σε ένα θυρίστορ. Η διακοπτική του συμπεριφορά και οι κυματομορφές ρεύματος και τάσης κατά την έναυση και τη σβέση του μοιάζουν με αυτές ενός GTO θυρίστορ. Σχηματίζεται μια δομή ισοδύναμη με δύο διπολικά τρανζίστορ, τα οποία παρουσιάζουν, όπως στα θυρίστορ, θετική ανάδραση. Ο σκανδαλισμός του στοιχείου το οδηγεί σε πλήρη αγωγή. 76

77 MCT Σε ορθή πόλωση η τάση αποκόπτεται από την περιοχή μετατόπισης P - (για τα P-MCT), η οποία έχει χαμηλή νόθευση και το εύρος της οποίας καθορίζει την τάση διάσπασης σε ορθή πόλωση. Σε ανάστροφη πόλωση η τάση αποκόπτεται από την επαφή των περιοχών μετατόπισης P - και του υποστρώματος Ν +. Μεταξύ των περιοχών αυτών τοποθετείται μια περιοχή τύπου-p, για τη μείωση των χρόνων μετάβασης και της πτώσης τάσης κατά την αγωγή. Στην περίπτωση αυτή το MCT έχει περιορισμένες δυνατότητες αντοχής σε ανάστροφη πόλωση (μερικές δεκάδες Volt). Η έναυση του P-MCT επιτυγχάνεται επιβάλλοντας έναν αρνητικό παλμό στην πύλη του, ως προς την άνοδο και η σβέση του επιβάλλοντας ένα θετικό παλμό. Το MOSFET που ενεργοποιείται για την έναυση έχει κανάλι τύπου-p (ON-FET), ενώ το MOSFET που ενεργοποιείται για τη σβέση (OFF-FET) έχει κανάλι τύπου-ν. 77

78 MCT Όταν η πύλη ενός P-MCT γίνει αρνητική ως προς την άνοδο, επάγεται ένα κανάλι τύπου-p στο ON- FET, το οποίο πολώνει ορθά το διπολικό τρανζίστορ NPN. Η ροή ηλεκτρονίων από τη στρώση N + πολώνει ορθά την επαφή μεταξύ των ημιαγωγικών στρώσεων της ανόδου P + και της βάσης Ν. Το στοιχείο μεταβαίνει σε πλήρη αγωγή (κόρος) λόγω του φαινομένου θετικής ανατροφοδότησης των δύο διπολικών τρανζίστορ του OFF ON G OFF-FET N-FET Ισοδύναμο κύκλωμα ενός P-MCT ON-FET P-FET ισοδύναμου κυκλώματος. Κατά την αγωγή οι περιοχές βάσης Ν και μετατόπισης P -, πλημμυρίζουν από φορείς μειονότητας, με άμεσο αποτέλεσμα η πτώση τάσης του στοιχείου κατά την αγωγή να είναι χαμηλή. K A 78

79 MCT Όταν η πύλη του P-MCT γίνει θετική ως προς την άνοδο το κανάλι τύπου-ν, που επάγεται στο OFF-FET, βραχυκυκλώνει την επαφή βάσηςεκπομπού του διπολικού τρανζίστορ PNP του ισοδύναμου κυκλώματος: Έτσι διακόπτεται ο βρόχος θετικής ανάδρασης, που σχηματίσθηκε κατά την αγωγή μεταξύ των δύο διπολικών τρανζίστορ και το στοιχείο αποκόπτει. Η σβέση επιταχύνεται μόνο με I A (A) επανασύνδεση των φορέων μειονότητας των περιοχών βάσης Ν και μετατόπισης P - : Έναυση Το φαινόμενο της επανασύνδεσης ελέγχεται με ειδικές τεχνικές (proton irradiation), κατά τη διαδικασία κατασκευής, ώστε η πτώση τάσης κατά την αγωγή να παραμείνει χαμηλή. Ανάστροφη Η στατική χαρακτηριστική ενός MCT κατάρρευση και στους δύο τύπους, είναι παρόμοια μεαυτή ενός GTO θυρίστορ. Σβέση V AK (V) Τυπική στατική χαρακτηριστική ενός P-MCT 79

80 MCT Πλεονεκτήματα: το MCT είναι ένα ημιαγωγικό στοιχείο υψηλής ισχύος λειτουργεί σε υψηλές διακοπτικές συχνότητες (η συχνότητα λειτουργίας του είναι συγκρίσιμη με αυτή ενός IGBT) έχει χαμηλή πτώση τάσης κατά την αγωγή (μικρότερη από αυτή ενός IGBT της ίδιας ισχύος) η περιοχή ασφαλούς λειτουργίας του είναι ευρεία οι δυνατότητες του να αντέχει υψηλές τιμές di/dt και du/dt είναι υψηλότερες από τα άλλα στοιχεία η τιμή του πυκνωτή πύλης είναι μικρότερη από αυτή των MOSFET ισχύος και σταθερή, με αποτέλεσμα να μην εμφανίζεται φαινόμενο Miller 80

81 MCT ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ MCT: διατάξεις οδήγησης κινητήρων διατάξεις επαγωγικής θέρμανσης μετατροπείς DC - DC συστήματα αδιάλειπτης τροφοδοσίας (UPS) διατάξεις αντιστάθμισης άεργου ισχύος και αρμονικών στο δίκτυο κλπ. 81

82 Ειδικά 82

83 ΕΙΔΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΙΣΧΥΟΣ Τα τελευταία χρόνια δύο στοιχεία μονοπωλούν το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας: Το IGCT (Integrated Gate - Commutated Thyristor) Αποτελεί μια βελτιωμένη έκδοση του GTO θυρίστορ με ενσωματωμένο το κύκλωμα οδήγησης του (παρουσιάστηκε το 1997). Το ETO Thyristor (Emitter Turn - Off Thyristor) Είναι ένα υβριδικό στοιχείο στο οποίο συνδυάζονται ένα GTO θυρίστορ και δύο MOSFET. Ένα σε σειρά με το GTO θυρίστορ και το άλλο συνδεδεμένο με την πύλη του (παρουσιάστηκε το 1998) 83

84 Ολοκληρωμένα Κυκλώματα Ισχύος (Power Integrated Circuits, PICs) Σε αυτά, τα κυκλώματα ελέγχου, οδήγησης και προστασίας, καθώς και η διάταξη ισχύος ολοκληρώνονται στο ίδιο chip (μονολιθική ολοκλήρωση, monolithic integration). Η ανάπτυξη ειδικών τεχνικών ολοκλήρωσης αισθητήρων (θερμοκρασίας, ρεύματος κ.λ.π) επέκτεινε τις δυνατότητες των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ισχύος. Κίνητρα για την ανάπτυξη των κυκλωμάτων αυτών είναι: η μείωση του κόστους η αύξηση της αξιοπιστίας της όλης διάταξης η εξοικονόμηση ενέργειας η βελτίωση της απόκρισης ελέγχου η μείωση του θορύβου η μείωση του μεγέθους και του βάρους του ηλεκτρονικού μετατροπέα ισχύος Το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές των PIC είναι η απομόνωση μεταξύ στοιχείων υψηλής και χαμηλής τάσης και η ψύξη τους. 84

85 Ολοκληρωμένο Κύκλωμα Ισχύος (Power Integrated Circuit, PIC) Οι διάφορες τεχνικές και αρχιτεκτονικές που αναπτύχθηκαν για την κατασκευή των PIC μπορούν να διαχωριστούν σε τέσσερις μεγάλες κατηγορίες: Μονάδες Ισχύος (Power Modules) Αναφέρονται στη διασύνδεση δύο ή και περισσοτέρων διακριτών στοιχείων σε ένα και μόνο περίβλημα. Ολοκληρωμένα κυκλώματα υψηλής τάσης (High Voltage Integrated Circuits, HVIC) Αποτελούνται από κυκλώματα αναλογικά ή ψηφιακά χαμηλής τάσης σε συνδυασμό με στοιχεία ισχύος υψηλής τάσης και οριζόντιας αγωγής, που ολοκληρώνονται στο ίδιο chip (monolithic integration). Σε αυτά τα κυκλώματα ισχύος η τάση είναι υψηλή (~1200V) αλλά τα ρεύματα πολύ χαμηλά (< 0,1Α). 85

86 Ολοκληρωμένο Κύκλωμα Ισχύος (Power Integrated Circuit, PIC) Ευφυή διακριτά ολοκληρωμένα στοιχεία ισχύος (Smart Discrete PICs) Συνδυάζουν στοιχεία ισχύος κατακόρυφης αγωγής με τα κυκλώματα οδήγησής τους, ελέγχου τους και τα κυκλώματα προστασίας τους στο ίδιο chip (monolithic integration). Επίσης μπορούν να ενσωματωθούν και αισθητήρες υπερέντασης, υπέρτασης, ή υπερθέρμανσης. Τα στοιχεία ισχύος μπορεί να είναι διπολικά τρανζίστορ ή MOSFET κατακόρυφης αγωγής. Διάφορα στοιχεία χαμηλής τάσης NMOS, CMOS και διπολικά, προστίθενται με ευκολία κατά τη διαδικασία κατασκευής, ώστε να παρέχουν τα επιθυμητά ψηφιακά ή αναλογικά σήματα. Ευφυείς Μονάδες Ισχύος (Intelligent Power Modules, IPM) Αναφέρονται στη διασύνδεση στοιχείων ισχύος, αισθητήρων, κυκλωμάτων οδήγησης και προστασίας σε ένα περίβλημα και υλοποιούνται με βάση την τεχνική της υβριδικής ολοκλήρωσης (hybrid integration). 86

87 Παράμετροι Στοιχείων Ισχύος και Επιδόσεις Μετατροπέων Ισχύος 87

88 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΚΑΙ ΕΠΙΔΟΣΕΙΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Η κατασκευή ημιαγωγικών στοιχείων με υψηλότερες τιμές ονομαστικών τάσεων διάσπασης και ονομαστικών ρευμάτων αγωγής, αποσκοπεί στη χρήση τους σε εφαρμογές υψηλής ισχύος, χωρίς να παρίσταται η ανάγκη συνδυασμού τους σε παράλληλη ή σε σειρά σύνδεση. Από οικονομικής πλευράς, για στοιχεία της ίδιας ισχύος, μπορούμε να πούμε ότι τα στοιχεία υψηλότερης τάσης και χαμηλότερου ρεύματος είναι φθηνότερα από τα στοιχεία χαμηλότερης τάσης και υψηλότερου ρεύματος. Η ανάπτυξη και χρήση ημιαγωγών και στοιχείων που αντέχουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες επαφής οδηγεί σε μείωση των διαστάσεων του απαιτούμενου ψυκτικού και συμβάλλει στη μείωση του όγκου, του βάρους και του κόστους του μετατροπέα. 88

89 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΚΑΙ ΕΠΙΔΟΣΕΙΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Οι χαμηλότερες τιμές της πτώσης τάσης κατά την αγωγή και του ρεύματος διαρροής συμβάλλουν στην αύξηση της απόδοσης ενός μετατροπέα, και την μείωση των απαιτήσεων για ψύξη των στοιχείων. Η αύξηση της συχνότητας λειτουργίας των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος, επιτρέπει τη μείωση του όγκου και του βάρους της διάταξης, καθώς και τη βελτίωση των επιδόσεών της. Κατά τη διάρκεια της έναυσης και της σβέσης ενός ημιαγωγικού στοιχείου ισχύος καταναλώνεται κάποια ενέργεια στο στοιχείο, που συνεισφέρει στην αύξηση της μέσης καταναλισκόμενης ισχύος, άρα και στην αύξηση της εσωτερικής θερμοκρασίας. Συνεπώς, αύξηση της συχνότητας σημαίνει αύξηση των διακοπτικών απωλειών. 89

90 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΚΑΙ ΕΠΙΔΟΣΕΙΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Τα κυκλώματα υποβοήθησης των μεταβάσεων (Snubber Circuit) συνεισφέρουν στη μείωση των διακοπτικών απωλειών στο στοιχείο, αλλά αυξάνουν τις συνολικές διακοπτικές απώλειες. Επιπλέον, τα κυκλώματα αυτά προσθέτουν όγκο, βάρος και κόστος και συμβάλλουν στην πιθανή εμφάνιση υπερτάσεων επί του ημιαγωγικού στοιχείου. Ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος με μικρότερους χρόνους μετάβασης εμφανίζουν λιγότερες διακοπτικές απώλειες, παρέχοντας το πλεονέκτημα της χρήσης κυκλωμάτων υποβοήθησης μικρότερων διαστάσεων ή ακόμα και της απαλοιφής αυτών. Πλήρης εξάλειψη των διακοπτικών απωλειών μπορεί να επιτευχθεί με μετάβαση κατά το μηδενισμό της τάσης ή του ρεύματος σε μετατροπείς συντονισμού (Resonant Converters). 90

91 Σύγκριση Ημιαγωγικών Στοιχείων Ισχύος Περιγραφή Ημιαγωγικών Στοιχείων

92 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ MOSFET JFET (SIT) MGT IGBT,.. SINFET Mixed - carrier conduction MCT,.. BJT Thyristors SITh (FCT) Schottky rectifiers P-N junction rectifiers Silicon power devices Κατηγοριοποίηση των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος, με βάση το είδος και τον αριθμό των φορέων φορτίου που συμμετέχουν στην αγωγή 92

93 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Στα στοιχεία του αριστερού κλάδου η ροή ρεύματος οφείλεται μόνο στη ροή φορέων πλειονότητας, με αποτέλεσμα τα στοιχεία αυτά να εμφανίζουν μικρότερους διακοπτικούς χρόνους και να λειτουργούν σε υψηλότερες διακοπτικές συχνότητες. Στα στοιχεία του δεξιού κλάδου η ροή ρεύματος οφείλεται στη ροή φορέων μειονότητας, η οποία προκαλεί αντίστοιχη ροή φορέων πλειονότητας. Τα στοιχεία αυτά λειτουργούν σε χαμηλότερες συχνότητες, αλλά παρουσιάζουν υψηλότερες ονομαστικές τιμές ρεύματος αγωγής και τάσης διάσπασης. Τα νεώτερα στοιχεία ισχύος εμφανίζονται ως παρακλάδια του κεντρικού κλάδου, όπου η αγωγή του ρεύματος οφείλεται στην ταυτόχρονη αγωγή ενός διπολικού στοιχείου ισχύος (φορείς μειονότητας) και ενός στοιχείου με πύλη MOS (φορείς πλειονότητας). 93

94 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος που άγουν σε κατάσταση ηρεμίας, όπως τα JFET (SIT) και τα SITh (FCT), απαιτούν την εφαρμογή αρνητικής τάσης στο ηλεκτρόδιο ελέγχου κατά τη διαδικασία εκκίνησης ενός ηλεκτρονικού μετατροπέα. Γι αυτό το λόγο χρησιμοποιούνται μόνο σε ειδικές εφαρμογές, για τις οποίες ορισμένα από τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζουν κρίνονται απαραίτητα. Τα BJT ισχύος απαιτούν σημαντική ισχύ ελέγχου, τόσο σε μόνιμη κατάσταση λειτουργίας όσο και κατά τις μεταβάσεις (ιδίως κατά τη σβέση του στοιχείου). Τα MOSFET ισχύος και τα IGBT μπορούν να οδηγηθούν ακόμα και από ολοκληρωμένα κυκλώματα, με αποτέλεσμα τη μείωση της ισχύος και της πολυπλοκότητας του κυκλώματος οδήγησης. 94

95 ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΣΕ ΡΕΥΜΑ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΤΑΣΗ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ FORWARD BLOCKING VOLTAGE CAPABILITY (Volts) Thyristor GTO Thyristor Power BJT IGBT SIT (Power JFET) Power MOSFET 1985 FORWARD BLOCKING VOLTAGE CAPABILITY (Volts) IGBT Power MOSFET GTO Thyristor Power BJT CURRENT HANDLING CAPABILITY (Amperes) CURRENT HANDLING CAPABILITY (Amperes) Τα στοιχεία με υψηλές τάσεις διάσπασης και υψηλά ρεύματα αγωγής δεν έχουν τη δυνατότητα έναυσης και σβέσης σε υψηλές διακοπτικές συχνότητες 95

96 ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΣΕ ΡΕΥΜΑ ΑΓΩΓΗΣ, ΤΑΣΗ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΚΟΠΤΙΚΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ V (V) 5000 Thyristor 4000 GTO 3000 I (A) 2000 IGBT M C T B J T f (khz)

97 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ α/α ΘΥΡΙΣΤΟΡ TRIAC GTO ΘΥΡΙΣΤΟΡ Phase Control (Slow) Inverter (Fast) 1 Μέγιστη τάση (V) Μέγιστο ρεύμα (Α) Ορθή. Ανάστροφη τάση Συμμετρικά ή Ασύμμετρα Ασύμμετρα Συμμετρικά Συμμετρικά ή Ασύμμετρα διάσπασης 3 Περιοχή ασφαλούς λειτουργίας (SOA) Μη εφαρμόσιμη Μη εφαρμόσιμη Μη εφαρμόσιμη Περιορίζεται από δεύτερη κατάρρευση κατά τη σβέση 4 Χαρακτηριστικά παλμοδότησης Σκανδαλισμός Σκανδαλισμός Σκανδαλισμός Σκανδαλισμός 5 Μέθοδος Παλμοδότησης Ρεύμα Ρεύμα Ρεύμα Ρεύμα 6 Απολαβή ρεύματος στη σβέση Πτώση τάσης κατά την αγωγή 1,9 1,5 1,4 4 (V) (ονομαστικό ρεύμα) Συντελεστής Θερμοκρασίας Αρνητικός Αρνητικός Αρνητικός Αρνητικός 8 Μέγιστο du/dt (V/μs) Περιορίζεται μόνο από τις απώλειες (~1500) 9 Μέγιστο di/dt (A/μs) , Διακοπτική συχνότητα ως 400 ως 3000 ως 400 ως 2000 λειτουργίας (Hz) (σε πρακτικές εφαρμογές) 11 Χρόνος έναυσης (μs) 1,1 0,8 1, Χρόνος σβέσης (μs) Ρεύμα διαρροής (ma) Συντελεστής υπερφόρτισης ρεύματος 15 Προστασία Διακοπτική παλμοδότηση ή ασφάλειες υπερταχείας τήξης Διακοπτική παλμοδότηση ή ασφάλειες υπερταχείας τήξης Διακοπτική παλμοδότηση ή ασφάλειες υπερταχείας τήξης Διακοπτική παλμοδότηση ή ασφάλειες υπερταχείας τήξης 16 Παρατηρήσεις -Μεγάλες δυνατότητες στιγμιαίας υπερφόρτισης ρεύματος -Μεγάλες δυνατότητες στιγμιαίας υπερφόρτισης ρεύματος -Μεγάλες δυνατότητες στιγμιαίας υπερφόρτισης ρεύματος -Ανεξέλεγκτη υπερφόρτιση ρεύματος -Απαιτούνται ογκώδη snubber για περιορισμό των διακοπτικών απωλειών -Χαμηλή διακοπτική συχνότητα σε υψηλές ισχείς 97

Ηλεκτρονικά Ισχύος. ίοδος

Ηλεκτρονικά Ισχύος. ίοδος Ηλεκτρονικά Ισχύος Πρόκειται για στοιχεία κατασκευασμένα από υλικά με συγκεκριμένες μη γραμμικές ηλεκτρικές ιδιότητες (ημιαγωγά στοιχεία) Τα κυριότερα από τα στοιχεία αυτά είναι: Η δίοδος Το thyristor

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ 23/5/2017. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ 23/5/2017. Σημειώσεις μαθήματος: E mail: Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ E mail: pasv@teiath.gr 2 1 ΘΥΡΙΣΤΟΡ

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Διπολικά τρανζίστορ Το διπολικό τρανζίστορ (bipolar ή BJT) είναι ένας κρύσταλλος τριών στρωμάτων με διαφορετικό επίπεδο εμπλουτισμού: τον εκπομπό Ε, τη βάση

Διαβάστε περισσότερα

ΕΥΕΛΙΚΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΗΜΥ 499

ΕΥΕΛΙΚΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΗΜΥ 499 ΕΥΕΛΙΚΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΗΜΥ 499 ΟΜΗ ΙΑΚΟΠΤΙΚΩΝ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ ρ Ανδρέας Σταύρου ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τα Θέµατα Επιλογή διακοπτών

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών) Τα μοντέρνα ψηφιακά κυκλώματα (λογικές πύλες, μνήμες, επεξεργαστές και άλλα σύνθετα κυκλώματα) υλοποιούνται σήμερα

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας ΔΙΟΔΟΣ Οι περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές όπως οι τηλεοράσεις, τα στερεοφωνικά συγκροτήματα και οι υπολογιστές χρειάζονται τάση dc για να λειτουργήσουν σωστά.

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΜΕ ΤΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ. 1.2 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ ΙΣΧΥΟΣ. 1.3 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 8. Θυρίστορ. Στόχος. Εισαγωγή. 1) Θυρίστορ. 2) Δίοδος Shockley ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ)

Άσκηση 8. Θυρίστορ. Στόχος. Εισαγωγή. 1) Θυρίστορ. 2) Δίοδος Shockley ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) ΤΕΙ ΔΥΤΙΗΣ ΕΛΛΔΣ ΤΜΗΜ ΗΛΕΤΡΟΛΟΓΩ ΜΗΧΙΩ Τ.Ε. ΗΛΕΤΡΟΙ Ι (ΕΡ) Άσκηση 8 Θυρίστορ Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η κατανόηση της λειτουργία του θυρίστορ SCR. Μελετώνται οι ιδιότητες του SCR

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 5 Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η μελέτη των

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική Ηµιαγώγιµα υλικά και πυρίτιο Η κατασκευή ενός ολοκληρωµένου κυκλώµατος γίνεται µε βάση ένα υλικό ηµιαγωγού (semiconductor), το οποίο

Διαβάστε περισσότερα

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131 Περιεχόμενα v ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΔΙΟΔΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ...1 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 1.2 ΥΛΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ: Ge, Si ΚΑΙ GaAs...2 1.3 ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΚΑΙ ΕΝΔΟΓΕΝΗ ΥΛΙΚΑ...3 1.4 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΣΤΑΘΜΕΣ...6 1.5 ΕΞΩΓΕΝΗ

Διαβάστε περισσότερα

Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου Τα πιο βασικά στοιχεία δομής των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΠΕΔΙΟΥ. Eλεγχος εσωτερικού ηλεκτρικού πεδίου με την εφαρμογή εξωτερικού δυναμικού στην πύλη (gate, G).

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΠΕΔΙΟΥ. Eλεγχος εσωτερικού ηλεκτρικού πεδίου με την εφαρμογή εξωτερικού δυναμικού στην πύλη (gate, G). ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι 1. Ημιαγωγική δίοδος Ένωση pn 2. Τρανζίστορ FET 3. Πόλωση των FET - Ισοδύναμα κυκλώματα 4. Ενισχυτές με FET 5. Διπολικό τρανζίστορ (BJT) 6. Πόλωση των BJT - Ισοδύναμα κυκλώματα 7. Ενισχυτές

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου.

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου. 12. ΤΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)-Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ ιαφάνεια 1 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου. Αρχή

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI «Τρανζίστορ και Απλά Κυκλώματα» (επανάληψη βασικών γνώσεων) Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ 1 Δομή Παρουσίασης MOSFET

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΟΜΗ Το διπολικό τρανζίστορ (bipolar junction transistor-bjt) είναι ένας κρύσταλλος µε τρεις περιοχές εµπλουτισµένες µε προσµίξεις, δηλ. αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών) Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ενός είδους

Διαβάστε περισσότερα

ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΑΘ.. 12 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 1. ΓΕΝΙΚΑ Οι μετατροπείς συνεχούς ρεύματος επιτελούν τη μετατροπή μιας τάσης συνεχούς μορφής, σε συνεχή τάση με ρυθμιζόμενο σταθερό πλάτος ή και πολικότητα.

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Ισχύος II

Ηλεκτρονικά Ισχύος II Ηλεκτρονικά Ισχύος II Ενότητα 2: Μετατροπείς Συνεχούς Τάσης σε Εναλλασσόμενη Τάση (DC-AC Converers ή Inverers) Δρ.-Μηχ. Εμμανουήλ Τατάκης, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμ. Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου) ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου) 1 FET Δομή και λειτουργία Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ενός

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 2

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 2 Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες Επιμέλεια Διαφανειών: Δ. Μπακάλης Πάτρα, Φεβρουάριος 2009 Ιδανικός διακόπτης ΙΔΑΝΙΚΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου

ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου Απαραίτητα όργανα και υλικά ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου 7. Απαραίτητα όργανα και υλικά. Τροφοδοτικό DC.. Πολύμετρα (αμπερόμετρο, βολτόμετρο).. Πλακέτα για την

Διαβάστε περισσότερα

Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π. Βιοµηχανικά Ηλεκτρονικά (Industrial Electronics) Κ.Ι.Κυριακόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π. Εισαγωγή Control Systems Laboratory Γιατί Ηλεκτρονικά? Τι είναι τα Mechatronics ( hrp://mechatronic- design.com/)? Περιεχόμενο

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΔΙΟΔΟΙ Επαφή ΡΝ Σε ένα κομμάτι κρύσταλλο πυριτίου προσθέτουμε θετικά ιόντα 5σθενούς στοιχείου για τη δημιουργία τμήματος τύπου Ν από τη μια μεριά, ενώ από την

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Μάθημα V Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου. Καθηγητής Αντώνιος Γαστεράτος Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Δ.Π.Θ.

Ηλεκτρονική Μάθημα V Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου. Καθηγητής Αντώνιος Γαστεράτος Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Δ.Π.Θ. Ηλεκτρονική Μάθημα V Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου Καθηγητής Αντώνιος Γαστεράτος Τμήμα Ε.ΔΙ.Π. Μηχανικών Δρ. Αθανάσιος Παραγωγής Ψωμούλης και Διοίκησης, Δ.Π.Θ. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Δ.Π.Θ.

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3: Τρανζίστορ FET Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Ισχύος II

Ηλεκτρονικά Ισχύος II Ηλεκτρονικά Ισχύος II Ενότητα 1: (DCDC Converters) Δρ.Μηχ. Εμμανουήλ Τατάκης, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμ. Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών Σκοποί ενότητας Παρουσίαση και επεξήγηση

Διαβάστε περισσότερα

PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών

PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών Μία PWM κυματομορφή στην πραγματικότητα αποτελεί μία περιοδική κυματομορφή η οποία έχει δύο τμήματα. Το τμήμα ΟΝ στο οποίο η κυματομορφή έχει την μέγιστη

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρικές Μηχανές Βιομηχανικοί Αυτοματισμοί. Ημιανορθωτής. Πλήρης ανορθωτής

Ηλεκτρικές Μηχανές Βιομηχανικοί Αυτοματισμοί. Ημιανορθωτής. Πλήρης ανορθωτής Ημιανορθωτής 1 Πλήρης ανορθωτής 2 1 Πλήρης τριφασικός ανορθωτής 3 Φίλτρα στη έξοδο του Ανορθωτή Η έξοδος των ανορθωτών μπορεί να εξομαλυνθεί ακόμα περισσότερο με τη χρήση φίλτρων διέλευσης χαμηλών συχνοτήτων

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων

Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Αγγελική Αραπογιάννη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών The MOS Transistor Polysilicon Aluminum 2 N-MOS Τρανζίστορ Διάταξη τριών

Διαβάστε περισσότερα

Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από

Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από Δίοδοι Ορισμός της διόδου - αρχή λειτουργίας Η δίοδος είναι μια διάταξη από ημιαγώγιμο υλικό το οποίο επιτρέπει την διέλευση ροής ρεύματος μόνο από την μία κατεύθυνση, ανάλογα με την πόλωσή της. Κατασκευάζεται

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 6

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 6 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 6: Διπολικό τρανζίστορ (BJT) Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Άδειες Χρήσης

Διαβάστε περισσότερα

Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους

Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους 3. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΓΚΑΡΣΙΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (Field Effect Transistor FET) 3.1. Γενικά Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους φορέων (ηλεκτρόνια και οπές), τα τρανζίστορ

Διαβάστε περισσότερα

Η αντιστοιχία των παραπάνω επαφών με αυτές του διπολικού τρανζίστορ είναι (προφανώς) η εξής: S E, D C, G B.

Η αντιστοιχία των παραπάνω επαφών με αυτές του διπολικού τρανζίστορ είναι (προφανώς) η εξής: S E, D C, G B. 3. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΓΚΑΡΣΙΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (Field Effect Transistor FET) 3.1. Γενικά Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους φορέων (ηλεκτρόνια και οπές), τα τρανζίστορ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ Σκοπός : 1. Γνωριμία με το τρανζίστορ. Μελέτη πόλωσης του τρανζίστορ και ευθεία φορτίου. 2. Μελέτη τρανζίστορ σε λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ, ΕΛΕΓΧΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ, ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ Δρ Ανδρέας Σταύρου ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος 1.1 Εισαγωγή 1.2 Περιοχή Απογύμνωσης μιας Επαφής pn 1.2.1 Χωρητικότητα της Περιοχής Απογύμνωσης 1.2.2 Κατάρρευση Επαφής 1.3

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Ισχύος II

Ηλεκτρονικά Ισχύος II Ηλεκτρονικά Ισχύος II Ενότητα 1: (DCDC Converters) Δρ.Μηχ. Εμμανουήλ Τατάκης, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμ. Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών Σκοποί ενότητας Παρουσίαση και επεξήγηση

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στις κρυσταλλολυχνίες (Transistors)

Εισαγωγή στις κρυσταλλολυχνίες (Transistors) Εισαγωγή στις κρυσταλλολυχνίες (Transistors) Dr. Petros Panayi Διακόπτες Ένας διακόπτης είναι μια συσκευή που αλλάζει τη ροή ενός κυκλώματος. Το πρότυπο είναι μια μηχανική συσκευή (παραδείγματος χάριν

Διαβάστε περισσότερα

Μέθοδοι Ελέγχου Ηλεκτρικών Κινητήρων Σ.Ρ.

Μέθοδοι Ελέγχου Ηλεκτρικών Κινητήρων Σ.Ρ. Μέθοδοι Ελέγχου Ηλεκτρικών Κινητήρων Σ.Ρ. Ευθυμίου Σωτήρης Δέδες Παναγιώτης 26/06/2014 Εισαγωγή Σκοπός αυτής της παρουσίασης είναι η συνοπτική περιγραφή τριών διαφορετικών μεθόδων ελέγχου κινητήρων Σ.Ρ.

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών) Διεργασίες Μικροηλεκτρονικής Τεχνολογίας, Οξείδωση, Διάχυση, Φωτολιθογραφία, Επιμετάλλωση, Εμφύτευση, Περιγραφή CMOS

Διαβάστε περισσότερα

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ Γιάννης Λιαπέρδος TI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Ιστορικά Στοιχεία Περιεχόμενα 1 Ιστορικά

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΙΑΚΟΠΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ

ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΙΑΚΟΠΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΙΑΚΟΠΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ 2.1 Η ΙΟ ΟΣ ΙΣΧΥΟΣ Η επαφή p n επιτρέπει τη διέλευση του ρεύµατος µόνο κατά τη µια φορά και ονοµάζεται δίοδος. Η δίοδος είναι ο απλούστερος ηµιαγωγός διακόπτης ισχύος.

Διαβάστε περισσότερα

Διπολικό Τρανζίστορ Bipolar Junction Transistor (BJT)

Διπολικό Τρανζίστορ Bipolar Junction Transistor (BJT) Διπολικό Τρανζίστορ Bipolar Junction Transistor (BJT) Θέματα που θα καλυφθούν Δομή και συμβολισμός των διπολικών τρανζίστορ Φυσική λειτουργία διπολικού τρανζίστορ Τα ρεύματα στο τρανζίστορ Μοντέλο μεγάλο

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 7. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET)

Άσκηση 7. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET) ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 7 Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET) Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η κατανόηση της λειτουργία των

Διαβάστε περισσότερα

Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Πειραιάς ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΑΣ ΙΣΧΥΟΣ ΓΙΑ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ

Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Πειραιάς ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΑΣ ΙΣΧΥΟΣ ΓΙΑ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΑΣ ΙΣΧΥΟΣ ΓΙΑ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ Επιβλέπων Καθηγητής: Σπύρος τσιόλης Σπουδαστές : Κοιλάκος Γεώργιος ΑΜ: 37464

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο-ηλεκτρονική Εισαγωγή

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο-ηλεκτρονική Εισαγωγή Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο-ηλεκτρονική Εισαγωγή Α ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ α/α Τίτλος Μαθήματος Ωρες Διδασκαλίας ΣΥΝΟΛΟ Θεωρία Ασκ. Πράξης Εργαστ. 1 Μαθηματικά Ι 4 3 1 0 2 Φυσική 6 3 1 2 3 Η//N Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

Διαβάστε περισσότερα

Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ Πλήρως Ελεγχόμενη Γέφυρα Ισχύος Επιβλέπων Καθηγητής: Βυλλιώτης Ηρακλής Καθηγητής Εφαρμογών Βενέτας Νικόλαος Εργαστηριακός Συνεργάτης Σπουδαστές

Διαβάστε περισσότερα

«Αναθεώρηση των FET Transistor»

«Αναθεώρηση των FET Transistor» ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Αναθεώρηση των FET Transistor» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤΗΜΜΥ Δομή FET Χαρακτηριστικά Λειτουργία Πόλωση Μοντέλα και υλοποιήσεις μικρού σήματος για FET ΤΗΜΜΥ - 2

Διαβάστε περισσότερα

http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/

http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/ Δίοδος επαφής 1 http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/ 2 Θέματα που θα καλυφθούν Ορθή πόλωση Forward bias Ανάστροφη πόλωση Reverse bias Κατάρρευση Breakdown Ενεργειακά

Διαβάστε περισσότερα

Η αντιστοιχία των παραπάνω επαφών με αυτές του διπολικού τρανζίστορ είναι (προφανώς) η εξής: S E, D C, G B.

Η αντιστοιχία των παραπάνω επαφών με αυτές του διπολικού τρανζίστορ είναι (προφανώς) η εξής: S E, D C, G B. 3. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΓΚΑΡΣΙΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (Field Effect Transistor FET) 3.1. Γενικά Σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ, που στηρίζουν τη λειτουργία τους σε δύο τύπους φορέων (ηλεκτρόνια και οπές), τα τρανζίστορ

Διαβάστε περισσότερα

Ανάλυση διακοπτικών κυκλωμάτων με την χρήση διαμόρφωσης εύρους παλμού (PWM) σε DC/DC και σε DC/AC μετατροπείς.

Ανάλυση διακοπτικών κυκλωμάτων με την χρήση διαμόρφωσης εύρους παλμού (PWM) σε DC/DC και σε DC/AC μετατροπείς. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Ανάλυση διακοπτικών κυκλωμάτων με την χρήση διαμόρφωσης εύρους παλμού (PWM) σε DC/DC και σε DC/AC μετατροπείς.

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ A. Πίνακες αληθείας λογικών πυλών. Στη θετική λογική το λογικό 0 παριστάνεται µε ένα χαµηλό δυναµικό, V L, ενώ το λογικό 1

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 DC ΔΙΑΚΟΠΤΙΚA ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΑ, ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ Δρ Ανδρέας Σταύρου ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444.οργανωτικά Δρ Ανδρέας Σταύρου ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Το βιβλίο Ned Mohan First course on Power Electronics

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ενότητα 5: Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου (MOS-FET, J-FET) Δρ. Δημήτριος Γουστουρίδης Τμήμα

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Οικογένειες Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ψηφιακής Λογικής

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Οικογένειες Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ψηφιακής Λογικής Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Οικογένειες Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ψηφιακής Λογικής Επιμέλεια Διαφανειών: Δ. Μπακάλης Πάτρα, Φεβρουάριος 2009 Περιεχόμενα Βασικά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ Ε.Ρ ΣΥΓΧΡΟΝΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΠΡΟΩΣΗ

ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ Ε.Ρ ΣΥΓΧΡΟΝΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΠΡΟΩΣΗ 1 ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ Ε.Ρ Έχουμε δύο είδη τριφασικών κινητήρων Ε.Ρ., τους σύγχρονους και τους ασύγχρονους. Ο στάτης των δύο αυτών ειδών είναι όμοιος με αυτόν των σύγχρονων γεννητριών. Έχει τριφασικό τύλιγμα,

Διαβάστε περισσότερα

Εισηγητής: ΗΡΑΚΛΗΣ ΒΥΛΛΙΩΤΗΣ, Καθηγητής Εφαρμογών

Εισηγητής: ΗΡΑΚΛΗΣ ΒΥΛΛΙΩΤΗΣ, Καθηγητής Εφαρμογών ΑΝΩΤΑΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟΥ ΤΟΜΕΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η Ε Ρ Γ Α Σ Ι Α ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΣΤΗΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ APPLICATIONS

Διαβάστε περισσότερα

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Επαφή p n Ανάστροφη πόλωση Πολώνουμε

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΔΙΟΔΟΣ (Μάθημα 4 ο 5 ο 6 ο 7 ο ) 1/12 4 o εργαστήριο Ιδανική δίοδος n Συμβολισμός της διόδου n 2/12 4 o εργαστήριο Στατική χαρακτηριστική διόδου Άνοδος (+) Κάθοδος () Αν στην ιδανική

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS Α. Αναστροφέας MOSFET. Α.1 Αναστροφέας MOSFET µε φορτίο προσαύξησης. Ο αναστροφέας MOSFET (πύλη NOT) αποτελείται από

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 2 Δίοδοι-Επαφή pn 1. Ποιες είναι οι 3 κατηγορίες υλικών στην ηλεκτρονική; a) Στερεά, υγρά αέρια. b) Αγωγοί, μονωτές, ημιαγωγοί. c) Γη, αέρας, φωτιά. d) Ημιαγωγοί, μονωτές,

Διαβάστε περισσότερα

3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική

3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική 1 3. Κυκλώματα διόδων 3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική Στην πράξη η δίοδος προσεγγίζεται με τμηματική γραμμικοποίηση, όπως στο σχήμα 3-1, όπου η δυναμική αντίσταση της διόδου

Διαβάστε περισσότερα

Relay Module. Relay. Στο πλαίσιο αυτής της προσπάθειας λοιπόν, ένα relay module είναι σχεδόν σίγουρο πως θα μας χρειαστεί.

Relay Module. Relay. Στο πλαίσιο αυτής της προσπάθειας λοιπόν, ένα relay module είναι σχεδόν σίγουρο πως θα μας χρειαστεί. Relay Module PanosRCng Στην πορεία προς ένα μέλλον αυτοματισμών, όπου θα μπορούμε να ελέγχουμε τα πάντα μέσω του φιλόξενου περιβάλλοντος του προσωπικού μας υπολογιστή, ή θα μπορούμε να αναθέτουμε σε ένα

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor Κεφάλαιο Ένα: 1.1 Εισαγωγή Το 1951 ο William Schockley εφεύρε το πρώτο transistor επαφής, µια ηµιαγωγική διάταξη η οποία µπορεί να ενισχύσει ηλεκτρονικά σήµατα, όπως ραδιοφωνικά και τηλεοπτικά σήµατα.

Διαβάστε περισσότερα

Το BJT ως Διακόπτης. 3/22/13 Βιομηχανικά Ηλεκτρονικά - Κ.Ι.Κυριακόπουλος. Control Systems Laboratory

Το BJT ως Διακόπτης. 3/22/13 Βιομηχανικά Ηλεκτρονικά - Κ.Ι.Κυριακόπουλος. Control Systems Laboratory Το BJT ως Διακόπτης Οταν το transistor χρησιμοποιείται σαν διακόπτης ευρίσκεται είτε στην κατάσταση αποκοπής είτε σε αυτή του κορεσμού. Η βασική αρχή αυτής της χρήσης έγκειται στην διακριτή μεταβολή της

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 4 Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 4 Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα: 4 Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης reatve ommons. Για εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1 1-1 Ενεργειακές Ζώνες 3 1-2 Αµιγείς και µη Αµιγείς Ηµιαγωγοί 5 ότες 6 Αποδέκτες 8 ιπλοί ότες και Αποδέκτες 10 1-3 Γένεση, Παγίδευση και Ανασύνδεση Φορέων 10 1-4 Ένωση pn

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ ΕΠΑΦΗΣ (JFET) Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού

Διαβάστε περισσότερα

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΔΙΟΔΟΥΣ & ΤΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΔΙΟΔΟΥΣ & ΤΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΔΙΟΔΟΥΣ & ΤΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ ΤΕΙ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ & ΚΙΝΗΤΗΡΙΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ;

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ; ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ; Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Κινητά τηλέφωνα Τηλεπικοινωνίες Δίκτυα Ο κόσμος της Ηλεκτρονικής Ιατρική Ενέργεια Βιομηχανία Διασκέδαση ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Τι περιέχουν οι ηλεκτρονικές

Διαβάστε περισσότερα

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΕΛΕΓΧΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΕΛΕΓΧΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΕΛΕΓΧΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Αισθητήρια φωτός Οι φωτοανιχνευτές (light detectors) διαιρούνται σε δύο κατηγορίες: τους κβαντικούς (quantum) και τους θερμικούς (thermal), ανάλογα

Διαβάστε περισσότερα

Πόλωση των Τρανζίστορ

Πόλωση των Τρανζίστορ Πόλωση των Τρανζίστορ Πόλωση λέμε την κατάλληλη συνεχή τάση που πρέπει να εφαρμόσουμε στο κύκλωμα που περιλαμβάνει κάποιο ηλεκτρονικό στοιχείο (π.χ τρανζίστορ), έτσι ώστε να εξασφαλίσουμε την ομαλή λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρμογές των Ηλεκτρονικών Ισχύος στην Παραγωγή και Μεταφορα της Ηλεκτρικης Ενέργειας

Εφαρμογές των Ηλεκτρονικών Ισχύος στην Παραγωγή και Μεταφορα της Ηλεκτρικης Ενέργειας Εφαρμογές των Ηλεκτρονικών Ισχύος στην Παραγωγή και Μεταφορα της Ηλεκτρικης Ενέργειας (Applications of Power Electronics in the Generation and Distribution of Electricity) Πτυχιακή Εργασία: ΒΗΣΣΑΡΙΩΝ ΚΟΝΤΟΓΩΝΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

10. Χαρακτηριστικά στοιχεία λογικών κυκλωμάτων

10. Χαρακτηριστικά στοιχεία λογικών κυκλωμάτων 10. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΩΝ ΛΟΓΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ 10.1 Εισαγωγή στο Ολοκληρωμένο Κύκλωμα (integrated circuit) IC Ένα IC αποτελείται από ένα κομμάτι ημιαγώγιμου υλικού (σιλικόνης) ονομαζόμενο

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. (Silicon Controlled Rectifier). πυριτίου (TRlAC). (Silicon Controll ed Switch). - 0 ελεγχόµενος ανορθωτής πυριτίου SCR

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. (Silicon Controlled Rectifier). πυριτίου (TRlAC). (Silicon Controll ed Switch). - 0 ελεγχόµενος ανορθωτής πυριτίου SCR 6. Θυρίστορ - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφανεια 1 6. ΤΑ ΘΥΡΙΣΤΟΡ - 0 ελεγχόµενος ανορθωτής πυριτίου SCR (Silicon Controlled Rectifier). - Η αµφίδροµη δίοδος THYRlSTOR (DIAC). - 0 αµφίδροµος ελεγχόµενος ανορθωτής

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1-3 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε FET s 8

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1-3 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε FET s 8 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ 1 1-1 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε BJT s 1 και ιπλή Έξοδο Ανάλυση µε το Υβριδικό Ισοδύναµο του Τρανζίστορ 2 Ανάλυση µε βάση τις Ενισχύσεις των Βαθµίδων CE- 4

Διαβάστε περισσότερα

«Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ»

«Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ» ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤΗMMΥ Σκοπός διάλεξης Παρουσίαση των σημαντικότερων τοπολογιών ενισχυτών με ένα και περισσότερα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Διάλεξη 1: Ημιαγωγοί Δίοδος pn Δρ. Δ. ΛΑΜΠΑΚΗΣ 1 Ταλαντωτές. Πολυδονητές. Γεννήτριες συναρτήσεων. PLL. Πολλαπλασιαστές. Κυκλώματα μετατροπής και επεξεργασίας σημάτων. Εφαρμογές με

Διαβάστε περισσότερα

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT)

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT) Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών & Πληροφορικής Μάθημα: Βασικά Ηλεκτρονικά Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT) Εργασία του Βασίλη Σ. Βασιλόπουλου Χειμερινό Εξάμηνο 2017-18 Πηγή:

Διαβάστε περισσότερα

Περιοχή φορτίων χώρου

Περιοχή φορτίων χώρου 1. ΔΙΟΔΟΙ (ΚΑΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ) 1.1. Γενικά Η δίοδος αποτελείται από έναν ημιαγωγό τύπου «p» (φορείς πλειονότητας: οπές) και έναν ημιαγωγό τύπου «n» (φορείς πλειονότητας: ηλεκτρόνια). Γύρω από την επαφή

Διαβάστε περισσότερα

Χαρακτηρισμός και μοντέλα τρανζίστορ λεπτών υμενίων βιομηχανικής παραγωγής: Τεχνολογία μικροκρυσταλλικού πυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας

Χαρακτηρισμός και μοντέλα τρανζίστορ λεπτών υμενίων βιομηχανικής παραγωγής: Τεχνολογία μικροκρυσταλλικού πυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας Χαρακτηρισμός και μοντέλα τρανζίστορ λεπτών υμενίων βιομηχανικής παραγωγής: Τεχνολογία μικροκρυσταλλικού πυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας Υποψήφιος Διδάκτορας: Α. Χατζόπουλος Περίληψη Οι τελευταίες εξελίξεις

Διαβάστε περισσότερα

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ ΘΟΡΥΒΟΣ - ΓΕΙΩΣΕΙΣ Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα δημιουργούνται ανεπιθύμητα ηλεκτρικά σήματα, που οφείλεται σε διάφορους παράγοντες, καθώς επίσης και

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 ΔΙΑΚΟΠΤΙΚΟΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ DC -DC Δρ Ανδρέας Σταύρου ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τα Θέματα Ανάλυση διακοπτικών μετατροπέων:

Διαβάστε περισσότερα

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Επαφή p n Ανάστροφη πόλωση Πολώνουμε

Διαβάστε περισσότερα

Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΥ INVERTER (DC/AC) ΜΕ ΧΡΗΣΗ IGBT Επιβλέπων Καθηγητής: Ιωαννίδης Γέωργιος, Αν. Καθηγητής Σπουδαστής: Σεφερίδης

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Ισχύος II

Ηλεκτρονικά Ισχύος II Ηλεκτρονικά Ισχύος II Ενότητα 1: (DC-DC Cnverers) Δρ.-Μηχ. Εμμανουήλ Τατάκης, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμ. Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών Σκοποί ενότητας Παρουσίαση και επεξήγηση

Διαβάστε περισσότερα

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΧΑΤΖΟΠΟΥΛΟΣ ΑΡΓΥΡΗΣ ΚΟΖΑΝΗ 2005 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ Για τον καλύτερο προσδιορισµό των µεγεθών που χρησιµοποιούµε στις εξισώσεις, χρησιµοποιούµε τους παρακάτω συµβολισµούς

Διαβάστε περισσότερα

12. Εάν ένα κομμάτι ημιαγωγού τύπου n και ένα κομμάτι ΟΧΙ

12. Εάν ένα κομμάτι ημιαγωγού τύπου n και ένα κομμάτι ΟΧΙ Πρόβλημα 1 Απαντήστε στις ερωτήσεις Σωστό 1. Οι ημιαγωγοί δεν είναι καλοί αγωγοί ούτε καλοί μονωτές. * ΝΑΙ 2. Το ιόν είναι ένα άτομο που έχει χάσει ή έχει προσλάβει ένα ΝΑΙ ή περισσότερα ηλεκτρόνια. 3.

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 3 Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 3 Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα: 3 Δίοδος Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό,

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ενότητα 4: Διπολικά Τρανζίστορ Δρ. Δημήτριος Γουστουρίδης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI I

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI I Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI I Επιμέλεια: Γεώργιος Θεοδωρίδης, Επίκουρος Καθηγητής Οδυσσέας Κουφοπαύλου, Καθηγητής Ανδρέας Εμερετλής, Υποψήφιος Διδάκτορας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/2011 12:09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/2011 12:09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος 24/11/2011 12:09 καθ. Τεχνολογίας ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ Ένας μικροεπεξεργαστής είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που επεξεργάζεται όλες τις πληροφορίες σε ένα

Διαβάστε περισσότερα

Περιοχή φορτίων χώρου

Περιοχή φορτίων χώρου 1. ΔΙΟΔΟΙ 1.1. Γενικά Η δίοδος αποτελείται από έναν ημιαγωγό τύπου «p» (φορείς πλειονότητας: οπές) και έναν ημιαγωγό τύπου «n» (φορείς πλειονότητας: ηλεκτρόνια). Γύρω από την επαφή p-n, δημιουργείται μια

Διαβάστε περισσότερα

του διπολικού τρανζίστορ

του διπολικού τρανζίστορ D λειτουργία - Πόλωση του διπολικού τρανζίστορ ρ Παραδείγματα D ανάλυσης Παράδειγμα : Να ευρεθεί το σημείο λειτουργίας Q. Δίνονται: β00 και 0.7. Υποθέτουμε λειτουργία στην ενεργό περιοχή. 4 a 4 0 7, 3,3

Διαβάστε περισσότερα

Δοκιμαστικό μοτίβο ευρείας οθόνης (16:9)

Δοκιμαστικό μοτίβο ευρείας οθόνης (16:9) Δοκιμαστικό μοτίβο ευρείας οθόνης (16:9) Δοκιμή αναλογιών εικόνας (Πρέπει να εμφανίζεται κυκλικό) 4x3 16x9 Α.Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. Πτυχιακή εργασία

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά -1- Η τιμή της dc παραμέτρου β ενός npn transistor έχει τιμή ίση με 100. Το transistor λειτουργεί στην ενεργή περιοχή με ρεύμα συλλέκτη 1mA. Το ρεύμα βάσης έχει

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 3 Η φωτο-εκπέµπουσα δίοδος (Light Emitting Diode)

Άσκηση 3 Η φωτο-εκπέµπουσα δίοδος (Light Emitting Diode) Άσκηση 3 Η φωτο-εκπέµπουσα δίοδος (Light Emitting Diode) Εισαγωγή Στην προηγούµενη εργαστηριακή άσκηση µελετήσαµε την δίοδο ανόρθωσης ένα στοιχείο που σχεδιάστηκε για να λειτουργεί ως µονόδροµος αγωγός.

Διαβάστε περισσότερα