* Chất Bán Dẫn

* ^{K Ỹ THU Ậ T ð I Ệ N T Ử}

(ELECTRONICS ).

GV: Th.S Nguyễn Tấn Phúc.

BộMôn : Cơðiện Tử- ðHNL TpHCM.

Tel: 01267102772.

Mail: phucpfiev1@gmail.com.

phucnt@hcmuaf.edu.vn.

* Chất Bán Dẫn

1. Bán dẫn thuần – bán dẫn pha tạp.

2. Diod bán dẫn.

3. Các mạch ñiện cơbản.

3.1 Mạch xén song song.

3.2 Mạch xén nối tiếp.

3.3 Mạch ghim . 3.4 Mạch kẹp.

3.5 Mạch diod zener.

* GIỚI THIỆU

Chất bán dẫn thuần: Si(Silic), Ge (germanium).

Các e hóa trị nhảy lên vùng trống , ñểlại các ñiện tử(e) , lỗ trống (+).

Ở nhiệt ñộ phòng : hạt lỗtrống , ñiện tử này di chuyển.

Tuy nhiên , Dòng này nhỏ nên Si vẫn cách ñiện.

Chất bán dẫn loại N: là vật liệu có sự pha trôn nguyên tố nhóm V vào bán dẫn thuần . VD : P vào Si .

ðiện tử (e) nhiều hơn lỗ trống.

Chất bán dẫn loại P : là vật liệu có sự pha trộn nguyên tố nhóm III vào bán dẫn thuần . VD : As vào Si.

Lỗtrống nhiều hơn ñiện tử.

* Chất Bán dẫn

Tiếp xúc p-n:

Khi cho 2 lớp bán dẫn p và n tiếp xúc nhau ta ñược tiếp xúc p-n.

Do có sự khác biệt vềnồng ñộlỗtrống , ñiện tử, xuất hiện 1 hiệu ñiện thếtiếp xúc trong bán dẫn P-N :

0.6 V Si, 0,2 V ñối với Ge.

Phân cực thuận cho p-n:

Khi ta áp vào lớp P-N một ựiện áp E _ng ngược chiều và lớn hơn E_tx(0.4 V) :

có dòng ựiện chảy từ lớp P sang lớp N : chất bán dẫn dẫn ựiện.

Phân cực nghịch cho p-n:

Áp vào lớp P-N một ựiện áp cùng chiều với ựiện áp tiếp xúc .

Không có dòng ựiện qua lớp bán dẫn P-N.

* Chất Bán Dẫn

* đặc tuyến V-A- đánh Thủng

Khi có ựiện áp ngược lớn , dòng lớn làm các e va chạm vào nhau làm cho dòng ựiện tăng vọt , p-n dẫn theo cả hai chiềugây ra hiện tượng ựánh thủng.

đánh thủng do nhiệt , ựiện , nhiệt-ựiện.

* ^DIOD

Cấu Tạo : gồm 1 lớp bán dẫn P-N và 2 ñiện cực ñưa ra từ2 miền .

ðiện cực ñưa ra từmiền p là anod, miền n là Katod.

Tính chất diod:

Khi diod phân cực thuận :

Ua > Uk: có dòng ñiện chạy qua diod , xem diod nhưmột công tắc ñóng kín.

Khi diod phân cực nghịch :

Ua< Uk , xem diod nhưmột công tắc hở, không có dòng ñiện chạy qua.

ðiện áp phân cực nghịch diod rất lớn.

TÍNH CHẤT CỦA DIOD THƯỜNG

Diod zener:

Là loại diod có ñiện áp duy trì ổn ñịnh ở chế ñộphân cực nghịch .

Phân cực thuận : như diod thường .

Phân cực nghịch : ổn ñịnh ñiện áp cốñịnh Vz .

* ^DIOD

Diod phát quang:

Led chiếu sáng , có dòng 10mA,

ñiện áp trên led 1,5-3V tuỳ theo màu

Diod thu quang: photo diod, ánh sáng chiếu vào làm thay ñổi ñiện trở.

Diod biến dung.

Diod nắn ñiện.

Diod tách sóng.

* ^DIOD

* Các mạch ñiện cơ bản của diod.

Mạch Chỉnh lưu bán kỳ :

Rt BA

D

U_r U₁

U2

A

B

i_t

Hình 2.12 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ

* ^DIOD

Mạch chỉnh lưu bán kỳ.

* ^DIOD

0<t<T/2 : Ua>Uk diod dẫn , Ur = Vin.

T/2<t< T :

Ua<Uk , diod ko dẫn , , ko có dòng ñiện chạy qua,

Uak = Vin ; Ur = Vo= 0.

Mạch chỉnh lưu bán kỳ có mắc tụñiện :

U

3

2 4 6 t

1

0

5

Uc U2

Hình 2.14 Dạng sóng của mạch lọc dung tính.

Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ (cảchu kỳ ) dùng 2 diod :

D2

Rt A D1

B C

U_r U₁

U21

U22

it

Hình 2.15 Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ

UUU U₁₁₁₁

U U U U1t1t1t1t

UU UU_2t2t2t2t

U_r

tttt

tttt

tttt

tttt

Dạng sóng của mạch nắn điện cả chu kỳ

Dạng sóng ñầu ra trên tải :

T

+

C D2

D1

Rt

I_t Ic

U₁

U2a

U_2b

U_r

iC

D1 D2

ωt ωt U_r

C nạp C xả

Hình 2.17 Mạch lọc điện dung và dạng sóng

Trường hợp mắc thêm tụC :

D4

D1

D2

D3 U_t

U1

U₂

Rt

Hình 2.18 Mạch chỉnh lưu cầu

Chỉnh Lưu bằng cầu diod

U1

U_1t

U2t

U_r

t

t

t

t

Dạng sóng của mạch chỉnh lưu bằng cầu diod

*

Mạch xén song song

Mạch Xén song song

*

Hỏi dạng sóng ñầu ra Vo nhưthếnào ?

*

Mạch xén nối tiếp :

Bài Tập Mạch xén nối tiếp :

Mạch Ghim ðiện áp

Mạch Kẹp:

0<t<T/2: diod dẫn Vin=V ; Vo = 0.

Vc = V.

T/2< t< T: Vin =-V ; diod phân cực nghịch.

TụC xã ñiện qua R : Vo = Vin – Vc= - V – V = -2V.

Dạng sóng ngõ ra:

- +

Vin 100K Vout

D C=1uF

5V

Mạch kẹp

T1<t<t2: diod dẫn . Vc= -20-5=-25 V.

Vo=5V.

T2<t<t3: diod ngưng dẫn. TụC xã ñiện qua R . Vo=

Vin – Vc = 10- (-25) = 35 V

Mạch diod Zener:

R Vin

-

+ +

-

R

L s

T1<t< t2 : Chếñộphân cực thuận , diod dẫn , Vo = Vin = 0V.

T2<t<t3: chếñộphân cực nghịch , dido ởchếñộ ổn áp V0= Vz.

Vẽdạng sóng ñầu ra Vout.

Các Bài tập diod.