Tài liệu giảng dạy môn Linh kiện điện tử - Đại cương về chất bán dẫn potx

25 954 4
Tài liệu giảng dạy môn Linh kiện điện tử - Đại cương về chất bán dẫn potx

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CHƯƠNG 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ CHẤT BÁN DẪN ( SEMI CONDUCTOR ) Người ta chia vật liệu điện làm nhóm : chất dẫn điện, chất cách điện chất bán dẫn Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử Người ta bảo rằng, chất bán dẫn (Semi – conductor) chất có điện trở suất trung bình chất dẫn điện (kim loại) chất cách điện (điện môi) - Chất dẫn điện có điện trở suất ρ = 10-6 ÷ 10-4 Ωm - Chất bán dẫn có điện trở suất ρ = 10-4 ÷ 10+4 Ωm - Chất cách điện có điện trở suất ρ = 10+4 ÷ 10+10 Ωm Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử W Hình 4-1-1: Đồ thị lượng chất rắn Miền (1) gọi miền hoá trị hay miền đầy: miền bị lấp hoàn toàn e Miền (2) miền dẫn: miền lượng chưa bị e chiếm hết Ở miền cấm: miền lượng e chiếm giữ Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử W W W 2 ΔW ΔW Hình 4-1-2: Đồ thị lượng chất dẫn điện W 5-10eV Chất cách điện ΔW 0.2 - 0.5 eV Chất bán dẫn Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CƠ CHẾ DẪN ĐIỆ N CỦA HẠT DẪN Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CHẤT BÁN DẪ N LOẠI N (Negative) w WF Wd Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CHẤT BÁN DẪN LOẠI P (Positive) w Wa WF Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử TIẾ P XÚ C P-N (CHUYỂN TIẾP P-N) Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử TIẾP XÚC P-N KHI KHÔNG CÓ ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI Etx Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử TIẾP XÚC P-N KHI CO ÙĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử TIẾP XÚC P-N KHI CÙ ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI (PHÂN CỰC THUẬN) ? Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử ĐẶC TUYẾN V-A CỦA MỐI NỐI P-N I(mA) Vùng f.c thuận VR max Vùng f.c nghịch O IOSAT =2μA Vγ V(V) U (V) Hình 4-1-10: Đặc tuyến V-A mối nối P-N qU I P − N = I osat (e kT − 1) Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử Ở nhiệt độ phòng 250C hay 2980K, người ta định nghóa hệ số nhiệt VT : KT 1,38.10 -23.298 VT = = = 25mV q 1,6 10 - 19 Vậy dòng qua lớp tiếp xuùc P-N: U I P − N = I osat (e 25 mV − 1) Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử Tóm lại : Khi phân cực nghịch lớp tiếp xúc P-N : Vùng nghèo mở rộng, dòng qua lớp tiếp xúc nhỏ dòng trôi hạt thiểu số : I = - Iosat (rất bé) Khi phân cực thuận lớp tiếp xúc P-N: Vùng nghèo hẹp, dòng qua lớp tiếp xúc lớn tăng theo điện áp, dòng Ikt hạt đa số : IP-N = Iosat.eU/25mV Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử DIODE BÁN DẪN Thông thường ký hiệu diode thường bắt đầu : 1N, Hình dạng hình vẽ, thân có màu đen vạch có màu tương phả n Vạ ch ngang trê n diode dù ng để xá c định châ n Kathode (K) VD: 1N 4001 ; 1N 4007; 1N 5406 ; 1N 1206 Taøi liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử ĐẶC TUYẾN VOLT – AMPRE CUÛA DIODE I D (mA) V BR max 20 10 70 60 50 40 30 20 10 1μA S Vùng phân cực ngược 3μA I D = I osat (e Ge Si Vùng phân cực thuận 0,5 0,2 1,0 với Si: Vγ = 0,5 -> 0,7V Ge: Vγ = 0,2 -> 0,3V VD 25 mV − 1) Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử MẠCH KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN V – A CỦA DIODE R1 Vs + 2K2 -> 15V R1 Vs + 2K2 -> 15V D1 Hình 4-2-4: Mạch khảo sát Diode phân cực nghịch D1 Khi phân cực thuận Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN DIODE - Khi nhiệt độ tăng , Vγ giảm: ΔVγ ΔT O = Kv với Kv = -2,5mV/0C (đối với Ge) = -2mV/0C (đối với Si) - Khi nhiệt độ tăng , dòng bảo hòa ngược Iosat tăng Iosat = Iosat (R) eKI (T –25) với Iosat (R) : dòng điện rỉ nhiệt độ phòng 250C KI : hệ số nhiệt = 0,07/0C (đối với Ge) = 0,12/0C (đối với Si) T : nhiệt độ môi trường Iosat: dòng rỉ nhiệt độ T Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA DIODE - Chất bán dẫn chế tạo để có VF (Vγ) - IFmax : dòng điện thuận tối đa - VBR max (hay VPIV : peak reverse voltge) : điện áp ngược tối đa - IRmax (Is) dòng điện nghịch tối đa Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử Ví Dụ : Mã số Chất IFmax VRmax Is Công dụng 1N4001 Si 1A 50v 5μA Nắn dòng 1N4002 Si 1A 100v 5μA Nắn dòng 1N4004 Si 1A 400v 5μA Nắn dòng 1N4007 Si 1A 1000v 5μA Nắn dòng 1N5404 Si 3A 400v 5μA Nắn dòng 1N5408 Si 3A 1000v 5μA Nắn dòng Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử HÌNH DẠNG CỦA MỘT SỐ DIODE 1A 1.5A 3A 5÷12A 25÷30A 50A 80÷400A 160÷650A Hình 4-2-5: Hình dạng số diode 1000A Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử ĐIỆN TRỞ VÀ TỤ CỦA DIODE I D (mA) Điện trở tónh : RDC Tại điểm hoạt động đặc tuyến, Q 20mA điện trở tónh diode xác định theo công thức: VD (Ω) RDC = ID 10V Q’’ Ví dụ hình vẽ 4-2-6, 2mA Q’ 2μA 0, 5V Hình 4-2-6 Ở điểm Q : RDC = 0.8V/ 20mA = 40 (Ω) Taïi Q’: RDC = 0.5/ 2mA = 250 Ω ( pcthuận) Tại Q”: RDC = -10/ -2μA = 5MΩ (pc nghịch) Nhận xét : Khi phân cực thuận : ID tăng lên mạnh => RD nhỏ Khi phân cực nghịch : ID nhỏ => RD lớn => Người ta lợi dụng tính chất để đo thử diode đồng hồ VOM VD (V) 0, 8V Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CÁCH ĐO THỬ – KIỂM TRA DIODE: - Để VOM giai R x 100 : DIODE ĐEN DIODE ĐỎ VOM PHÂN CỰC THUẬN ĐEN ĐỎ VOM PHÂN CỰC NGHỊCH Hình 4-2-7: Cách đo thử diode - Nếu Rt = Rng = 0Ω : Diode nối tắt - Neáu Rt = Rng = ∞ Ω : Diode đứt Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử Điện trở động : rd rd = ΔVD / ΔID =dVD / dID Ở nhiệt độ phòng (250C), ta có KT/q = 25mV, nên rd = 25(mV)/ID(mA) Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử Tụ mối nối p – n : a Tụ diode phân cực ngược: Với ε = ε0 x11,7 (Si) ε = ε0 x 15,8 (Ge) S Cp = ε d ε0 =8,85 x10-12F/m S: tiết diện mối nối P-N d: Độ rộng vùng nghèo b Tụ diode phân cực thuận: CD = dQ dV : gọi tụ khuếch tán 15pF 10pF 5pF Phân cực thuậ n Phâ n cực nghịch -25V -20V -15V -10V -5V O 0,25V 0,5V VD Hình 4-2-8: Đặc tuyến tụ chuyển tiếp CT tụ khuếch tán CD diode Si ... liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CHẤT BÁN DẪ N LOẠI N (Negative) w WF Wd Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CHẤT BÁN DẪN LOẠI P (Positive) w Wa WF Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện. .. kiện Điện Tử W W W 2 ΔW ΔW Hình 4-1 -2 : Đồ thị lượng chất dẫn điện W 5-1 0eV Chất cách điện ΔW 0.2 - 0.5 eV Chất bán dẫn Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CƠ CHẾ DẪN ĐIỆ N CỦA HẠT DẪN Tài liệu. .. Điện Tử TIẾ P XÚ C P-N (CHUYỂN TIẾP P-N) Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử TIẾP XÚC P-N KHI KHÔNG CÓ ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI Etx Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử TIẾP XÚC P-N KHI CO ÙĐIỆN

Ngày đăng: 05/07/2014, 11:20

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • CHƯƠNG 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ CHẤT BÁN DẪN

    • ĐẶC TUYẾN VOLT – AMPRE CỦA DIODE

    • MẠCH KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN V – A CỦA DIODE

    • ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN DIODE

      • CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA DIODE

      • Chất

        • HÌNH DẠNG CỦA MỘT SỐ DIODE

        • ĐIỆN TRỞ VÀ TỤ CỦA DIODE

        • CÁCH ĐO THỬ – KIỂM TRA DIODE:

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan