تحقيق رشته الکترونيک

توضیحات پروژه

 تحقيق رشته الکترونيک دارای 25 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تحقيق رشته الکترونيک  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه و مقالات آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي تحقيق رشته الکترونيک،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد

بخشی از متن تحقيق رشته الکترونيک :

انواع دیودهای قدرت

در حالت ایده آل دیود نباید هیچ زمانی بازیابی معكوسی داشته باشد كه هزینه ساخت دیود را افزایش می دهد . در بسیاری از كاربردهای اثرات زمان بازیابی معكوس چندان اهمیت ندارند و می توان از دیود از دیودهای ارزان استفاده كرد . بسته به مشخصه های بازیابی و روشهای ساخت ، دیودهای قدرت را به سه گروه می توان تقسیم كرد . مشخصه ها و محدودیت های عملی هر گروه كاربردشان را مشخص می كند .

    دیودهای استاندارد یا همه منظوره

    دیودهای بازیابی سریع

    دیودهای شاتكی

دیودهای همه منظوره:

دیودهای یكسو كننده همه منظوره زمان بازیابی معكوس نسبتاً زیادی دارند كه در حدودs 25 است و در كاربردهای سرعت پایین بكار می روند كه زمان بازیابی چندان اهمیتی ندارد (برای مثال در یكسو كننده ها و مبدلهای دیودی در كاربردهای فركانس رودی كم تا 1KHz ومبدلهای كموتاسیون خط ) .محدوده جریان این دیودها از كمتر از یك آمپر تا چند هزار آمپر و محدوده ولتاژ 50v تا حدود 5kv می باشد . این دیودها معمولاً به روش دیفیوژن ساخته می شوند . با این وجود یكسو كننده های آلیاژی كه در منابع تغذیه دستگاههای جوشكاری بكار می روند از لحاظ هزینه به صرفه تر هستند و محدوده كاری آنها تا 300A و 1000V می رسد .

دیودهای بازیابی سریع

دیودهای بازیابی سریع زمان بازیابی كوچكی (به طور معمول كمتر از s ) دارند . این دیودها در مدارهای مبدل dc به dc,dc,dc به ac كه سرعت بازیابی اغلب اهمیت بحرانی ای دارد بكار می روند . محدوده جریانی كاركرد این دیودها از كمتر از یك آمپر تا چند صد آمپر و محدوده ولتاژشان از 50 v تا حدود 3kv است .

برای محدوده ولتاژ بالای 400v ،‌دیودهای بازیابی سریع عموماً به روش دیفیوژن ساخته می شوند و زمان بازیابی بوسیله دیفیوژن طلا یا پلاتین كنترل می شود . برای محدوده ولتاژ كمتر از 400 v دیودهای اپی تكسال سرعت كلید زنی بیشتری نسبت به دیودهای دیفیوژنی دارند . دیودهای اپی تكسال پهنای بیس كمی دارند كه باعث     می شود زمان بازیابی كوچكی در حدود 50ns داشته باشند .

دیودهای شاتكی

مشكل ذخیره بار در پیوند p-n در دیودهای شاتكی حذف (یا حداقل ) شده است . این كار از طریق ایجاد یك سد پتانسیل كه میان یك فلز و یك نیمه هادی متصل       می شود ، انجام می پذیرد . یك لایه فلزی روی یك لایه اپی تكسیال باریك از سیلیكون نوع n قرار داده می شوند . سد پتانسیل رفتار یك پیوند p-n را شبیه سازی می كند . عمل یكسو كنندگی فقط به حاملهای اكثریت بستگی دارد و در نتیجه حاملهای اقلیت اضافی ای برای تركیب شدن وجود ندارند . اثر بازریابی منحصراً به خاطر ظرفیت خازنی خودپیوند نیمه هادی است .

بار الكتریكی بازیابی یافته در یك شاتكی خیلی كمتر از یك دیود پیوند p-n معادل است . از انجایی كه این بار ناشی از ظرفیت خازنی پیوند است تا حد زیادی مستقل از di/dt معكوس می باشد . دیودهای شاتكی افت ولتاژ مستقیم نسبتاً كوچكی دارند .

جریان نشتی دیودهای شاتكی بیشتر از دیودهای پیوند p-n است . یك دیود شاتكی با ولتاژ هدایت نسبتاً كم ، جریان نشتی نسبتاً زیادی دارد و برعكس . در نتیجه حداكثر ولتاژ مجاز آن معمولاً به 100v محدود می شود . محدوده جریان كاری دیودهای شاتكی از 1 تا 300A می باشد . دیودهای شاتكی برای بكار گیری در منابع تغذیه dc با ولتاژ كم و جریان بالا ایده آل هستند . اگر چه به منظور بالا بردن بازده ، این دیودها در منابع تغذیه با جریان كم نیز استفاده می شوند .

اثرات زمان بازیابی معكوس و مستقیم

. اگر كلید sw در لحظه t=o بسته شود و به حد كافی بسته باقی بماند ، یك جریان حالت پایداراز بار خواهد گذشت و دیود هرز گرد Dm جریان خواهد یافت . حالا اگر كلید دوباره در t= t1 بسته شود دیود Dm مثل یك اتصال كوتا ه عمل می كند . سرعت افزایش جریان مستقیم كلید (و دیود D1) و سرعت كاهش جریان مستقیم دیود Dm خیلی زیاد خواهد بود و به بی نهایت میل می كند . پیك جریان معكوس دیود Dm         می تواند خیلی زیاد باشد و دیود های D1 و Dm ممكن است آسیب ببیند .

دیودهای واقعی به زمان معینی برای روشن شدن نیاز دارند تا اینكه تمامی سطح پیوند رسانا شود و di/dt باید كم نگه داشته شود تا محدودیت زمان روشن شدن رعایت شود . این زمان گاهی اوقات با نام زمان باز یابی مستقیم tf   نیز ذكر می شود .

انواع تریستورها

تریستورها تقریبا تنها به روش تزریق ساخته می شوند . جریان آند برای انتشار از نزدیكی گیت به تمام سطح پیوند ( هنگامی كه سیگنال جهت روشن كردن تریستور اعمال می شود ) به زمان معینی نیاز دارد .

سازندگان برای كنترل di/ dt ، زمان روشن شدن و زمان خاموش شدن ، از ساختارهای متفاوتی برای گیت استفاده می كنند . تریستورها بسته به ساختار فیزیكی و محوه روشن و خاموش شدن ، به 9 دسته زیر تقسیم می شوند :

    تریستورهای كنترل فاز ( SCR )
    تریستورهای كلید زنی سریع ( SCR )
    تریستورهای خاموش شونده با گیت ( GTO)
    تریستورهای سه قطبیدو جهته ( TRIAC )
    تریستورهای هدایت معكوس ( RCT )

تریستورهای كنترل فاز

این نوع تریستورها عموما در فركانس خط كار می كنند و بوسیله كموتاسیون طبیعی خاموش می شوند . زمان خاموش شدن tq ، در محدوده 50 تا 100 u s می باشد . این تریستور بیشتر برای كلید زنی در سرعتهای كم مناسب است . نام دیگر این تریستورها تریستور مبدا می باشد . از آنجا كه اصولا تریستوریك وسیله كنترل شده از جنس سیلیكون است ، این دسته از تریستورها با نام یكسو كننده های كنترل شده سیلیكونی نیز شناخته می شوند .

ولتاژ حالت روشن VT غالباً بین 115V (برای ترانسفورماتورهای 600V) تا 125V (برای ترانسفورماتورهای 4000V) تغییر می كند و برای یك تریستور 5500A و 1200V ، معمولاً در حدود 125V است .تریستورهای جدید از یك تقویت كننده گیت استفاده می كنند . به گجونهای كه سیگنال ابتدا به گیت یك تریستور كمكی TA اعمال می شود و خروجی تقویت شده TA به گیت تریستور اصلی TM اعمال می گردد. استفاده از تقویت كننده گیت مشخصه های دینامیكی خوبی را به ما می دهد ، تنها مشخصات دینامیكی تریستور را تا حدودی بهبود بخشیده و با كم كردن یا به حداقل رساندن اندازه سلفه محدود كننده di/dt و مدارهای حفاظتی dv/dt باعث ساده شدن طراحی می شود .

تریستورهای كلیدزنی سریع

كاربرد این دسته از تریستورها در كلید زنی با سرعت بالا و همراه با كموتاسیون اجباری ست . زمان خاموش شدن این تریستورها كم و بسته به محدوده ولتاژ 5 تا s 50 است . افت ولتاژ مستقیم تریستور در حالت روشن ، تقریباً تابع معكوسی از زمان خاموش شدن tq می باشد . این تریستورها را تحت عنوان تریستور اینورتر نیز       می شناسند .

این تریستورها دارای dv/dt بالا در حد s 1000v/ و di/dt بالا در حد s 1000 A/ هستند . قطع سریع di/dt بالا عمل بسیار مهمی در كاهش اندازه و وزن مدار كموتاسیون و / یا اجزای مدار راكتیو هستن . ولتاژ حالت روشن یك تریستور 2200A,1800V حدود 17V است . تریستورهای اینورتری با قابلیت سد كنندگی معكوس خیلی محدود در حد 10V و زمان قطع بسیسار سریع بین 3 تا 5 s با نام تریستورهای نا متقارن شناخته می شوند .

تریستورهای خاموش شونده با گیت

هر تریستور خاموش شونده با گیت نظیر یك SCR می توان با اعمال یك سیگنال مثبت به گیت روشن شود . به علاوه با اعمال سیگنال منفی به گیت ،می توانیم آن را خاموش كنیم . GTO یك عنصر تثبیت كننده است و می تواند با مقادیر جریان و ولتاژ نامی مشابه SCR ها ساخته می شد . GTO با اعمال یك پالس كوچك مثبت به گیت روشن و با اعمال یك پالس منفی كوچك به گیت خاموش می شود .

مزایای GTO نسبت به SCR به این شرح است :

    حذف اجزای كموتاسیون د ركموتاسیون اجباری كه حجم ، وزن و قیمت آنها را كاهش می دهد .
    كاهش نویز الكترومغناطیسی و نویز صوتی به دلیل حذف چكهای كموتاسیون .
    قطع سریع تر ، كه كلید زنی در فركانسهای بالا را امكان پذیر می سازد .
    بهبود بازده مبدلها .

در كاربردهای توان پایین GTO ها نسبت به ترانزیستورهای دو قطبی دارای مزیت زیر هستند .

    توانایی تحمل ولتاژهای سد كنندگی بالاتر.
    نسبت بالای جریان پیك قابل كنترل به جریان متوسط
    نسبت بالای جریان خیزش پیك به جریان متوسط .
    بهره حالت روشن بالا
    سیگنال پالس گیت كوتاه . در شرایط خیزش ، GTO به دلیل عمل نورزایی ، بیشتر با اشباع می رود . در حالی كه در ترانزیستورهای دو قطبی و در چنین شرایطی ، ترانزیستور سعی دارد از اشباع خارج شود .

GTO هنگام خاموش شدن بهره كمی دارد كه معمولاً در حدود 6 است و برای خاموش شدن به یك پالس جریانی منفی نسبتاً بزرگ نیاز دارد. GTO نسبت به SCR دارای ولتاژ حالت روشن بالاتری است . به عنوان مثال ولتاژ حالت روشن یك GTO با مقادری نامی 550A,1200V برابر 34 V می باشد .

جریان پیك حالت روشن قابل كنترل ITGQ ماكزیمم جریان حالت روشن است كه می تواند با كنترل گیت خاموش شود . ولتاژ حالت خاموش بلافاصله پس از خاموش شدن دوباره اعمال می شود و dv/dt دوباره اعمال شده تنها خازن مدار پیشگیری محدود می شود . وقتی GTO خاموش می شود ، جریان بار IL كه منحرف شده و خازن مدار محافظ را شارژ می كند ، مقدار dv/dt دوباره اعمال گشته را تعیین می كند.

كه در آن خازن مدار محافظ می باشد .

تریستورهای دو جهته یا تریاك

تریاك وسیله ای است كه می تواند در هر دو جهت هدایت كند و غالباً در كنترل فاز ac استفاده می شود . هر تریاك را به صورت اتصال موازی – معكوس دو SCR كه دارای گیت مشترك هستند ، در نظر گرفت .

از آنجا كه تریاك یك وسیله دو جهته است پایه های آن نامی تحت عنوان كاتد یا آند ندارند . اگر ترمینال MT2 نسبت به ترمینال MT1 مثبت باشد ، می توان با اعمال سیگنال مثبت به گیت بین پایه های گیت G و ترمینال MT1 تریاك را روشن نمود . برای روشن كردن تریاك نیاز نیست كه دو سیگنال مثبت و منفی برای گیت داشته باشیم و وجود سیگنال مثبت یا منفی كفایت می كند . در عمل حساسیت تریاك از ربعی به ربع دیگر تغییر می كند و به طور طبیعی در ربع I+ یا در ربع III فعالیت       می كند.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید