Bài Giảng Diode Bán Dẫn

Cấu trúc nguyên tử... Cấu trúc tinh thể... Các mức năng lượng... Cấu trúc tinh thể và sơ ồ đ mức năng lượng xem trang sau.• Phần tử mang i đ ện chủ yếu: Electron negative: n-type materia

H

ĐIỆ N

TỬ

Chương 1.

Diode bán dẫn

Cấu trúc nguyên

tử

Cấu trúc tinh

thể

Các mức năng

lượng

Cấu trúc tinh thể và sơ ồ đ mức năng lượng (xem trang sau).

• Phần tử mang i đ ện chủ yếu: Electron (negative): n-type material

Bán dẫn loại

p

•

Chất ưa đ vào: Chất nhận (acceptor material) Ví dụ:

• Cấu trúc tinh thể và sơ ồ đ mức năng lượng

Boron (III)

• Phần tử mang i đ ện chủ yếu: Lỗ trống (positive): p-type

material

Bán dẫn loại

n

•

Chất ưa đ vào: Chất cho (donor material) Ví dụ: Phosphorus (V)

• Cấu trúc tinh thể và sơ ồ đ mức năng lượng

• Phần tử mang i đ ện chủ yếu:

Electron(negative):

n-type material

• LED (light-emitting diode): tạo ánh sáng

• Tunnel diode: bộ tạo dao ộ đ ng i đ ện trở âm

• Photo diode: cảm biến ánh sáng

Phân cực của

diode

Quan hệ

giữa

_ +

vi > 0: iD > 0 và vD = 0 (Diode ngắn mạch: short circuit)

• v i < 0: v D < 0 và i D = 0 (Diode hở mạch: open circuit)

_ +

Quan hệ giữa dòng điện & điện

áp

tìm dòng

qua diode.

a Giả sử diode ON => V D =0 với I D >0

I D >0 (đúng với giả thiết)

b Giả sử diode OFF => ID=0 với VD<0

10=10 4 I D - V D

=>V D =-10V

I D =0 (đúng với giả thiết)

Quan hệ giữa dòng điện & điện

áp

tưởng, tìm V?

Đặctuyến

Volt

Ampere (VA)

Đặc tuyến Volt Ampere

Phương pháp

phân

tíchmạchdiode

•

Đối với mạch tín hiệu lớn

 Xem như diode lý tưởng

 giải tích mạch

•

Đối với mạch tín hiệu bé

 Xem diode như một iện t đ rở động

V ii

VL

Chỉnh

lưu

• Chỉnh lưu là quá trình chuyển ổi đ tín hiệu

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

• Có 2 loại chỉnh lưu:

• Chỉnh lưu bán kỳ (Half-wave rectification)

• Chỉnh lưu toàn kỳ (Full-wave rectification)

xoay

diode lý tưởng.

1

+ v

1

v R

h

lọc

D1

8

• Tụ C được nạp nhanh đến giá trị Vmax của i đ ện áp v0(t).

• Khi v0(t) giảm, tụ C phóng i đ ện qua RL với quy luật:

h

lọc

D1

8 1

• C1 nạp điện qua D2 đến điện áp VSmax

VSmax trên C2 (được nạp từ bán kỳ trước) đặt lên tải RL

+

Mạch ghim

đỉnh

Mạch ghim điện

áp

• Thực hiện việc di chuyển tín hiệu (shifting operation) theo trục Y với độ dịch chuyển phụ thuộc vào dạng

sóng ngõ vào sao cho tín hiệu ngõ

(clamped) tại một giá trị cố định.

ra luôn được ghim

tối thiểu ể đ vZ = VZ, thường

IZmin = 0.1IZmax

 PZmax = VZIZmax: Công suất

tối a

đ tiêu tán trên Diode Zener

• Với yêu cầu về nguồn (v S ) và tải (i L ) cho trước

L max S max Z L min S min Z

 Chọn Diode Zener để: I Z max 

 0.9VZ  0.1VS max

VS min

  0.1I Z max    10I L min

Diode Zener và R i

I Zmax của

I Z max



I Z max I L max

IZmax = 0.533A  Ri = 15.8 

Cần xét ến đ công suất tiêu tán cực ại đ trên Ri và Diode Zener:

• Trên Ri: PRimax = (VSmax – VZ)2 / Ri = 6.33 W

Diode

Zener

• Đặc tuyến VA

Bài

tập

• Bài 1.3, 1.20, 1.23, 1.24,

1.40