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

Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử CHƯƠNG 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ CHẤT BÁN DẪN SEMI CONDUCTOR Người ta chia các vật liệu điện ra làm 3 nhóm chính là : chất dẫn điện, chất cách điện và

Trang 1

Tài liệu giảng dạy môn: Linh kiện Điện Tử

CHƯƠNG 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ CHẤT BÁN DẪN

( SEMI CONDUCTOR )

Người ta chia các vật liệu điện ra làm 3 nhóm chính là : chất dẫn điện, chất cách điện và chất bán dẫn

Trang 2

Người ta bảo rằng, chất bán dẫn (Semi – conductor) là chất có

điện trở suất trung bình giữa chất dẫn điện (kim loại) và 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

Trang 3

2

1W

Hình 4-1-1: Đồ thị năng lượng của chất rắn

Miền (1) được gọi là miền hoá trị hay miền đầy: là miền bị lấp hoàn toàn bởi các e

Miền (2) miền dẫn: là miền năng lượng chưa bị các e chiếm hết

Ở giữa là miền cấm: là miền năng lượng không có các e chiếm giữ

Trang 4

Trang 5

CƠ CHẾ DẪN ĐIỆN CỦA HẠT DẪN

Trang 6

w

W d

W F

1 2

CHẤT BÁN DẪN LOẠI N (Negative)

w

W d

W F

1 2

CHẤT BÁN DẪN LOẠI N (Negative)

Trang 7

CHẤT BÁN DẪN LOẠI P (Positive)

Trang 8

TIẾP XÚC P-N (CHUYỂN TIẾP P-N)

Trang 9

E tx

TIẾP XÚC P-N KHI KHÔNG CÓ ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI

Trang 10

TIẾP XÚC P-N KHI CO ÙĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI

Trang 11

?

TIẾP XÚC P-N KHI CoÙÙ ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI

(PHÂN CỰC THUẬN)

Trang 12

ĐẶC TUYẾN V-A CỦA MỐI NỐI P-N

Hình 4-1-10: Đặc tuyến V-A của mối nối P-N

=

U q osat N

I

Trang 13

Ở nhiệt độ phòng 250C hay 2980K, người ta định nghĩa hệ số nhiệt VT :

mV q

KT

19 - 10 1,6.

298

=

U osat

N

I

Trang 14

Tóm lại :

Khi phân cực nghịch lớp tiếp xúc P-N : Vùng nghèo

mở rộng, dòng qua lớp tiếp xúc nhỏ bằng dòng trôi của 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 và tăng theo điện áp, là

dòng Ikt của hạt đa số : IP-N = Iosat.eU/25mV

Trang 15

Trang 16

ĐẶC TUYẾN VOLT – AMPRE CỦA DIODE

0,5 1,0

10

20 30 40 50 60 70

Vùng phân cực thuận

0,2 3μA

Si Ge

với Si: Vγ = 0,5 -> 0,7V Ge: Vγ = 0,2 -> 0,3V

) 1

V osat

D

De I

I

Trang 17

MẠCH KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN V – A CỦA DIODE

Hình 4-2-4: Mạch khảo sát Diode khi phân cực nghịch Khi phân cực thuận

R1 2K2

0 -> 15V

Vs + +

0 -> 15V

Vs

D1

R1 2K2 D1

Trang 18

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN DIODE

- Khi nhiệt độ tăng , thì Vγ giảm:

với Kv = -2,5mV/0C (đối với Ge) = -2mV/0C (đối với Si)

- Khi nhiệt độ tăng , thì dòng bảo hòa ngược Iosat tăng

với Iosat (R) : dòng điện rỉ ở nhiệt độ phòng 250C

Kv T

V

O = Δ

Δ γ

Iosat = Iosat (R) eK

I (T –25)

KI : hệ số nhiệt = 0,07/0C (đối với Ge) = 0,12/0C (đối với Si)

T : nhiệt độ môi trường

Iosat: dòng rỉ ở nhiệt độ T

Trang 19

CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA DIODE

- Chất bán dẫn chế tạo để có VF (Vγ)

- IFmax : dòng điện thuận tối đa

- IRmax (Is) dòng điện nghịch tối đa

Trang 20

Ví Dụ :

Trang 21

HÌNH DẠNG CỦA MỘT SỐ DIODE

50A 25÷30A

5÷12A 3A

80÷400A

1000A 160÷650A

Hình 4-2-5: Hình dạng một số diode

Trang 22

ĐIỆN TRỞ VÀ TỤ CỦA DIODE

Tại điểm hoạt động trên đặc tuyến,

điện trở tĩnh của diode được xác định theo

công thức:

RDC = V ID

D (Ω)

Ví dụ như hình vẽ 4-2-6,

Ở điểm Q : RDC = 0.8V/ 20mA = 40 (Ω)

Tại 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 rất nhỏ => RD lớn

=> Người ta lợi dụng tính chất này để đo thử diode bằng đồng hồ VOM

Trang 23

CÁCH ĐO THỬ – KIỂM TRA DIODE:

- Để VOM ở giai R x 100 :

VOM

ĐEN ĐEN

Hình 4-2-7: Cách đo thử diode

- Nếu Rt = Rng = 0Ω : Diode nối tắt

- Nếu Rt = Rng = ∞ Ω : Diode đứt

Trang 24

2 Điện trở động : rd

rd = ΔVD / ΔID =dVD / dID

Ở nhiệt độ phòng (250C), ta có KT/q = 25mV, nên

Trang 25

3 Tụ của mối nối p – n :

a Tụ của diode khi phân cực ngược:

10pF

5pF 15pF

-5V -15V

-25V -20V 0,25V 0,5V

Hình 4-2-8: Đặc tuyến của tụ chuyển tiếp CT và tụ khuếch tán C D của một diode Si

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	452,78 KB