›
›

Bài giảng Mạch điện tử - Chương 1: Diode bán dẫn

Download
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
1
MẠCH ĐIỆN TỬ  
Chương 1.  
Diode bán dẫn  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
2
Nội dung  
• Diode bán dẫn thông thường  
• Chỉnh lưu  
• Mạch xén (clippers) và mạch ghim điện áp (Clampers)  
• Diode zener  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
3
Ký hiệu  
• Giá trị tại điểm tĩnh Q (quiescent-point): IEQ, VCEQ  
• Giá trị một chiều: IE, VCE  
• Giá trị tức thời: iE, vCE  
• Giá trị tức thời của thành phần thay đổi theo thời gian: ie, vce  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
4
Giới thiệu  
• Diode là một linh kiện điện tử phi tuyến đơn giản nhất.  
• Các loại diode:  
• Diode chân không,  
• Diode khí,  
• Diode chỉnh lưu kim loại,  
• Diode bán dẫn, vv…  
• Các vật liệu bán dẫn thường dùng:  
• Silicon (Si)  
• Phổ biến nhất  
• Germanium (Ge)  
• Gallium Arsenide (GaAs)  
• Mạch siêu cao tần, phát quang và ứng dụng tần số cao  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
5
Cấu trúc nguyên tử  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
6
Cấu trúc tinh thể  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
7
Các mức năng lượng  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
8
Sự dẫn điện trong chất bán dẫn  
• Dòng khuếch tán (diffusion current): Khi có sự thay  
đổi mật độ electron (hole)  
• Dòng chảy (drift current): Khi có điện trường ngoài  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
9
Phân loại bán dẫn  
• “Doping”  
• Là quá trình đưa vào chất bán dẫn các chất khác cần thiết.  
• Bán dẫn loại p  
• Chất đưa vào: chất nhận (acceptor material). Ví dụ: Boron (III)  
• Cấu trúc tinh thể và sơ đồ mức năng lượng (xem trang sau)  
• Phần tử mạng điện chủ yếu: Lỗ trống (positive): p-type material  
• Bán dẫn loại n  
• Chất đưa vào: chất cho (donor material). Ví dụ: Phosphorus (V).  
• Cấu trúc tinh thể và sơ đồ mức năng lượng (xem trang sau).  
• Phần tử mang điện chủ yếu: Electron (negative): n-type material  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
10  
Bán dẫn loại p  
• Chất đưa vào: Chất nhận (acceptor material). Ví dụ: Boron (III)  
• Cấu trúc tinh thể và sơ đồ mức năng lượng  
• Phần tử mang điện chủ yếu: Lỗ trống (positive): p-type material  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
11  
Bán dẫn loại n  
• Chất đưa vào: Chất cho (donor material). Ví dụ: Phosphorus (V)  
• Cấu trúc tinh thể và sơ đồ mức năng lượng  
• Phần tử mang điện chủ yếu: Electron(negative): n-type material  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
12  
Diode bán dẫn  
• Diode bán dẫn thông thường:  
• mạch chỉnh lưu và tách sóng  
• Zenner diode:  
• tạo điện áp chuẩn  
• Schottkky diode:  
• tụ điện bán dẫn thay đổi được  
• dùng trong các mạch cộng hưởng  
• LED (light-emitting diode): tạo ánh sáng  
• Tunnel diode: bộ tạo dao động điện trở âm  
• Photo diode: cảm biến ánh sáng  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
13  
Diode bán dẫn thông thường  
• Cấu trúc và ký hiệu  
• Lớp tiếp xúc pn (pn junction)  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
14  
Phân cực của diode  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
15  
Quan hệ giữa dòng điện & điện áp  
_
+
• Diode lý tưởng  
iD  
ri  
+
vi  
vD  
_
• vi > 0: iD > 0 và vD = 0 (Diode ngắn mạch: short circuit)  
• vi < 0: vD < 0 và iD = 0 (Diode hở mạch: open circuit)  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
16  
Quan hệ giữa dòng điện & điện áp  
Ví dụ: Cho mạch như hình vẽ, tìm dòng qua diode.  
a. Giả sử diode ON => VD=0 với ID>0  
ID >0 (đúng với giả thiết)  
b. Giả sử diode OFF => ID=0 với VD<0  
10=104.ID - VD  
=>VD=-10V  
ID=0 (đúng với giả thiết)  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
17  
Quan hệ giữa dòng điện & điện áp  
Ví dụ: Cho Diode lý tưởng, tìm V?  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
18  
Đặc tuyến Volt Ampere (VA)  
• Phân cực thuận (vD>0):  
vD  mVT  
v  mV  
v
D
vD  
qvD  
iD IoemV  
T
iD Io (emkT 1) Io (emVT 1)  
• Phân cực nghịch (vD< 0):  
D
T
iD  Io  
• I0 [A]: Dòng phân cực nghịch bảo hoà (reverse saturation current)  
• q = 1,6E-19 C  
• k = 1,38E-23 J/ 0K: Hằng số Boltzmann  
• T [0K]: Nhiệt độ tuyệt đối  
• m: 1m 2: Hằng số thực nghiệm  
• VT=kT/q25 mV, tại nhiệt độ phòng (27 0C)  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
19  
Diode thực tế và xấp xỉ  
• V: điện áp ngưỡng  
• Rf: điện trở thuận của diode=điện trở động rd+điện trở tiếp xúc  
11/2/2012  
Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM  
20  
Đặc tuyến Volt Ampere (VA)  
Ví dụ:  
I01=10-16 A, I02=10-14 A  
Tính ID1, ID2, VD1, VD2?  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 45 trang baolam 28/04/2022 13760
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạch điện tử - Chương 1: Diode bán dẫn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_mach_dien_tu_chuong_1_diode_ban_dan.pdf