Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình cấu kiện điện tử
FEE1-PTIT Lecture 1 1 CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ ELECTRONIC DEVICES KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - PTIT 7/2008 1/116 FEE1-PTIT Lecture 1 1 CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ ELECTRONIC DEVICES KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - PTIT 7/2008 FEE1-PTIT Lecture 1 2 Nôi dung môn học Lecture 1- Giớithiệu chung Lecture 2- Cấukiệnthụđộng Lecture 3- Vật lý bán dẫn Lecture 4- P-N Junctions (TiếpgiápP-N) Lecture 5- Diode (Điốt) Lecture 6- BJT (Transistor lưỡng cực) Lecture 7- FET (Transistor hiệu ứng trường) Lecture 8- Other Semiconductor Devices: Thyristor – Triac- Diac-UJT Lecture 9- OptoElectronic Devices (Cấukiện quang điệntử) FEE1-PTIT Lecture 1 3 Tài liệuhọctập - Tài liệu chính: + Lecture Notes + Giáo trình Cấukiện điệntử và quang điệntử, TrầnThị Cầm, Họcviện CNBCVT, 2002 -Tàiliệuthamkhảo: 1. Electronic Devices and Circuit Theory, Ninth edition, Robert Boylestad, Louis Nashelsky, Prentice - Hall International, Inc, 2006. 2. Linh kiện bán dẫnvàvi mạch, Hồ văn Sung, NXB GD, 2005 FEE1-PTIT Lecture 1 4 Yêu cầumônhọc - Sinh viên phảinắm đượckiếnthứccơ bảnvề vậtlýbándẫn, về tiếp giáp PN, cấutạo, nguyên lý, sơđồtương đương, tham số, phân cực, chếđộxoay chiều, phân loại, mộtsốứng dụng của các loạicấukiện điệntửđượchọc. - Sinh viên phải đọctrước các Lecture Notes trướckhilênlớp. -Tích cựctrả lờivàđặt câu hỏitrênlớphoặc qua email: caukien@gmail.com -Làmbàitậpth ường xuyên, nộpvở bài tậpbấtcứ khi nào Giảng viên yêu cầu, hoặc qua email: caukien@gmail.com -Tự thựchànhtheoyêucầuvới các phầnmềm EDA. - Điểm môn học: + Chuyên cần : 10 % + Bài tập : 10 % + Kiểm tra giữa kỳ : 10 % + Thí nghiệm : 10 % + Thi kết thúc : 60 % Kiểmtra: -Câuhỏingắn -Bàitập Thi kết thúc: -Lýthuyết: + Trắc nghiệm + Câu hỏingắn -Bàitập 2/116 FEE1-PTIT Lecture 1 5 Lecture 1 – Giớithiệu chung -Giớithiệu chung về cấukiện điệntử -Phânloạicấukiện điệntử -Giớithiệuvề vậtliệu điệntử -Nhắclạikiếnthứclýthuyếtmạch cầnbiết -Giớithiệu các phầnmềmEDA hỗ trợ môn học FEE1-PTIT Lecture 1 6 1. Giớithiệuchungvề Cấukiện điệntử -Cấukiện điệntử là các phầntử linh kiên rờirạc, mạch tích hợp (IC) …tạonênmạch điệntử, các hệ thống điệntử. -Cấukiện điệntửứng dụng trong nhiềulĩnh vực. Nổibậtnhấtlàứng dụng trong lĩnh vực điệntử -viễn thông, CNTT. -Cấukiện điệntử rất phong phú, nhiềuch ủng loại đadạng. - Công nghệ chế tạo linh kiện điệntử phát triểnmạnh mẽ, tạoranhững vi mạch có mật độ rấtlớn(Vi xử lý Pentium 4 - khoảng hơn 40 triệu Transistor…) -Xuthế các cấukiện điệntử có mật độ tích hợp ngày càng cao, có tính năng mạnh, tốc độ lớn… FEE1-PTIT Lecture 1 7 Vi mạch và ứng dụng Processors –CPU, DSP, Controllers Memory chips –RAM, ROM, EEPROM Analog –Thông tin di động, xử lý audio/video Programmable –PLA, FPGA Embedded systems –Thiếtbị ô tô, nhà máy –Network cards System-on-chip (SoC) Images: amazon.com FEE1-PTIT Lecture 1 8 Ứng dụng củalinhkiện điệntử Sand… Chips on Silicon wafers Chips… 3/116 FEE1-PTIT Lecture 1 9 Lịch sử phát triểncôngnghệ •Cácthiếtbị bán dẫnnhư diodes, transistors và mạch tích hợp (ICs) có thể tìm thấykhắpnơi trong cuộcsống (Walkman, TV, ôtô, máy giặt, máy điều hoà, máy tính,…). Chúng ta ngày càng phụ thuộc vào chúng và những thiếtbị nàycóchấtlượng ngày càng cao với giá thành rẻ hơn. • PCs minh hoạ rấtrõxuhướng này. •Nhântố chính đem lạisự phát triển thành công củanền công nghiệp máy tính là việc thông qua các kỹ thuậtvàkỹ năng công nghiệptiên tiếnngườitachế tạo đượ c các transistor vớikíchthước ngày càng nhỏ → giảm giá thành và công suất •Bàihọc khám phá các đặctínhbêntrongcủathiếtbị bán dẫn, từđóSV có thể hiểu đượcmốiquanhệ giữacấutạohìnhhọcvàcácthamsố của vậtliệu, ngoài ra hiểu đượccácđặc tính vềđiệncủa chúng. FEE1-PTIT Lecture 1 10 1883 Thomas Alva Edison (“Edison Effect”) 1904 John Ambrose Fleming (“Fleming Diode”) 1906 Lee de Forest (“Triode”) Vacuum tube devices continued to evolve 1940 Russel Ohl (PN junction) 1947 Bardeen and Brattain (Transistor) 1952 Geoffrey W. A. Dummer (IC concept) 1954 First commercial silicon transistor 1955 First field effect transistor - FET Audion (Triode) 1906, Lee De Forest 1906 Lịch sử phát triểncôngnghệ First point contact transistor (germanium) 1947, John Bardeen and Walter Brattain Bell Laboratories 1947 FEE1-PTIT Lecture 1 11 1958 Jack Kilby (Integrated circuit) 1959 Planar technology invented 1960 First MOSFET fabricated –At Bell Labs by Kahng 1961 First commercial ICs –Fairchild and Texas Instruments 1962 TTL invented 1963 First PMOS IC produced by RCA 1963 CMOS invented –Frank Wanlass at Fairchild Semiconductor –U. S. patent # 3,356,858 –Standby power reduced by six orders of magnitude Lịch sử phát triểncôngnghệ (cont.) 1958 First integrated circuit (germanium), 1958 Jack S. Kilby, Texas Instruments Contained five components, three types: transistors resistors and capacitors FEE1-PTIT Lecture 1 12 Đặc điểmpháttriểncủamạch tích hợp(IC) Tỷ lệ giá thành/tính năng củaIC giảm 25% –30% mỗinăm. Số chứcnăng, tốc độ, hiệusuấtchomỗiIC tăng: Kích thước wafer hợptăng Mật độ tích hợptăng nhanh 4/116 FEE1-PTIT Lecture 1 13 Định luậtMOORE FEE1-PTIT Lecture 1 14 Ví dụ: Intel Processor Intel386 TM DX Processor Intel486 TM DX Processor Pentium® Processor Pentium® Pro & Pentium® II Processors 1.5μ 1.0μ 0.8μ 0.6μ 0.35μ 0.25μ Silicon Process Technology 45nm Nowadays! FEE1-PTIT Lecture 1 15 2. Phân loạicấukiện điệntử 2.1 Phân loạidựatrênđặctínhvậtlý 2.2 Phân loạidựatrênchứcnăng xử lý tín hiệu 2.3 Phân loạitheoứng dụng FEE1-PTIT Lecture 1 16 2.1 Phân loạidựatrênđặctínhvậtlý -Linhkiệnhoạt động trên nguyên lý điệntừ và hiệu ứng bề mặt: điện trở bán dẫn, DIOT, BJT, JFET, MOSFET, điện dung MOS… IC từ mật độ thấp đếnmật độ siêu cỡ lớn UVLSI -Linhkiệnhoạt động trên nguyên lý quang điệnnhư: quang trở, Photođiot, PIN, APD, CCD, họ linh kiện phát quang LED, LASER, họ linh kiện chuyển hoá năng lượng quang điệnnhư pin mặttrời, họ linh kiện hiểnthị, IC quang điệntử -Linhkiệnhoạt động dựa trên nguyên lý cảmbiến như: Họ sensor nhiệt, điện, từ, hoá học, họ sensor cơ, áp suất, quang bứcxạ, sinh học và các chủng loại IC thông minh trên cơ sở tổ hợp công nghệ IC truyền thống và công nghệ chế tạo sensor. -Linhkiệnhoạt động dựatrênhiệu ứng lượng tử và hiệu ứng mới: các linh kiện đượcchế tạobằng công nghệ nano có cấutrúcsiêunhỏ như : Bộ nhớ một điệntử, Transistor một điệntử, giếng và dây lượng tử, linh kiệnxuyênhầmmột điệntử, … 5/116 FEE1-PTIT Lecture 1 17 2.2 Phân loạidựatrênchứcnăng xử lý tín hiệu FEE1-PTIT Lecture 1 18 2.3 Phân loạitheoứng dụng Linh kiệnthụđộng: R,L,C… Linh kiệntíchcực: DIOT, BJT, JFET, MOSFET… Vi mạch tích hợp IC: IC tượng tự, IC số, Vi xử lý… Linh kiệnchỉnh lưucóđiều khiển Linh kiện quang điệntử: Linh kiện thu quang, phát quang FEE1-PTIT Lecture 1 19 3. Giớithiệuvề vậtliệu điệntử 3.1. Chấtcáchđiện 3.2. Chấtdẫn điện 3.3. Vậtliệutừ 3.4. Chấtbándẫn (Lecture 3) FEE1-PTIT Lecture 1 20 Cơ sở vậtlýcủavậtliệu điệntử -Lýthuyếtvậtlýchấtrắn -Lýthuyếtvậtlýcơ họclượng tử -Lýthuyếtdảinăng lượng củachấtrắn - Lý thuyếtvậtlýbándẫn 6/116 FEE1-PTIT Lecture 1 21 Lý thuyếtvậtlýchấtrắn -Vậtliệu để chế tạophầnlớn các linh kiện điệntừ là loạivậtliệutinh thể rắn - Cấutrúcđơntinhthể: Trong tinh thể rắn nguyên tửđượcsắpxếp theo mộttrậttự nhất định, chỉ cầnbiếtvị trí và mộtvàiđặc tính của mộtsố ít nguyên tử chúng ta có thểđoán vị trí và bảnchất hóa họccủa tấtcả các nguyên tử trong mẫu. - Tuy nhiên trong mộtsố vậtliệucóthể nhấnthấyrằng các sắpxếp chính xác của các nguyên tử chỉ tồntại chính xác tạicỡ vài nghìn nguyên tử. Những miềncótrậttự như vậy đượcngăn cách bởibờ biên và dọc theo bờ biên này không có trậttự - cấutrúcđatinhthể -Tínhchấttuần hoàn của tinh thể có ảnh hưởng quyết định đến các tính chất điệncủavậtliệu. FEE1-PTIT Lecture 1 22 Lý thuyếtvậtlýcơ họclượng tử - Trong cấu trúc nguyên tử, điệntử chỉ có thể nằmtrêncácmứcnăng lượng gián đoạnnhất định nào đógọi là các mứcnăng lượng nguyên tử. - Nguyên lý Pauli: mỗi điệntử phảinằmtrênmộtmứcnăng lượng khác nhau. -Mộtmứcnăng lượng được đặctrưng bởimộtbộ 4 số lượng tử: + n – số lượng tử chính: 1,2,3,4…. + l – số lượng tử quỹđạo: 0, 1, 2, (n-1) {s, p,d,f,g,h…} + m l –số lượng tử từ: 0,±1, ±2, ±3… ±l + m s –số lượng tử spin: ±1/2 - n, l tăng thì mứcnăng lượng của nguyên tử tăng, e- đượcsắpxếp ở lớp, phân lớpcónăng lượng nhỏ trước. FEE1-PTIT Lecture 1 23 Sự hình thành vùng năng lượng -Giả sửđểtạo thành vậtliệugiả sử có N nguyên tử giống nhau ở xa vô tậntiếnlạigần liên kếtvới nhau: + Nếu các NT cách xa nhau đếnmứccóthể coi chúng là hoàn toàn độc lậpvới nhau thì vị trí của các mứcnăng lượng của chúng là hoàn toàn trùng nhau (tứclàmộtmức trùng chập). + Khi các NT tiếnlạigần nhau đến khoảng cách cỡ A o , thì chúng bắt đầu tương tác với nhau thì không thể coi chúng là độclậpnữa. Kếtquả là các mứcnăng lượng nguyên tử không còn trùng chậpnữa mà tách ra thành các mứcnăng lượng rờirạc khác nhau. Ví dụ mức1s sẽ tạothành 2.N mứcnăng lượng khác nhau. -Nếusố lượng các NT rấtlớnvàgần nhau thì các mứcnăng lượng rời rạc đórấtgần nhau và tạo thành một vùng năng lượng như liên t ục -Sự tách mộtmứcnăng lượng NT ra thành vùng năng lượng rộng hay hẹpphụ thuộcvàosự tương tác giữa các điệntử thuộc các NT khác nhau với nhau. FEE1-PTIT Lecture 1 24 Sự hình thành vùng năng lượng C6 1s 2 2s 2 2p 2 Si 14 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 Ge 32 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 Sn 50 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 2 (Si) 7/116 FEE1-PTIT Lecture 1 25 Minh họasự hình thành vùng năng lượng - Các vùng năng lượng cho phép xen kẽ nhau, giữa chúng là vùng cấm -Cácđiệntử trong chấtrắnsẽđiền đầy vào các mứcnăng lượng trong các vùng cho phép từ thấp đến cao. -Cóthể có : vùng điền đầy hoàn toàn (thường có năng lượng thấp), vùng trống hoàn toàn (thường có năng lượng cao), vùng điền đầymộtphần. - Xét trên lớp ngoài cùng: + Vùng năng lượng đã được điền đầycácđiệntử hóa gọilà“Vùng hóa trị” + Vùng năng lượng trống hoặcchưa điền đầy trên vùng hóa trị gọilà “Vùng dẫn” + Vùng không cho phép giữa Vùng hóa trị và Vùng dẫnlà“Vùng cấm” - Tùy theo sự phân bố của các vùng mà tinh thể rắncótínhchất điện khác nhau: Chất cách điện–dẫn điệnkém, Chấtdẫn điện–dẫn điện tốt, Chấtbándẫn. FEE1-PTIT Lecture 1 26 Cấutrúcdảinăng lượng củavậtchất E G > 2 eV E E C E V E G < 2 eV E E C E V E G = 0 E E C E V Dải hoá trị Dải dẫn Điệntử Lỗ trống Dải dẫn Dải hoá trị a- Chấtcáchđiện; b - Chấtbándẫn; c- Chấtdẫn điện + Độ dẫn điệncủacủavậtchấtcũng tăng theo nhiệt độ + Chấtbándẫn: Sự mất1 điệntử trong dảihóatrị sẽ hình thành mộtlỗ trống (Mứcnăng lượng bỏ trống trong dải hóa trịđiền đầy, lỗ trống cũng dẫn điệnnhư các điệntử tự do) + Cấutrúcdảinăng lượng c ủakimloại không có vùng cấm, Dướitácdụng của điệntrường ngoài các e- tự do có thể nhậnnăng lượng và di chuyển lên các trạng thái cao hơn, sự di chuyểnnàytạo lên dòng điện. FEE1-PTIT Lecture 1 27 Các loạivậtliệu điệntử Các vậtliệusử dụng trong kỹ thuật điệntử thường được phân chia thành 4 loại: -Chất cách điện(chất điệnmôi). -Chấtdẫn điện. -Vậtliệutừ. -Chấtbándẫn (Lecture 3). FEE1-PTIT Lecture 1 28 3.1 CHẤT CÁCH ĐIỆN (CHẤT ĐIỆN MÔI) a. Định nghĩa Là chấtdẫn điện kém, là các vậtchấtcóđiệntrở suất cao vào khoảng 10 7 ÷ 10 17 Ωm ở nhiệt độ bình thường. Chất cách điệngồmphầnlớncácvật liệuvôcơ cũng như hữucơ. Đặc tính ảnh hưởng rấtlớn đếnchấtlượng củalinhkiện. Các đặctính- trị số giớihạn độ bềnvềđiện, nhiệt, cơ học, độ cách điện, sự tổnhaođiện môi… Các tính chấtcủach ất điện môi lạiphụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩmmôitrường. b. Các tính chấtcủachất điệnmôi. b.1 Độ thẩmthấu điệntương đối (hay còn gọilàhằng sốđiện môi) b.2 Độ tổn hao điệnmôi(P a ) b.3 Độ bềnvềđiệncủachất điệnmôi(E đ.t. ) b.4 Nhiệt độ chịu đựng b.5 Dòng điện trong chất điện môi (I) b.6 Điệntrở cách điệncủachất điệnmôi 8/116 FEE1-PTIT Lecture 1 29 b.1 Hằng sốđiệnmôi -C d là điện dung củatụđiệnsử dụng chất điện môi; -C 0 là điện dung củatụđiệnsử dụng chất điện môi là chân không hoặc không khí. Do đó ε biểuthị khả năng phân cựccủachất điện môi. Chất điệnmôi dùng làm tụđiệncầncóhằng sốđiệnmôiε lớn, còn chất điệnmôi dùng làm chất cách điệncóε nhỏ. d 0 C C (kh«n g thø n g u y ªn)ε= FEE1-PTIT Lecture 1 30 b.2 Độ tổnhaođiệnmôi(P a ) Độ tổnhaođiện môi là công suất điệntổnhaođể làm nóng chất điệnmôi khi đặt nó trong điệntrường , đượcxácđịnh thông qua dòng điệnrò. Trong đó: U là điệnápđặtlêntụđiện(V) C là điện dung củatụđiện dùng chất điện môi (F) ω là tầnsố góc đobằng rad/s tgδ là góc tổnhaođiệnmôi Nếutổnhaođiện môi trong tụđ iệncơ bản là do điệntrở của các bảncực, dây dẫnvàtiếpgiáp(vídụ lớpbạcmỏng trong tụ mi ca và tụ gốm) thì tổnhaođiện môi sẽ tăng tỉ lệ vớibìnhphương củatầnsố: P a = U 2 ω 2 C 2 R Do đó, trên thựctế các tụđiệnlàmviệc ở tầnsố cao cầnphảicóđiệntrở của các bảncực, dây dẫnvàtiếpgiápnhỏ nên các chi tiếtnàythường được tráng bạc để giảm điệntrở của chúng 2 a PUCtg=ωδ FEE1-PTIT Lecture 1 31 b3. Độ bềnvềđiệncủachất điệnmôi(E đ.t ) - Đặtmộtchất điện môi vào trong một điệntrường, khi tăng cường độ điệntrường lên quá mộtgiátrị giớihạnthìchất điệnmôiđómấtkhả năng cách điện → hiệntượng đánh thủng chất điện môi. -Cường độ điệntrường tương ứng với điểm đánh thủng gọilàđộ bền vềđiệncủachất điệnmôiđó(E đ.t. ). U đ.t. -làđiệnápđánh thủng chất điệnmôi d - độ dày củachất điệnmôi -Hiệntượng đánh thủng chất điệnmôicóthể do nhiệt, do điệnvàdo quá trình điện hóa. U E [KV / mm;KV /cm]= ®.t ®.t d FEE1-PTIT Lecture 1 32 b5. Dòng điệntrongchất điệnmôi(I) - Dòng điện chuyểndịch I C.M. (hay gọi là dòng điệncảm ứng): Quá trình chuyểndịch phân cựccủacácđiện tích liên kết trong chất điện môi xảyrachođến khi đạt đượctrạng thái cân bằng sẽ tạonên dòng điện phân cựchay còngọi là dòng điện chuyểndịch trong chất điệnmôiI C.M . - Dòng điệnròI rò : đượctạo ra do các điện tích tự do và điệntử phát xạ ra chuyển động dướitácđộng của điệntrường. Nếu dòng rò lớnsẽ làm mất tính chất cách điệncủachất điện môi. Dòng điệntổng qua chất điện môi sẽ là: I = I C.M. + I rò Sau khi quá trình phân cựckết thúc thì qua chất điệnmôichỉ còn dòng điệnrò 9/116 FEE1-PTIT Lecture 1 33 Phân loạivàứng dụng củachất điệnmôi. Phân loại: Chất điệnmôithụđộng và tích cực - Chất điệnmôithụđộng còn gọilàvậtliệu cách điệnvàvậtliệutụ điện. Đây là các vậtchất được dùng làm chất cách điệnvàlàmchất điện môi trong các tụđiệnnhư mi ca, gốm, thuỷ tinh, pôlyme tuyến tính, cao su, sơn, giấy, bộttổng hợp, keo dính, - Chất điện môi tích cực là các vậtliệucó ε có thểđiều khiển được bằng: + Điệntrường (VD: gốm, thuỷ tinh, ) + Cơ học(chấtápđiệnnhư thạch anh) + Ánhsáng(chấthuỳnh quang) … FEE1-PTIT Lecture 1 34 3.2 CHẤT DẪN ĐIỆN a. Định nghĩa -Chấtdẫn điệnlàvậtliệucóđộ dẫn điệncao. Trị sốđiệntrở suấtcủanó nhỏ hơn so với các loạivậtliệu khác. Điệntrở suấtcủachấtdẫn điệnnằm trong khoảng 10 -8 ÷ 10 -5 Ωm. - Trong tự nhiên chấtdẫn điệncóthể là chấtrắn – kim loại, chấtlỏng–kim loại nóng chảy, dung dịch điện phân hoặcchất khí ởđiệntrường cao. b. Các tính chấtcủachấtdẫn điện b.1 Điệntrở suất b.2 Hệ số nhiệtcủa điệntrở suất( α ) b.3 Hệ số dẫn nhiệt: λ b.4 Công thoát của điệntử trong kim loại b.5 Điệnthế tiếpxúc FEE1-PTIT Lecture 1 35 3.2 CHẤT DẪN ĐIỆN b.1 Điệntrở suất - Điệntrở củavậtliệu trong một đơnvị thiếtdiệnvàchiều dài: - Điệntrở suấtcủachấtdẫn điệnnằm trong khoảng từ: ρ = 0,016 μΩ.m (bạc Ag) đến ρ= 10 μΩ.m (hợpkimsắt - crôm - nhôm) b.2 Hệ số nhiệtcủa điệntrở suất(α) -Hệ số nhiệ tcủa điệntrở suấtbiểuthị sự thay đổicủa điệntrở suấtkhi nhiệt độ thay đổi10 0 C. - Khi nhiệt độ tăng thì điệntrở suấtcũng tăng lên theo quy luật: b.3 Hệ số dẫn nhiệt: λ [w/ (m.K)] -Hệ số dẫn nhiệtlàlượng nhiệttruyền qua một đơnvị diện tích trong một đơnvị thời gian khi gradien nhiệt độ bằng đơnvị. S R [ .m], [ .mm],[ .m] l ρ= Ω Ω μΩ t0 (1 t)ρ=ρ +α T QSt l Δ =λ Δ FEE1-PTIT Lecture 1 36 3.2 CHẤT DẪN ĐIỆN b.4 Công thoát của điệntử trong kim loại: - Công thoát củakimloạibiểuthị năng lượng tốithiểucần cung cấpcho điệntửđang chuyển động nhanh nhất ở 0 0 K để điệntử nàycóthể thoát ra khỏibề mặt kim loại. E W = E B -E F b.5 Điệnthế tiếpxúc -Sự chênh lệch thế năng E AB giữa điểmA vàB được tính theo công thức: V AB = E AB = E W2 -E W1 A B 1 2 C 10/116 [...]... toán biểu thức, giải phương trình toán học phức tạp (Sinh viên nên sử dụng Circuit Maker/OrCAD (R 9.2) để thực hành, làm bài tập, phân tích, mô phỏng cấu kiện và mạch điện tử ở nhà) FEE1-PTIT Lecture 1 41 12/116 CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ Lecture 2- Passive Components (Cấu kiện thụ động) ELECTRONIC DEVICES 1 2 3 4 Lecture 2- Passive Components (Cấu kiện thụ động) Điện trở (Resistor) Tụ điện (Capacitor) Cuộn cảm... với điện tích điện tử Điện tử tự do - Bán dẫn thuần có nồng độ hạt dẫn Lỗ trống Si lỗ trống và nồng độ hạt dẫn điện tử Si Si +4 +4 +4 bằng nhau: p = n = pi = ni - Độ dẫn điện của chất bán dẫn σ: μn - độ linh động của điện tử tự do σ = (n.μ n + p.μ p ).q μp - độ linh động của lỗ trống q – điện tích của điện tử q=1,6.10-19C J – mật độ dòng điện khi chất bán J = (n.μ n + p.μ p ).q.E = σ.E dẫn đặt trong điện. .. tiếp L - là điện cảm của đầu nối, dây dẫn (ở tần số thấp L ≈ 0) RS - là điện trở của đầu nối, dây dẫn và bản cực (RS thường rất nhỏ) RP - là điện trở rò của chất cách điện và vỏ bọc RL, RS - là điện trở rò của chất cách điện C - là tụ điện lý tưởng FEE1-PTIT Lecture 2 29 FEE1-PTIT Lecture 2 30 2.6 Phân loại tụ điện 2.6 Phân loại tụ điện - Tụ điện có trị số điện dung cố định - Tụ điện có trị số điện dung... FEE1-PTIT Lecture 3 8 Quá trình tạo hạt tải điện và quá trình tái hợp - Quá trình tạo hạt tải điện và quá trình tái hợp Quá trình tạo ra hạt tải điện trong chất bán dẫn thuần chủ yếu là do năng lượng nhiệt “thermal generation”, tốc độ tạo hạt tải điện tăng theo hàm mũ của nhiệt độ T Ngoài ra một quá trình tạo hạt tải điện khác là do năng lượng quang học “optical generation” Điện tử trong dải hóa trị có... cho tụ điện hay còn gọi là "điện áp làm việc một chiều“, nếu quá điện áp này lớp cách điện sẽ bị đánh thủng và làm hỏng tụ FEE1-PTIT Lecture 2 21 FEE1-PTIT c Hệ số nhiệt - Do chất cách điện đặt giữa 2 bản cực nên sẽ có một dòng điện rò rất bé chạy qua giữa 2 bản cực của tụ điện Trị số Irò phụ thuộc vào điện trở cách điện của chất điện môi - Đặc trưng cho Irò có thể dùng tham số điện trở cách điện của... Tụ điện có trị số điện dung cố định: + Tụ giấy: chất điện môi là giấy, thường có trị số điện dung khoảng từ 500 pF đến 50 μF và điện áp làm việc đến 600 Vdc Tụ giấy có giá thành rẻ nhất so với các loại tụ có cùng trị số điện dung Ưu điểm: kích thước nhỏ, điện dung lớn Nhược điểm: Tổn hao điện môi lớn, TCC lớn + Tụ màng chất dẻo: chất điện môi là chất dẻo, có điện trở cách điện lớn hơn 100000 MΩ Điện. .. có kết cấu kiểu xoay (chiết áp xoay) hoặc theo kiểu trượt (chiết áp trượt) Chiết áp có 3 đầu ra, đầu giữa ứng với con trượt còn hai đầu ứng với hai đầu của điện trở a loại kiểm soát dòng FEE1-PTIT - Điện trở nhiệt: Tecmixto - Điện trở Varixto: VDR - Điện trở Mêgôm : có trị số điện trở từ 108 ÷ 1015 Ω - Điện trở cao áp: Là điện trở chịu được điện áp cao 5 KV ÷ 20 KV - Điện trở chuẩn: Là các điện trở... loại hoặc điện trở miếng + Điện trở cermet (gốm kim loại) FEE1-PTIT Lecture 2 Điện trở miếng (màng vi điện tử) FEE1-PTIT 1Ω ÷ 22M Lecture 2 16 1.6 Phân loại điện trở Một số điện trở đặc biệt b Biến trở - Dạng kiểm soát dòng công suất lớn dùng dây quấn (ít gặp trong các mạch điện trở) - Chiết áp: so với điện trở cố định thì n có thêm một kết cấu con chạy gắn với một trục xoay để điều chỉnh trị số điện trở... hóa trị của nó tham gia vào liên kết cộng hóa trị với 4 nguyên tử Ge (hoặc Si) ở bên cạnh; còn điện tử thứ 5 sẽ thừa ra và liên kết của nó trong mạng tinh thể là rất yếu, ở nhiệt độ phòng cũng dễ dàng tách ra trở thành hạt tải điện điện tử tự do trong tinh thể và nguyên tử tạp chất cho điện tử trở thành các ion dương cố định - Nồng độ điện tử tự do trong chất bán dẫn loại N tăng nhanh nhưng tốc độ tái... cao - Mạng điện trở: Mạng điện trở là một loại vi mạch tích hợp có 2 hàng chân Một phương pháp chế tạo là dùng công nghệ màng mỏng, trong đó dung dịch chất dẫn điện được lắng đọng trong một hình dạng theo yêu cầu b loại chiết áp Lecture 2 17 FEE1-PTIT Lecture 2 2 Tụ điện (Capacitors) -Tụ điện là linh kiện dùng để chứa điện tích Một tụ điện lý tưởng có điện tích ở bản cực tỉ lệ thuận với hiệu điện thế . – Giớithiệu chung -Giớithiệu chung về cấukiện i ntử -Phânloạicấukiện i ntử -Giớithiệuvề vậtliệu i ntử -Nhắclạikiếnthứclýthuyếtmạch cầnbiết -Giớithiệu các phầnmềmEDA hỗ trợ môn học FEE1-PTIT. FEE1-PTIT Lecture 1 1 CẤU KIỆN I N TỬ ELECTRONIC DEVICES KHOA KỸ THUẬT I N TỬ 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - PTIT 7/2008 1/116 FEE1-PTIT Lecture 1 1 CẤU KIỆN I N TỬ ELECTRONIC. 6 1. Giớithiệuchungvề Cấukiện i ntử -Cấukiện i ntử là các phầntử linh kiên rờirạc, mạch tích hợp (IC) …tạonênmạch i ntử, các hệ thống i ntử. -Cấukiện i ntửứng dụng trong nhiềulĩnh vực. Nổibậtnhấtlàứng dụng