tài liệu Diode bán dẫn hay nhất

Chương 2. Điôt bán dẫnChất bán dẫn (Semiconductor) làchất nằm giữa chất dẫn điện và chấtcách điện về khả năng dẫn dòng điện.Chất bán dẫn hoạt động như một chấtcách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫnđiện ở nhiệt độ phòng, khi ở nhiệt độphòng: ρ = 104 ÷ 107 Ω.m.22.1.3. Chất bán dẫn thuầnChất bán dẫn mà ở mỗi nút của mạng tinh thể củanó chỉ có nguyên tử của một loại nguyên tố thì chấtđó gọi là chất bán dẫn thuần (Intrinsic).Hai chất bán dẫn thuần hay được sử dụng nhấttrong kỹ thuật điện tử là Silic và Gecmani. Trong đóSi được sử dụng nhiều hơn Ge.Hình 2.2. Cấu trúc nguyên tử của Si và GeSilicon Germanium3Hạt tải điện trong chất bán dẫn thuầncác electron góp chungHình 2.3. a)Cấu trúc mạng tinh thể; b)Liên kết cộng hoá trị trong Si.n = p = niĐối với Silic:42.1.4. Chất bán dẫn loại P và loại NCó hai chất bán dẫn tạp chất đó là loại N và loại P.2.1.4.1. Chất bán dẫn loại NỞ chất bán dẫn tạp loại N: nồng độ hạt dẫn điện tử (nn)nhiều hơn nhiều nồng độ lỗ trống pnvà điện tử được gọilà hạt dẫn đa số, lỗ trống được gọi là hạt dẫn thiểu số:

2.1.3 Chất bán dẫn thuần

Chất bán dẫn mà ở mỗi nút của mạng tinh thể của

nó chỉ có nguyên tử của một loại nguyên tố thì chất

đó gọi là chất bán dẫn thuần (Intrinsic)

Hai chất bán dẫn thuần hay được sử dụng nhấttrong kỹ thuật điện tử là Silic và Gecmani Trong đó

Si được sử dụng nhiều hơn Ge

2.1.4 Chất bán dẫn loại P và loại N

Có hai chất bán dẫn tạp chất đó là loại N và loại P

2.1.4.1 Chất bán dẫn loại N

Ở chất bán dẫn tạp loại N: nồng độ hạt dẫn điện tử (nn)nhiều hơn nhiều nồng độ lỗ trống pn và điện tử được gọi

là hạt dẫn đa số, lỗ trống được gọi là hạt dẫn thiểu số:

nn >> pn

2.1.4.2 Chất bán dẫn loại P

Để tạo ra chất bán dẫn loại P, người ta pha các nguyên

tử có hoá trị III,ví dụ như các nguyên tử Al(nhôm), B(Bo),In(Indi), Ga(Gali), vào chất bán dẫn thuần Silic hoặcGemani

lỗ trống từ nguyên tử B Vùng dẫn

Vùng hoá trị

Mức năng lượng tạp chất

Hình 2.6 Đồ thị vùng năng lượng và cấu trúc mạng tinh thể của chất bán dẫn loại

P.

Trong chất bán dẫn loại P: pP >> nP

2.2 Nguyên lý hoạt động của mặt ghép P – N

2.2.1 Mặt ghép P-N khi chưa phân cực

2.2.2 Mặt ghép P-N khi phân cực thuận

UthR

Hình 2.9 Tiếp xúc PN khi phân cực thuận và đồ thị vùng năng lượng

Dòng lỗ trống

Dòng điện tử Vùng dẫn

Vùng hoá trị

Hiện tượng tái hợp

2.2.4 Tiếp xúc P-N khi phân cực ngược

R

Ung

Hình 2.10 Tiếp xúc PN khi phân cực ngược và đồ thị vùng năng lượng

Vùng dẫn Vùng hoá trị

2.2 ®ièt b¸n dÉn

Néi dung

2.2.1 CÊu t¹o

Điôt có cấu tạo là một tiếp xúc PN với hai điện cực nối với hai miền P và N Điện cực nối với miền N gọi là catốt và điện cực nối với miền P gọi là anốt.

K

A

2.2.3.§Æc tuyÕn v«n- ampe

KÝ HIÖU MéT Sè loai §IèT

2.2.4 Mét sè lo¹i ®ièt th-êng gÆp

* Th-êng ®-îc sö dông trong

c¸c m¹ch chØnh l-u.

* §iÖn ¸p sôt trªn ®ièt khi ph©n

cùc thuËn th-êng = 0,7V(Si) vµ

0,3V(Ge)

t¨ng th× dßng ®iÖn ch¹y qua

®ièt l¹i gi¶m

H×nh d¹ng thùc tÕ cña diode tunnel (asaki diode)

Tunnel diodes are usually

made from germanium ,

but can also be made

in gallium

arsenide and silicon materials

They can be used

as oscillators , amplifiers ,

frequency

converters and detectors [3]

Khi điốt phân cực ngược, vùng nghèo có xu hướng mở rộng ra,

thực chất đó là hai khối điện tích trái dấu, khi đó tiếp xúc p-n

được coi như một tụ điện Điện áp phân cực ngược càng tăng,

điện dung tụ càng lơn Như vậy có thể dùng điện áp để điều khiển điện dung điện dung (C­T) thay đổi từ 40pF đến 4pF khi điện áp ngược thay đổi từ 1V đến 40V

varactor diode

voltage, the capacitance of the diode

can be made to vary

MỘT SỐ THAM SỐ CỦA ĐIỐT

Type Maximum

Breakdown Voltage (Điện áp đánh thủng)

Maximum Current Rating (Dòng cực đại)

Forward Voltage Drop(Điện áp ghim khi phân cực thuận)

Switching Speed (Tốc độ chuyển mạch)

Applications (Ứng dụng)

High Voltage Rectifier

b Chỉnh lưu cả chu kỳ dùng 2 điốt

2 H¹n chÕ ®iÖn ¸p

M¹ch h¹n chÕ trªn

Diode zener thường được dùng trong

các mạch ổn áp Mạch hình bên là 1

mạch ổn áp đơn giản để tạo ra điện

thế không đổi ở 2 đầu RL Điện thế

zener như là một mức chuẩn để so

sánh với một mức điện thế khác Ngoài

ra diode zener còn được sử dụng rộng

rãi trong các mạch điều khiển, bảo

vệ

BÀI TẬP VỀ NHÀ

H×nh 2.30

 14 Cho mạch điện hình 2.33.

 a Xác định VL, IL, IZ và IR nếu RL=180 

qúa công suất

H×nh 2.33