CƠ SỎ ĐIỆN TỬHệ thống điện tử hàng không bao gồm các thiết bị điện tử và các thiết bị chất bán dẫn như : điot, transitor và mạch tích hợp.. Chương học này sẽ cung cấp cho chúng ta cái nh
Trang 1CƠ SỎ ĐIỆN TỬ
Hệ thống điện tử hàng không bao gồm các thiết bị điện tử và các thiết bị chất bán dẫn như : điot, transitor và mạch tích hợp Chúng là những phần từ cơ bản của những hệ thống này Chương học này
sẽ cung cấp cho chúng ta cái nhìn tổng quan về lý thuyết cũng như là hoạt động của chất bán dẫn và ứng dụng của nó trong những mạch cơ bản
I Lý thuyết chất bán dẫn
Chất bán dẫn là những chất có đặc điểm trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện Các chất bán dẫn phổ biến như là : Silic, germanium(Ge), selenium(Se), gallium Ở trạng thái tinh khiết, những chất này có rất ít các hạt electron tự do để có thể dẫn điện Tuy nhiên, có thể nhận thêm từ các nguyên tử tạp chất để chất bán dẫn bị thay đổi cấu trúc và có tính dẫn điện
Nguyên tử bao gồm các hạt mang điện tích dương(proton) và các hạt mang điện tích âm(electron) Trong
đó số hạt electron bằng số hạt proton Do đó tổng điện tích trong nguyên tử bằng không
Trong nguyeeng tử, electron chuyển động xung quanh hạt nhân và quỹ đạo chuyeer động của chúng tạo thành lớp vỏ Số electron tối đa của lớp thứ nhât là 2e, lớp thứ 2 là 8e, lớp thứ 3 là 18e… Cần nhớ rằng lớp vỏ ở xa hạt nhân nhất gọi là lớp vỏ hóa trị Nó có vai trò vô cùng quan trọng đến tính chất của nguyên
tử (valence shell)
Nếu lớp vỏ hóa trị có tối đa số electron thì chúng liên kết chặt chẽ với nhau và chất trở nên cách điện Ngược lại, nếu lớp vỏ hóa trị chưa điền đầy số electron thì các hạt electron có thể dễ dàng tách ra khỏi liên kết quỹ đạo của chùng và chất có thể dẫn được điện
Trong các chất bán dẫn tinh khiết, silicon là một chất cách điện bởi vì silicon có liên kết cộng hóa trị vô cùng chặt chẽ làm cho các electron không thể di chuyển tự do
Hình 1: Cấu trúc phân bố của một một chất bán dẫn tinh khiết.
Trang 2Tuy nhiên, nếu có một nguyên tử của phần tử khác có 5electron ở lớp vỏ hóa trị thì sẽ dẫn tới sự dư thừa electron( hình 2) Các hạt electron này có thể tự do di chuyển động và có thể tạo thành dòng điện nếu được đặt vào một suất điện động
Hình 2: Ảnh hưởng của sự xuất hiện nguyên tử
có 5e lớp ngoài cùng( pentavalent)
Bất kể nguyên tố tạp chất có làm tăng lượng điện tử hoặc lỗ trống, vật liệu sẽ không còn hoạt động như chất cách điện nữa, và không có các tính chất mà chúng ta thường liên kết với một dây dẫn kim loại Thay vào đó, chúng ta gọi mate-rial là chất bán dẫn - thuật ngữ chỉ đơn giản chỉ ra rằng chất này không còn là một chất cách điện tốt hay một chất dẫn điện tốt nhưng có các tính chất của một số thứ giữa hai!
Ví dụ về chất bán dẫn bao gồm gecmani (Ge) và silic (Si)