Diode Bán Dẫn

Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 1-10Sự 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 t

Chương 1:

dẫn Diode bán

 Giá trị tức thời của thành phần thay đổi

theo thời gian: ie, vce

Ký hiệu

iE = IE + ie

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,

Vật liệu bán dẫn

 Các loại vật liệu bán dẫn thường dùng:

 Silicon (Si)

 Germanium (Ge)

 Gallium Arsenide (GaAs)

Cấu trúc nguyên tử

Cấu trúc tinh thể

Các mức năng lượng

Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 1-10

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

 Cấu trúc tinh thể và sơ đồ mức năng lượng

(xem trang sau)

 Phần tử mạng điện chủ yếu: Lỗ trống

Cấu trúc

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

Cấu trúc

Diode bán dẫn

 Cấu trúc và ký hiệu

 Lớp tiếp xúc pn (pn junction)

Phân cực diode

Quan hệ giữa dòng điện và điện áp

Đặc tuyến Volt Ampere (VA) v D

Diode thực tế và Xấp xỉ

Phương pháp phân tích mạch diode

 Đối với mạch tín hiệu lớn

 Xem như diode lý tưởng

 Đối với mạch tín hiệu bé

 Xem diode như một điện trở động

Chỉnh lưu

Chỉnh lưu là quá trình chuyển đổi tín hiệu xoay

chiều (ac) thành tín hiệu một chiều (dc)

Lưu ý: Các ví dụ trong phần này sử dụng đặc

tuyến diode lý tưởng.

Chỉnh lưu bán kỳ (bán sóng)

Chỉnh lưu toàn sóng(Full wave rectification)

5

_ D4

Mạch lọc

D1

Mạch nhân đôi điện áp

2V

8

Mạch nhân đôi điện áp

Mạch nhân đôi điện áp

VSmax vS: C2 nạp điện qua D1 đến điện áp

Tổng điện áp vS v à VSmax trên C1 (được nạp từ bánkỳ

trước) đặt lên tải RL thông qua D1

 Bán kỳ âm của

VSmax vS: C1 nạp điện qua D2 đến điện áp

Tổng điện áp vS và VSmax trên C2 (được nạp từ bán kỳ

trước) đặt lên tải RL thông qua D2

+ +

Mạch xén

 Mạch xén dùng để loại bỏ điện áp nằm dưới hay

trên một mức chuẩn (reference level)

Mạch ghim điện áp thực hiện việc (shifting operation) theo trục Y vớidi chuyển tín hiệuđộ dịch chuyển phụ thuộc vào dạng sóng ngõ vào

luôn được ghim (clamped) tại

sử D C iode lý tưởng,

sao cho tín hiệu ngõ một giá trị cố định ra

Phân tích mạch diode- tín hiệu nhỏ

Lưu ý: Các ví dụ trong phần này sử dụng đặc

tử phi tuyến

T

Mạch tương đương Thevenin của phần tuyến

_

iD+ R

_

Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM

Phân tích mạch diode- tín hiệu nhỏ

Phân tích mạch diode- tín hiệu nhỏ

Điện áp tương đương

Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM

Phân tích mạch diode- tín hiệu nhỏ

Phân tích mạch diode- tín hiệu nhỏ

Phân tích mạch diode- tín hiệu nhỏ

Phân tích mạch diode- tín hiệu nhỏ

 R1 // R L

R Tac r i

Phân tích mạch diode- tín hiệu nhỏ

Khoa Điện – Điện tử - Đ

 IZmin: Dòng phân cực nghịch

tối thiểu để vZ = VZ, thường

IZmin = 0.1IZmax

 PZmax = VZ IZmax: Công suất tối đa tiêu tán trên Diode Zener

 Để IZmax  iZ  IZmin với mọi giá trị của vS và iL: min(iZ) 

IZmin và max(iZ)  IZmax

I L max Z min I L min Z max

I L max (V S max  VZ ) I L min (V S min  VZ )

và: I Z max I L max vàI:Z min  0.1I Z max  I L min  I Z max  10I L min

Thiết kế: Làm theo thứ tự ngược lại để xác định

của Diode Zener và Ri

IZmax

Diode Zener

 Diode Zener thực tế Đặc tuyến VA

200 0.5

1-46 { R J o ad}

D iode

r ectifie r

Nguồn DC

Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM

Nguồn DC

1-48