bài giảng chương diode bán dẫn

1.1 Cấu tao và nguyên tắc hoạt độngBiểu thức diode / V mV T 1 s Trong đó: I: dòng qua chuyển tiếp mA V: Điện áp trên chuyển tiếp dương khi phân cực thuận V Is: Dòng bão hòa ngược mA m: H

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Trang 2

Tài liệu tham khảo

Circuits ,2nd Ed , Macmillan 1991

[2] Lê Phi Yến, Nguyễn Như Anh, Lưu Phú, Kỹ thuật điện tử, NXB Khoa học kỹ thuật

[3] Allan R Hambley, Electrical Engineering:

Principles and Applications , Prentice Hall,4 edition

(2007)

[4] Slide bài giảng môn Kỹ thuật điện tử cô Lê Thị Kim Anh

Trang 4

1) Diode chỉnh lưu

1.1) Cấu tao và nguyên tắc hoạt động

Diode là một chuyển tiếp PN được đặt vào trong vỏ linh kiện và được kết nối với bên ngoài thông qua

các chân linh kiện

Trang 5

vùng nghèo

Chiều khuếch tán lỗ trống

NA: Nồng độ tạp chất acceptor trong bán dẫn loại P

N : Nồng độ tạp chất donor trong bán dẫn loại N:

Vy

Trang 6

Chiều khuếch tán lỗ trống

Trang 7

Biểu thức diode

/( V mV T 1)

s

Trong đó:

I: dòng qua chuyển tiếp (mA)

V: Điện áp trên chuyển tiếp (dương khi phân cực thuận) (V)

Is: Dòng bão hòa ngược (mA)

m: Hệ số phát, phụ thuộc vào loại vật liệu

V : Điện thế nhiệt (V)

Trang 8

1 ( )

s

n BR

I I

V V

Trang 9

1.2) Các thông số

a) Điện trở 1 chiều (điện trở đối với dòng 1 chiều)

- Phân cực thuận:

th th

th

V R

ng

V R

I



Có giá trị rất lớn (Hàng trăm K)

Trang 10

b) Điện trở xoay chiều (điện trở vi phân)

Được xem xét khi ta quan tâm đến sự

thay đổi nhỏ của điện áp ∆V mà dẫn đến

sự thay đổi của dòng điện ∆I

Sự thay đổi của ∆V và ∆I phải đủ nhỏ để

đảm bảo bảo đoạn làm việc có độ dốc

không thay đổi nhiều, lúc này có thể xem

Trang 11

c) Điện dung

Điện dung chuyển tiếp P-N Co = Ch.rào + Ck.tán

Điện dung hàng rào C h.rào

- Hình thành do hai miền điện

tích khác dấu nằm đối diện nhau

- Điện áp ngược tăng thì Ch.rào

giảm

Điện dung khuếch tán C k.tán

- Hình thành do hiện tượng phunhạt dẫn giữa miền P và miền Nkhi phân cực thuận

- Với tín hiệu tần số thấp, ảnh hưởng Co có

thể bỏ qua

- Với tín hiệu tầng số cao, Co ảnh hưởng làm

giảm trở kháng theo chiều nghịch ở tần số cao,

Trang 12

1.3) Phân tích mạch DC chứa diode

Trong thực tế, để dễ dàng trong việc phân tích mạch đặc tuyến của diode được xem như thẳng đứng

Vy = 0.7V đối với diode Silicon

Vy = 0.3V đối với diode

V

I

Vy

Diode dẫnDiode tắt

O

Trang 13

1.4) Phân tích mạch tín hiệu nhỏ

Nói chung linh kiện điện tử có thể hoạt động ở hai chế độ: tính hiệu nhỏ và tín

hiệu lớn

- Chế độ tín hiệu nhỏ: là chế độ trong đó dòng và áp của linh kiện thay đổi

trong một đoạn đủ nhỏ của đặc tuyến để có thể xem như là tuyến tính

- Chế độ tín hiệu lớn: là chế độ trong đó dòng và áp của linh kiện thay đổi trên

toàn bộ đường cong đặc tuyến của linh kiện

wt

vI(t)E

Trang 14

1.4) Phân tích mạch tín hiệu nhỏ

Quy ước:

- iD(t), vD(t): giá trị dòng điện và điện áp tức thời qua

diode

- ID, VD: giá trị dòng điện và điện áp DC qua diode

- id(t), vd(t): giá trị dòng điện và điện áp xoay chiều (ac)

Trang 16

1.5) Phân tích mạch tín hiệu lớn và ứng dụng

- Mạch chỉnh lưu dùng diode (bán

kỳ)

(d)

Trang 17

- Mạch chỉnh lưu dùng diode (2 bán kỳ):

Trang 19

- Mạch nguồn dùng diode:

- Mạch nguồn dùng IC ổn áp 7805:

Trang 21

2) Diode Zener

2.1) Cấu tạo và đặc tuyến

- Vẫn là chuyển tiếp PN, nhưng được chế tạo bằng vật liệu chịu nhiệt và

tỏa nhiệt tốt.

Trang 22

2) Diode Zener

Trong vùng phân cực

thuận, Zener hoạt động

như diode thường, điện áp

rơi trên diode là Vy khi

diode dẫn.

Trang 23

Trong vùng phân cực ngược, zener

có dòng ngược nhỏ khi áp ngược <

áp đánh thủng (breakdown)

Tại điểm áp ngược = áp breakdown,

dòng ngược bắt đầu tăng nhanh,

dòng Iz, và áp ngược rơi trên diode

thay đổi không đáng kể, áp Vz

+

Vz

_

Trang 24

2.2) Các tham số

/ /

Trang 25

V R

I

min

Z L

L

V R

Trang 26

2.3) Các ứng dụng: dùng trong mạch ổn áp

Z L

L

V I

Trang 27

- IZmin khi VDCmin và ILmax

- IZmax khi VDCmax và ILmin

min 1

max min

DC Z S

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	2,06 MB