Giáo trình Vô tuyến điện tử: Phần 1

(NB)Giáo trình Vô tuyến điện tử: Phần 1 sau đây được biên soạn nhằm trang bị cho các bạn những kiến thức về linh kiện điện tử, mạch khuếch đại (hệ số khuếch đại, khuếch đại điện áp âm tần, khuếch đại cao tần, khuếch đại công suất,...). Mời các bạn tham khảo.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

PHAN THANH VÂN

VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ 

TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ - 2003

MỤC LỤC

Mục lục 2

Lời nói đầu 5

Nguyên tắc liên lạc bằng vô tuyến điện 6

Chương I: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 7

Bài 1: Vật liệu linh kiện điện tử 7

I Cơ sở vật lý của vật liệu linh kiện 7

1 Cấu trúc mạng thể 7

2 Các mức năng lượng của nguyên tử 7

II Thuyết vùng năng lượng 8

III Phân biệt điện môi – chất bán dẫn – kim loại 9

IV Chất bán dẫn 9

Bài 2: Linh kiện điện tử thụ động 13

1 Điện trở 13

2 Tụ điện 14

3 Cuộn cảm 16

4 Biến áp 16

Bài 3: Linh kiện bán dẫn 17

I- Các hiện tượng tiếp xúc 17

1 Tiếp xúc kim loại – bán dẫn 17

2 Tiếp xúc P-N 18

3 Tiếp xúc kim loại – điện môi – chất bán dẫn 19

II- Điốt bán dẫn 20

III- Transistor 27

1 Nguyên tắc hoạt động 28

2 Đo thử transistor 29

3 Cách đặt tên cho transistor 30

4 Các chế độ làm việc của transistor 30

5 Phân cực 33

6 Các cách mắc mạch khuếch đại cơ bản của transistor 34

IV-Transistor trường 35

1 Transistor trường cổng tiếp giáp 35

2 Transistor trường cổng cách điện 37

3 Có bảo vệ 38

4 Mosfet loại 2 cổng 39

5 Các loại mosfet khác 39

6 Cách đo 40

7 Những điều cần chú ý khi sử dụng Mosfet 40

8 Transistor quang trường 40

9 Các sơ đồ mắc transistor trường 41

V- Transistor đơn nối 42

VI- Thyristor 44

1 Điốt Silic chỉnh lưu có điều khiển 44

2 Triac, Diac 46

VII- Linh kiện biến đổi quang điện 51

1 Điốt phát quang 51

2 LED hồng ngoại 56

3 Laser bán dẫn 57

4 Photo – Điốt 59

5 Mặt chỉ thị tinh thể lỏng 59

Chương II: MẠCH KHUẾCH ĐẠI 61

I Hệ số khuếch đại 61

II Khuếch đại điện áp âm tần 61

1 Tầng khuếch đại điện áp âm tần đơn 62

2 Mạch khuếch đại điện áp âm tần gồm 2 tầng ghép RC 63

3 Mạch khuếch đại điện áp âm tần gồm 2 tầng ghép trực tiếp 65

4 Tần khuếch đại cảm kháng 66

5 Tầng khuếch đại ghép biến áp 67

III- Khuếch đại cao tần 67

1 Tầng khuếch đại cộng hưởng 67

2 Tầng khuếch đại giải tần 68

IV- Khuếch đại công suất 68

1 Tầng khuếch đại công suất đơn 68

2 Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo (Push-pull) 69

V- Mạch hồi tiếp 71

VI- Máy tăng âm 72

Chương III: MÁY PHÁT DAO ĐỘNG 135

I- Máy phát dao động điều hòa 135

1 Máy phát dao động điều hòa cao tần 135

2 Máy phát dao động điều hòa âm tần 137

3 Máy phát dao động 141

II- Máy phát dao động không điều hòa 143

1 Mạch dao động đa hài 143

2 Mạch dao động tạo điện áp răng cưa 146

Chương IV: BIẾN ĐIỆU VÀ TÁCH SÓNG 148

Bài 1: Biến điệu sóng cao tần 148

I- Biến điệu dao động 148

II- Biến điệu biên độ 149

1 Nguyên tắc 149

2 Hệ số biến điệu 151

3 Phổ của dao động biến điệu 151

4 Công suất của dao động biến điệu 152

5 Các sơ đồ thực hiện biến điệu biên độ 153

6 Ưu và khuyết điểm của điều chế biên độ 153

III- Biến điệu tần số 154

1 Nguyên tắc 154

2 Phổ của dao động biến điệu 155

3 Ưu và khuyết điểm của điều chế tần số 157

Bài 2: Tách sóng 158

I- Tách sóng biên độ 158

1 Nguyên tắc 158

2 Mạch điện tách sóng biên độ 160

II- Tách sóng tần số 162

Chương V: HỆ DAO ĐỘNG 166

I- Mạch dao động có thông số tập trung 166

1 Dao động riêng 166

2 Dao động cưỡng bức – sự cộng hưởng 169

II- Hệ dao động có thông sô phân bố 173

1 Mạch dao động có thông số phân bố 173

Chương VI: ĂNG-TEN VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG VÔ TUYẾN ĐIỆN 178

I- Ăng-ten 178

1 Bức xạ năng lượng điện từ của ăng-ten 178

2 Bức xạ định hướng của ăng-ten 179

3 Ăng-ten thu thông dụng 181

III- Sự truyền sóng vô tuyến điện 183

Chương VII: MÁY THU 188

Bài 1: Máy thu thanh 188

I- Sơ đồ khối 189

II- Sơ đồ mạch điện 190

Bài 2: Máy thu hình 192

I- Máy phát hình 192

1 Nguyên tắc 192

2 Cách phân ảnh 193

3 Tần số tín hiệu thị tần 193

4 Tín hiệu thị tần hỗn hợp 194

II- Máy thu hình 196

1 Đèn hình 196

2 Lái tia electron 197

3 Sơ đồ khối 198

4 Mạch tích phân và vi phân 201

Chương VIII: MÁY ĐO ĐIỆN – DAO ĐỘNG KÝ ĐIỆN TỬ 205

I- Nguyên tắc hoạt động 206

1 Ống phóng điện tử 206

2 Thấu kính điện tử 207

3 Bộ phận lái tia 210

II- Cấu tạo và cách sử dụng 212

1 Cấu tạo 212

2 Cách sử dụng 215

Tài liệu tham khảo 219

LỜI NÓI ĐẦU

Giáo trình Vô tuyến điện tử này được biên soạn để phục vụ giảng dạy cho sinh viên khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ chí minh, dựa trên chương trình môn Vô tuyến điện tử của bộ Giáo dục - Đào tạo soạn thảo và dựa trên kinh nghiệm giảng dạy của chúng tôi trong nhiều năm qua

Ngoài những phần trọng tâm của chương trình, chúng tôi có đưa ra những phần đọc thêm

có tính tham khảo để mở rộng kiến thức về ứng dụng trong thực tế cho sinh viên ĐHSP

Chắc chắn giáo trình này còn nhiều thiếu sót, chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của bạn đọc gần xa

NGUYÊN TẮC LIÊN LẠC BẰNG VÔ TUYẾN ĐIỆN

Hình vẽ dưới đây minh họa cho thấy nguyên tắc liên lạc bằng vô tuyến điện:

* Máy phát: Gồm có mạch điện tạo dao động cao tần (1), nguồn tín hiệu cần truyền đi (tín hiệu âm thanh hay tín hiệu hình ảnh ) (2), mạch điện điều chế gửi tín hiệu vào dao động cao tần (3), mạch khuếch đại cao tần (4) và ăng-ten bức xạ dao động điều chế ra không gian (5)

* Máy thu: Gồm có ăng-ten thu (6) nhận dao động cao tần đã điều chế vào máy thu, mạch cộng hưởng (7) chọn đài muốn thu, là mạch tách sóng (8) tách tín hiệu ra khỏi dao động cao tần, mạch khuếch đại công suất (9) và bộ phận lặp lại tín hiệu (10) là loa trong vô tuyến truyền thanh hay đèn hình trong vô tuyến truyền hình

Ngoài ra còn có các mạch điện khác như các tầng khuếch đại, nguồn nuôi cung cấp năng lượng cho máy hoạt động

Hệ thống thu phát vô tuyến điện

Chúng ta sẽ lần lượt đề cập đến các phần chính sau đây:

1.- Cách tạo ra dao động điện từ

2.- Khuếch đại dao động điện từ

3.- Ăng-ten phát và thu dao động điện từ

4.- Sự lan truyền của sóng điện từ trong không gian

Khi nghiên cứu tính dẫn điện của vật rắn, ta chỉ chọn để xem

xét vật rắn cĩ các nguyên tử được sắp xếp tạo nên

một mạng tuần hồn trong khơng gian 3 chiều Ta

khơng xét đến các chất dẻo, thủy tinh, cao su vì

chúng khơng cĩ cấu trúc mạng như vậy

Ví dụ:

Carbon (dạng kim cương) hoặc Silic cĩ cấu trúc tinh thể hồn tồn giống nhau, trong đĩ các nguyên tử nằm ở các đỉnh và tâm của khối lập phương (cấu trúc khối tâm) Mỗi nguyên tử được liên kết với 4 nguyên tử kế cận (Carbon dạng graphit cĩ cấu trúc khác)

Các liên kết của mỗi nguyên tử Silic

2.- Các mức năng lượng của nguyên tử

Ta biết các electron trong nguyên tử, sẽ chiếm các tầng cĩ các mức năng lượng khác nhau theo nguyên lý loại trừ Pauli: Cĩ tối đa 2n2 electron trên mỗi tầng và các electron đĩ phân bố trên các vân đạo s, p, d, f

Ví dụ: Tầng 1: n = 1, cĩ số electron tối đa 2

Tầng 2: n = 2, cĩ số electron tối đa 8

[Vân đạo s Ĩ = 0) : chứa tối đa 2 electron

Vân đạo p Ĩ = 1) : chứa tối đa 6 electron

Vân đạo d Ĩ = 2) : chứa tối đa 10 electron ]

Khi cĩ đầy đủ số electron tối đa trên mỗi tầng, nguyên tử sẽ cĩ cơ cấu bền

Ví dụ:

2He, 10Ar cĩ cơ cấu bền và 11Na cĩ cơ cấu khơng bền

Cấu trúc mạng tinh thể Silic

Ngồi ra các electron sẽ lần lượt chiếm các vân đạo theo nguyên tắc sau đây:

II- THUYẾT VÙNG NĂNG LƯỢNG

Ta thấy electron trong nguyên tử được sắp xếp trên các mức năng lượng cố định:

Ví dụ: 11Na : 1s2 2s2 2p2 3s1

29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s 2 3d9

Trong đĩ các electron nằm sâu bên trong nguyên tử, bị giữ chặt bởi hạt nhân hơn các

electron ở các tầng bên ngồi nên các electron tầng ngồi sẽ linh động hơn

Khi các nguyên tử tiến gần lại với nhau cỡ hằng số mạng “a”, các mức năng lượng sẽ bị tách ra và hợp thành các dải Cuối cùng các mức năng lượng của các electron sâu bên trong nguyên tử và các electron bên ngồi hợp thành Vùng Hĩa Trị BV (Bande Valence), tập hợp các mức năng lượng trống hợp thành Vùng Dẫn BC (Bande Conduction), khoảng cách năng lượng giữa 2 dải trên gọi là Vùng Cấm hay Khe Năng Lượng Eg (gap)

Các vùng năng lượng trong nguyên tử

™ Nếu tất cả các electron đều nằm trong Vùng Hĩa Trị: khơng cĩ electron dẫn điện

™ Khi các electron ở Vùng Hĩa Trị nhận được năng lượng E > Eg, thì electron từ Vùng Hĩa Trị sẽ nhảy lên Vùng Dẫn để tham gia dẫn điện

Vùng Hoá Trị

III- PHÂN BIỆT ĐIỆN MƠI-CHẤT BÁN DẪN-KIM LOẠI:

Về cấu trúc vùng năng lượng: Chất bán dẫn và điện mơi cĩ cấu trúc giống nhau, nhưng bản chất lại khác nhau

Hiện nay, Si ( Eg = 1,1 eV) và SiO2 (Eg = 8 eV) được dùng rất nhiều trong cơng nghệ bán dẫn

c) Kim loại:

Kim loai cĩ Vùng Dẫn và Vùng Hố Trị sát nhau hoặc gối lên nhau, nên ở điều kiện thường khơng cần cung cấp năng lượng cũng đã cĩ sẵn các electron tự do trong Vùng Dẫn tham gia dẫn điện Vì vậy ta cĩ Eg = 0

Vùng Hóa Trị

32Si : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s 2 3d10 4p 2

Ta thấy tầng ngoài cùng của các nguyên tử này đều có 4 electron, nên cần có thêm 4 electron nữa để đạt được cơ cấu bền, nghĩa là nó phải tạo thêm 4 liên kết cộng hóa trị với 4 nguyên tử lân cận (mỗi liên kết cộng hóa trị có 2 electron dùng chung cho cả 2 nguyên tử )

Ví dụ: Mạng tinh thể của chất bán dẫn Germani có cấu hình như sau:

Tùy theo tạp chất được pha vào chất bán dẫn mà ta có các loại bán dẫn sau đây:

A- Chất bán dẫn thuần: (Intrinsic semiconductor)

Trong mạng tinh thể, chỉ có thuần các nguyên tử bán dẫn, ví dụ Germani (Ge), Silic (Si), không có nguyên tử tạp chất lạ

Ta xét sự dẫn điện của loại bán dẫn này theo nhiệt độ:

( Ở 00K: Không có dao động nhiệt trong mạng tinh thể, các nguyên tử nằm yên ở các nút mạng nên các liên kết cộng hóa trị không thu được năng lượng để đứt ra Chúng rất bền chắc: không có electron tự do nên chất bán dẫn là điện môi

( Ở nhiệt độ bình thường: Các nguyên tử bị dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng, chúng

cộng hoá trị đứt ra cho các electron tự do và chúng có thể tham gia dẫn điện

( Ở nhiệt độ cao: Số liên kết cộng hóa trị bị đứt ra càng nhiều, nên số electron tự do được tạo

ra càng lớn, độ dẫn điện tăng

Cơ chế của sự dẫn điện trong chất bán dẫn thuần:

Khi đặt chất bán dẫn vào một điện trường ngoài, các liên kết cộng hóa trị thu đủ năng lượng

sẽ bị đứt ra tạo các electron tự do, chúng di chuyển về phía cực dương của điện trường và để lại một trạng thái năng lượng bị khuyết, ta gọi đó là lổ trống Như vậy nguyên tử Ge có lổ trống chỉ còn 7 electron tầng ngoài, nó rất muốn nhận thêm một electron để đạt cơ cấu bền Các electron lân cận rất dễ dàng di chuyển lại chiếm lổ trống này và lại để lổ trống khác cứ như thế, ta thấy rằng electron di chuyển ngược chiều điện trường, còn lổ trống di chuyển cùng chiều điện trường Cả hai đều tham gia dẫn điện vì electron nhận năng lượng từ Vùng Hóa Trị nhảy lên Vùng Dẫn tham gia dẫn điện, còn lổ trống di chuyển ngay trong Vùng Hóa Trị do sự di dời của các electron đến lấp các lổ trống

Trong chất bán dẫn thuần, ta có: I = Ie + Ip và số electron bằng số lổ trống (ne = np)

Mạng tinh thể của chất bán dẫn thuần Các mức năng lượng trong

Tầng ngoài cùng của nguyên tử As có 5 electron, sẽ tạo liên kết cộng hóa trị với 4 nguyên

tử Ge lân cận Do đó thừa ra 1 electron, electron này rất linh động, chỉ cần một năng lượng rất thấp (khoảng 0.01eV) cũng đủ để nó thoát ra khỏi nguyên tử As và tham gia dẫn điện Nên nhớ

rằng electron này khi di chuyển không để lại lổ trống !!

Ngoài ra các liên kết cộng hóa trị của nguyên tử Ge cũng có thể bứt ra khi chúng nhận được năng lượng đủ lớn ((E ( Eg) và chúng tham gia dẫn điện như trong chất bán dẫn thuần (gồm electron và lổ trống)

Vậy trong chất bán dẫn loại N, electron và lổ trống đều tham gia dẫn điện, nhưng số electron nhiều hơn số lổ trống (do đó có tên chất bán dẫn N: negative) Ta gọi electron trong chất bán dẫn loại N là hạt mang điện đa số, còn lổ trống trong chất bán dẫn loại N là hạt mang điện thiểu số

Nếu xét trên giản đồ năng lượng, electron của nguyên tử As sẽ nằm trên mức năng lượng gần sát đáy dưới của Vùng Dẫn, gọi là mức ED (Donor)

∆E = EC - ED ( 0,01eV) Chỉ cần một năng lượng rất nhỏ cỡ 0.01eV, electron từ mức ED nhảy lên Vùng Dẫn tham gia dẫn điện Ngoài ra các liên kết cộng hóa trị ở Vùng Hóa Trị khi nhận đủ năng lượng, bị bẻ gãy tạo electron nhảy lên Vùng Dẫn tham gia dẫn điện, cũng như lổ trống dẫn điện ngay trong Vùng Hóa Trị như trong chất bán dẫn thuần

Mạng tinh thể của chất bán dẫn loại N Các mức năng lượng trong

Pha tạp chất hóa trị 3 như Gali (Ga), Indi (In) vào chất bán dẫn Germani (Ge) hoặc Silic (Si)

Tầng ngoài cùng của nguyên tử Ga có 3 electron, mà phải liên kết cộng hóa trị với 4 nguyên

tử Ge lân cận, do đó thiếu 1 electron hay có thể xem như thừa một lổ trống Chỉ cần một năng lượng rất thấp (khoảng 0.01eV) cũng đủ cho các electron kế cận lại chiếm vị trí của lổ trống này

và để lại lổ trống khác

Ngoài ra các liên kết cộng hóa trị của nguyên tử Ge cũng có thể bứt ra khi chúng nhận được năng lượng đủ lớn và chúng tham gia dẫn điện như trong chất bán dẫn thuần (gồm electron và lổ trống)

Vậy trong chất bán dẫn loại P, electron và lổ trống đều tham gia dẫn điện, nhưng số lổ trống nhiều hơn số electron (do đó có tên chất bán dẫn loại P: Positive) Ta gọi lổ trống trong chất bán dẫn P là hạt mang điện đa số, còn electron trong chất bán dẫn P là hạt mang điện thiểu số Nếu xét trên giản đồ năng lượng, lổ trống của nguyên tử Ga sẽ nằm ở mức năng lượng gần phía trên của Vùng Hóa Trị, gọi là mức EA (mức Acceptor)

∆E = EA - EV ( 0.01eV ) Chỉ cần một năng lượng 0.01eV, electron từ Vùng Hóa Trị nhảy lên mức Acceptor lấp lổ trống của nguyên tử Ga, để lại lổ trống mới trong Vùng Hóa Trị Các electron trong Vùng Hóa Trị lại chiếm vị trí của lổ trống đó, để lại lổ trống khác Vậy lổ trống tham gia dẫn điện trong Vùng Hóa Trị Ngoài ra nếu các liên kết cộng hóa trị ở Vùng Hóa Trị nhận đủ năng lượng, bị bẻ gãy tạo ra electron tự do, nhảy lên Vùng Dẫn tham gia dẫn điện, cũng như lổ trống dẫn điện ngay trong Vùng Hóa Trị như trong chất bán dẫn thuần

Nếu pha tạp chất với nồng độ lớn, trên 1020 nguyên tử /cm3 thì mức ED cũng như mức EA

sẽ tạo thành các dải Dải ED sẽ chồng lên Dải Dẫn, cũng như dải EA chồng lên Dải Hóa Trị Chất bán dẫn trong trường hợp này gọi là chất bán dẫn suy biến, nó dẫn điện tốt như kim loại Người ta sử dụng tính chất này để tạo các dây nối trong các vi mạch

BÀI 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG

Các linh kiện điện tử thụ động dùng trong các mạch điện tử thường là: điện trở, tụ điện,

cuộn cảm (cuộn self), máy biến thế

I- ĐIỆN TRỞ 1 Định nghĩa: Là một loại linh kiện điện tử, dùng để giới hạn dịng điện trong mạch điện 2 Ký hiệu:

Ký hiệu của điện trở 3 Đơn vị: Đơn vị của điện trở là Ohm viết tắt là ( Bội số của Ohm là Kilo Ohm bằng 103 ( (viết tắt là K() Mega Ohm bằng 106 ( (viết tắt là M() 4 Cách ghi và đọc điện trở: Qui ước màu : Thơng thường, trị số của điện trở cĩ cơng suất nhỏ, được ghi bằng ký hiệu màu sắc trên thân của nĩ theo qui ước màu sau đây: Số 0 : màu đen 1 : màu nâu 2 : màu đỏ

3 : màu vàng cam 4 : màu vàng tươi 5 : màu xanh lá cây 6 : màu xanh dương 7 : màu tím 8 : màu xám 9 : màu trắng Cách đọc: Số thứ tự các vạch màu được tính từ vạch sát mút điện trở là vạch thứ nhất

(vạch màu vàng nhũ hoặc màu bạc luơn luơn là vạch thứ tư)

Điện trở 4 vạch màu Điện trở 5 vạch màu (Điện trở chính xác) Vạch thứ nhất: số đầu tiên Vạch thứ hai : số thứ hai Vạch thứ ba : số 0 thêm vào Vạch thứ tư : sai số, cĩ 3 trường hợp: * khơng cĩ vạch thứ tư : ( 20% * màu vàng nhủ : ( 5%

* màu bạc : ( 10%

Vạch thứ nhất: số đầu tiên Vạch thứ hai : số thứ hai Vạch thứ ba : số thứ ba Vạch thứ tư : số 0 thêm vào Vạch thứ năm: sai số, cĩ các trường hợp: * màu nâu : ( 1%

* màu đỏ : ( 2%

* màu vàng cam : ( 3%

5 Cách đo điện trở:

R R

hoặc

Dùng Ohm-kế hoặc Megohm-kế

6 Công suất : Tùy theo kích thước to, nhỏ của nó mà loại điện trở than có các loại

2W, 1W, 2W,

Các loại điện trở công suất lớn khác có giá trị được ghi sẵn ngay trên thân điện trở

7 Phân loại theo vật liệu:

Thông thường ta có các loại điện trở sau:

* Điện trở than nén: Sai số lớn, điện trở của nó thay đổi nhiều theo nhiệt độ, gây tạp âm (parasite) lớn do các hạt than dao động khi có dòng điện thay đổi đi qua

* Điện trở màng than: Sai số ít, điện trở của nó ít thay đổi theo nhiệt độ, gây tạp âm ít

* Điện trở màng kim loại: Loại điện trở tốt nhất, chính xác, ít thay đổi theo nhiệt độ và gây tạp âm rất ít

8 Các loại điện trở đặc biệt:

* Điện trở công suất: thường được làm bằng dây kim loại có điện trở lớn, quấn trên lỏi sứ (cách điện, dẫn nhiệt)

* Điện trở nhiệt: còn gọi là thermistor (Th), có điện trở nghịch biến với nhiệt độ, được chế tạo bằng chất bán dẫn

* Biến trở: là loại điện trở thay đổi được trị số, thường làm bằng màng than trên bakelite hoặc dây quấn trên một ống sứ hình trụ

* VDR (Voltage Depend Resistor): điện trở có trị số thay đổi theo điện áp đặt vào

* Quang điện trở (Photo-resistor): điện trở có trị số thay đổi tuỳ theo cường độ ánh sáng chiếu vào

Một đại lượng đặc trưng cho tính nạp điện, phóng điện của tụ điện là điện dung

Đơn vị của điện dung là Farad (F)

Nhưng trong thực tế, người ta thường dùng ước số của Farad là:

• Micro Farad (µF) = 10-6F

• Nano Farad (nF) = 10-9F = 10-3 µF = 103 pF

• Pico Farad (pF) = 10-12F = 10-6 µF = 10-3nF

4 Các tham số : Tụ điện có 2 tham số chính:

a) Điện dung: Điện dung của tụ điện phẳng được tính theo công thức:

C = εε0 S

d

Trong hệ SI, C là điện dung của tụ điện (F), (0 là hằng số điện, (0 = Ĩ) F/m, ( là hằng số điện môi, S (cm2) là phần diện tích đối diện nhau của 2 bản cực và d (m) là khoảng cách giữa 2 bản cực

Điện dung được ghi ngay trên thân tụ điện bằng các ký hiệu sau: MF ( MFD ( µFD ≈ uF ≈ µF

Các tụ điện sứ (ceramic), trị số của nó thường được ghi như sau:

104 (10.0000pF = 0,1µF)

103 (10.000pF = 0,01µF)

Tùy theo vật liệu làm chất điện môi mà ta có các loại tụ điện tương ứng:

* Tụ điện giấy: Chất điện môi là giấy thường được tẩm dầu, 2 bản kim loại thường là nhôm, tất

cả được cuốn tròn và có 2 cực nối với 2 bản cực Loại này thường có điện dung không cao,

độ rĩ lớn, nhưng điện áp làm việc lớn

* Tụ mica: Chất điện môi là mica, 2 bản kim loại thường là nhôm, tất cả được cuốn tròn hoặc cuốn dẹp lại và có 2 cực nối với 2 bản cực Loại này thường có điện dung không cao, độ rĩ rất nhỏ

* Tụ gốm hay sứ (ceramic): Có dạng hình đĩa, chất cách điện là một miếng gốm và 2 bản cực là

2 miếng nhôm Loại này thường có điện dung không cao, độ rĩ ít và điện dung thay đổi nhiều theo nhiệt độ

* Tụ không khí: Điện môi là không khí,1 bản cực có thể xoay quanh một trục để thay đổi được điện dung do diện tích đối diện S của 2 bản cực thay đổi Thường dùng để điều chỉnh tần số trong các mạch cộng hưởng Loại này có điện dung rất nhỏ

* Tụ hoá học: Có điện dung lớn vì có bề dày d rất nhỏ Một bản cực nhôm đặt sát một lớp giấy tẩm dung dịch điện giải (dẫn điện), tất cả được cuốn tròn lại Bản nhôm và lớp giấy tẩm dung dịch điện giải đóng vai trò của 2 bản cực

Khi đưa 2 bản cực vào một nguồn điện một chiều, hiện tượng điện giải tạo ra một lớp Oxit nhôm (Al2O3) cách điện ở giữa 2 bản cực Lớp này rất mỏng và cách điện tốt Vậy ta có hai bản cực dẫn điện nhôm-giấy tẩm dung dịch điện giải, cách nhau bởi lớp điện môi (Al2O3) nên làm thành một tụ điện

Chú ý:

Khi sử dụng loại tụ điện hoá học này, phải dùng đúng cực tính: Cực dương của tụ điện (bản cực giấy) nối vào cực dương của nguồn, cực âm của tụ điện (bản nhôm) nối vào cực âm của nguồn Nếu ta mắc ngược lại hoặc dùng tụ điện hoá học nơi có dòng điện xoay chiều chạy qua,

tụ điện hoá học sẽ bị nổ vì hiện tượng điện giải ngược lại, lớp điện môi (Al2O3) tan vào dung dịch điện giải và lớp điện môi này không còn nguyên vẹn nữa, chúng có điện trở làm nóng tụ điện và nổ

* Tụ Nonpolar hoặc Bipolar: Đây là các loại tụ điện hoá học đặc biệt, có thể sử dụng với dòng điện xoay chiều, lớp điện môi được tạo ra không bị tan vào dung dịch điện giải Tụ điện này thường được dùng làm tụ điện liên lạc với các loa treble trong các thùng loa

* Tụ trimer: Là loại tụ điện có kích thước rất nhỏ, thay đổi được điện dung nhỏ Thường dùng

để tinh chỉnh trong các mạch cộng hưởng

6 Cách đo thử tụ điện:

Tụ điện được đo thử bằng Ohm-kế (chỉ thị bằng kim) hoặc máy đo tụ điện Thông thường ta dùng Ohm-kế : Đưa 2 que đo của Ohm-kế vào 2 đầu tụ điện, nguồn pin trong Ohm-kế sẽ nạp điện cho tụ điện, dòng nạp ban đầu lớn nhất sau đó giảm dần xuống không Ta thấy kim Ohm-

kế lên cao, sau đó từ từ về ( là tụ điện tốt

* Nếu Kim Ohm-kế lên cao, không xuống là tụ điện bị nối tắt

* Nếu Kim Ohm-kế lên cao, xuống không hết, là tụ điện bị rĩ

* Nếu Kim Ohm-kế không lên, tụ điện có điện dung quá nhỏ hoặc bị khô

Chú ý:

Để đo thử các loại tụ có điện dung nhỏ như tụ mica, tụ gốm, ta tìm cách tăng dòng nạp cho

tụ điện bằng cách tăng nguồn pin của Ohm-kế như sau:

Cách đo thử tụ điện có điện dung nhỏ

Nếu kim mA-kế DC hoặc Volt-kế DC lên cao, xuống hết (R=() là tụ điện tốt

III- CUỘN CẢM : (Self)

1 Định nghĩa:

Cuộn cảm gồm nhiều vòng dây đồng, quấn trên lõi không khí, lõi ferit (ferric), hoặc lõi sắt

từ

2 Cảm kháng:

Cảm kháng của cuộn cảm được tính theo công thức: ZL = L(

3 Phân loại : Tùy theo tính chất từ của lõi, mà ta sẽ sử dụng cuộn cảm ở những nơi

V : điện áp đặt vào cuộn biến áp (Volt)

N : số vòng cuộn dây của biến áp

B : cảm ứng từ (Gauss)

f : tần số của dòng điện sử dụng (Hertz)

S : tiết diện lõi sắt từ (cm2 )

Công thức tính công suất của biến thế cở nhỏ:

S = 1,2 P

S : là tiết diện lõi sắt (cm2 )

P : là công suất của máy biến áp (Watt)

2 Điện trở phản ảnh:

Biến thế có cuộn sơ cấp N1 vòng, được đặt vào điện áp U1 có dòng điện I1 chạy qua Cuộn thứ cấp N2

t

Z U R

BÀI 3: LINH KIỆN BÁN DẪN

I- CÁC HIỆN TƯỢNG TIẾP XÚC

Các linh kiện bán dẫn thường được chế tạo dựa trên các hiện tượng tiếp xúc giữa các vật liệu Ta xét một số hiện tượng tiếp xúc thường gặp trong kỹ thuật vi điện tử: tiếp xúc kim loại - bán dẫn, tiếp xúc bán dẫn – bán dẫn (tiếp xúac P-N), tiếp xúc kim loại - điện môi - bán dẫn (MOS)

1 Tiếp xúc kim loại - bán dẫn:

Giả sử ta có một mẫu kim loại và một mẫu chất bán dẫn loại N (bán dẫn có electron là hạt mang điện đa số) tiếp xúc nhau Ta xét hiện tượng gì xảy ra tại lớp tiếp xúc trên:

Công thoát của electron trong chất bán dẫn nhỏ hơn công thoát của electron trong kim loại, mức Fermi trong chất bán dẫn nằm cao hơn trong kim loại (mức Fermi là mức năng lượng cao nhất của các electron dẫn ở 00K) Nên khi cho kim loại-bán dẫn tiếp xúc nhau thì electron trong chất bán dẫn thoát ra khỏi chất bán dẫn dễ dàng hơn electron thoát ra khỏi kim loại Dòng electron từ chất bán dẫn chạy sang kim loại nhiều hơn dòng từ kim loại sang chất bán dẫn Nhưng quá trình này xảy ra trong thời gian rất ngắn vì đến một lúc nào đó, số electron bên kim loại tăng lên, còn số electron bên chất bán dẫn giảm xuống Theo thời gian, điện tích phía chất bán dẫn càng dương và phía kim loại điện tích càng âm, chúng tạo thành một điện trường Etx có chiều từ chất bán dẫn sang kim loại Chính điện trường này ngăn cản không cho electron trong chất bán dẫn tiếp tục chạy sang kim loại nữa Sau một khoảng thời gian rất ngắn đạt được trạng thái cân bằng, electron trong chất bán dẫn N không chạy sang kim loại nữa hình thành một lớp nghèo hạt mang điện cơ bản tại vùng tiếp xúc (nằm phía chất bán dẫn) gọi là lớp đảo hay lớp điện tích không gian

Ta sẽ chứng minh lớp tiếp xúc này có tính chỉnh lưu:

Hình 1 Hình 2 Hình 3

ƒ Hình 1: Điện trường Etx hình thành một lớp đảo, nghèo hạt mang điện cơ bản có bề dày d

ƒ Hình 2: Điện trường ngoài Engoài có chiều ngược với chiều của Etx nên làm bề dày d của

nó co lại, vùng nghèo hạt mang điện cơ bản hẹp nên dẫn điện mạnh Đây là chiều dẫn điện thuận (nhánh thuận)

ƒ Hình 3: Điện trường ngoài Engoài cùng chiều với chiều của Etx nên làm bề dày d của nó

mở rộng ra, vùng nghèo hạt mang điện cơ bản rộng nên dẫn điện kém Đây là chiều dẫn điện ngược (nhánh nghịch)

Như vậy, lớp tiếp xúc kim loại - bán dẫn có tính chỉnh lưu, được ứng dụng để chế tạo các điốt tiếp xúc điểm, có điện dung tiếp xúc nhỏ, dùng trong mạch điện tách sóng trong radio, TV hoặc trong các mạch điện chuyển mạch điện tử tần số cao

Tuy nhiên, đơi khi người ta muốn tiếp xúc này thuần trở (Ohmic), khơng cĩ tính chỉnh lưu

(để tạo các mối nối từ chất bán dẫn ra các chân) Muốn vậy, người ta phải chọn kim loại và

chất bán dẫn cĩ (kl và (bd thích hợp

E

Kim loại

Chất bán dẫn 2 Tiếp xúc p-n: Nếu cĩ 2 miếng bán dẫn loại N và loại P đặt tiếp xúc với nhau (ví dụ: Si-N và Si-P), ta xét hiện tượng gì xảy ra tại vùng tiếp xúc đĩ Ta đã biết rằng trong chất bán dẫn loại N, electron là hạt dẫn điện đa số và lổ trống là hạt dẫn điện thiểu số Cịn trong chất bán dẫn loại P, lổ trống là hạt dẫn điện đa số và electron là hạt dẫn điện thiểu số Nồng độ hạt dẫn điện cơ bản ở 2 bên chênh lệch nhau, sẽ cĩ hiện tượng khuếch tán: electron từ chất bán dẫn N sang chất bán dẫn P và lổ trống từ chất bán dẫn P sang chất bán dẫn N Do vậy, phía N mật độ electron giảm dần (điện tích dương lên) và phía P, mật độ lổ trống giảm dần (điện tích âm xuống), nên xuất hiện một điện trường Etx ở 2 bên mặt lớp tiếp xúc hướng từ N sang P Điện trường Etx này ngăn cản khơng cho electron từ N tiếp tục khuếch tán sang P, cũng như khơng cho lổ trống từ P khuếch tán sang N Sau một thời gian ngắn, hiện tượng khuếch tán sẽ chấm dứt, cĩ sự cân bằng về mật độ hạt dẫn điện ở vùng tiếp xúc, lúc này mức Fermi ở 2 chất bán dẫn ngang bằng nhau Ở vùng tiếp xúc (về cả hai phía chất bán dẫn P và N) hình thành một lớp nghèo hạt dẫn điện cơ bản (cĩ điện trở lớn), cịn gọi là lớp điện tích khơng gian

Các mức năng lượng trong 2 loại chất bán dẫn loại P và N

Ta sẽ chứng minh lớp tiếp xúc này cĩ tính chất chỉnh lưu :

EFN

EFP

EC EC

ED

EA

EV EV

ϕkl

Mức 0

EFkl

Mức 0

EC

EFbd

ED

EV

ϕ bd

d

EC

EA

E FP

EV

E C

E FN

E D

E V

Các mức năng lượng

ở lớp tiếp xúc P-N

Hình 1 Hình 2

Tiếp xúc P-N có nguồn cấp điện bên ngoài

ƒ Hình 1: Điện trường ngoài Engoài ngược chiều với Etx nên làm bề dày lớp điện tích không gian thu hẹp lại (có điện trở nhỏ) nên có dòng điện lớn đi qua lớp tiếp xúc Đây là nhánh thuận của đặc tuyến V-A

ƒ Hình 2: Điện trường ngoài Engoài cùng chiều với Etx , làm bề dày lớp điện tích không gian mở rộng ra (điện trở lớn), nên có dòng điện nhỏ đi qua lớp tiếp xúc do các hạt dẫn thiểu số gây ra Đây là nhánh nghịch của đặc tuyến V-A

Đặc tuyến Volt-Ampe của.lớp tiếp xúc P-N

Vậy lớp tiếp xúc P-N có tính chất chỉnh lưu, chỉ cho dòng điện đi qua theo chiều thuận (chiều từ lớp P sang lớp N)

3 Tiếp xúc kim loại - điện môi - chất bán dẫn:

Người ta dùng SiO2 làm điện môi, chất bán dẫn là Si, thì tiếp xúc kim loại-điện môi-bán dẫn

là tiếp xúc kim loại - oxit - bán dẫn, còn gọi là MOS (Metal – Oxide -Semiconductor)

Tiếp xúc này được dùng để tạo các MOSFET (transistor trường Cổng cách điện), tụ điện MOS…

Giản đồ năng lượng của tiếp xúc MOS

ƒ Khi chưa đặt điện áp ngoài vào 2 cực AB thì không xuất hiện các điện tích ở 2 bề mặt điện môi

ƒ Khi đặt điện áp âm vào A, dương vào B: electron trong lớp Si-P chạy về cực B, lổ trống trong lớp Si -P chạy về phía vách chất điện môi Sát lớp điện môi gần chất bán dẫn xuất hiện điện tích dương và sát lớp điện môi gần kim loại có điện tích âm

ƒ Khi đặt điện áp dương vào A, âm vào B: mật độ lổ trống phía Si-P ít dần hình thành lớp nghèo hạt dẫn điện cơ bản Tăng điện áp này lên, vùng nghèo hạt cơ bản này tăng lên Ta thấy

2 bên lớp điện môi SiO2 hình thành các điện tích có dấu trái nhau như ở 2 bản cực của tụ điện, chúng cho dòng xoay chiều đi qua

II- ĐIỐT BÁN DẪN

1 Cấu tạo, ký hiệu:

Điốt bán dẫn gồm hai chất bán dẫn loại P và N ghép với nhau tạo thành một lớp tiếp xúc

P-N (tiếp xúc mặt), có thể cho dòng điện có cường độ lớn qua được Hoặc một thanh kim loại tiếp xúc với chất bán dẫn loại N (tiếp xúc điểm), có điện dung tiếp xúc nhỏ, dùng ở tần số cao Ở đây ta xét điốt tạo thành từ một lớp tiếp xúc P-N:

Lớp P nối với với cực A, được gọi là Anốt

Lớp N nối với cực K, được gọi là Catốt

A K A K

Cấu tạo của điốt Ký hiệu của điốt

2 Nguyên lý làm việc và đặc tuyến volt-ampe:

ƒ Khi đặt điện trường ngoài theo chiều thuận: Cực dương nguồn đặt vào A và cực

âm nguồn đặt vào K

Có dòng điện mạnh chạy qua lớp tiếp xúc, vì lúc này vùng điện tích không gian bị thu hẹp lại, làm dòng điện khuếch tán tăng lên

Dòng điện qua mặt tiếp xúc P-N lúc này sẽ tăng theo điện áp ngoài UAK:

I = Ithuận - Ingược

Trong đó, Is là dòng điện ngược bảo hoà (khoảng vài chục mA)

T là nhiệt độ tuyệt đối (T = 2730C + nhiệt độ đo bằng 0C)

UAK là điện áp đặt vào Anốt và Katốt của điốt (V)

I tăng theo UAK theo công thức trên được biểu diễn bằng đường cong bên phải trên đặc tuyến Volt-Ampe

Đặc tuyến Volt-Ampe của một điốt Silic

Chú ý: Điện áp rơi trên điốt Si khoãng 0,6V và 0,2V ở điốt Ge

600

400

200

V 1000 600 200

mA

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 U(V)

11522

S

U

T

Sở dĩ theo chiều thuận, điốt xem như bắt đầu dẫn điện khi điện áp đặt vào 2 đầu điốt vượt qua trị số ngưỡng (0,2V đối với Ge, hoặc 0,6V đối với Si) vì điện áp thuận đặt vào điốt phải đủ lớn để lấn áp điện trường Etx bên trong tiếp xúc P-N

( Khi đặt điện trường ngoài theo chiều nghịch: Cực dương vào K và âm vào A

Khi UKA thấp, có dòng điện rất nhỏ chạy qua lớp tiếp xúc, vì lúc này vùng điện tích không gian mở rộng ra và do các hạt dẫn thiểu số gây ra Đoạn này được gọi là điốt phân cực nghịch hay điốt khóa (đặc tuyến V-A bên trái) Nhưng khiĠ ( Ġ (VZ hay Vcắt) thì hạt mang điện thiểu

số được gia tốc đến mức có thể phá vỡ mối liên kết nguyên tử trong lớp tiếp xúc và tạo ra các electron tự do mới, các electron mới này lại tham gia bắn phá lớp tiếp xúc và số electron này được tạo ra dây chuyền làm dòng Ingược tăng lên một cách nhảy vọt Tình trạng này gọi là điốt

bị đánh thủng

3 Các thông số chủ yếu:

Mỗi điốt thường có các thông số chủ yếu sau đây:

( Dòng điện thuận định mức Ia : Là dòng điện cực đại cho phép, qua điốt trong một thời gian dài khi

điốt mở

( Điện áp ngược định mức UKAmax : Là điện áp ngược cực đại cho phép, đặt vào điốt trong một thời

gian dài khi điốt khóa

( Thời gian hồi phục khóa tk : Là thời gian cần thiết để chuyển trạng thái mở sang trạng thái khóa

Điều này ảnh hưởng đến tần số của dòng điện sử dụng

( Dòng điện ngắn hạn cực đại cho phép: Là dòng điện cực đại cho phép đi qua điốt ở trạng thái mở

trong một thời gian ngắn

Ví dụ:

1N4004 : IA = 1A ; UKAmax = 400V

1N4007 : IA = 1A ; UKAmax = 1000V

4 Phân loại điốt:

Người ta có thể phân loại điốt tùy theo quan điểm khác nhau:

ƒ Theo đặc điểm cấu tạo: điốt tiếp điểm, điốt tiếp mặt

ƒ Theo vật liệu sử dụng: điốt Ge hay điốt Si

ƒ Theo tần số sử dụng: điốt cao tần, điốt tần số thấp

ƒ Theo công suất: điốt công suất lớn, công suất trung bình, công suất nhỏ

ƒ Theo nguyên lý hoạt động: điốt chỉnh lưu, điốt ổn áp (Zener), điốt biến dung (varicap), điốt dùng hiệu ứng đường hầm (Tunel)

ƒ

a) Điốt ổn áp (điốt Zener):

Điốt Zener là điốt Si có cấu tạo đặc biệt, không bị phá hủy khi có điện áp ngược đặt vào lớn hơn điện áp đánh thủng VZ và ứng với điện áp VZ cố định này, dòng ngược tăng đột ngột, do

đó đặc tuyến ngược Volt-Ampe của nó rất thẳng Ở đây ta sử dụng nhánh ngược của đặc tuyến Volt-Ampe để sử dụng điốt vào mạch điện ổn áp

Đặc tuyến Volt-Ampe của điốt Zener

hoặc

Ký hiệu của điốt Zener

Muốn biết điện áp và cơng suất của điốt Zener, ta phải tham khảo trong sách tra cứu điốt

I

V

và cơng suất của transistor : Pmax = UI = (Uvào - Ura)Imax

Trong đĩ Imax là dịng điện tối đa qua mạch tiêu thụ

Điện áp ổn áp : Ura = (VZ - 0,6) Volt

Ví dụ : Tính các giá trị của các linh kiện trong mạch ổn áp một chiều 12 volt, dịng tiêu thụ 100mA, điện áp vào 15Volt

Ta dùng điốt Zener loại nhỏ :12,6V / 800mW

Ingược max = Ġ = 63,5mA

Ingược min = Ġ = 6,35mA

Ura = VZ

không đổi -

* Điện áp mẫu: Lấy ra từ cầu phân thế R1, R, R2 đưa vào chân B của T1

* So sánh: T1 làm nhiệm vụ so sánh để tạo điện áp điều khiển tại chân C

Nếu điện áp Ura tăng: Điện áp lấy mẫu ở cầu chia thế R1, R, R2 cao nênVB1 tăng, T1 được phân cực cao, dẫn điện mạnh nên VC1 thấp => VB2 thấp, T2 được phân cực thấp dẫn điện yếu nên VE2, VB3 thấp => T3 phân cực thấp, dẫn điện yếu làm Ura giảm xuống

Nếu điện áp Ura giảm: Điện áp lấy mẫu ở cầu chia thế R1, R, R2 thấp nênVB1 thấp, T1 được phân cực yếu, dẫn điện yếu nên VC1 cao => VB2 cao, T2 được phân cực mạnh dẫn điện mạnh nên VE2, VB3 cao => T3 phân cực mạnh, dẫn điện mạnh làm Ura tăng cao

Ở đây T2 và T3 mắc theo kiểu Darlington để tăng hệ số khuếch đại (( = (2.(3)

b) Điốt biến dung (Varicap):

Là điốt Si được cấu tạo đặc biệt để dùng với đặc tuyến ngược của điốt Ta đã thấy nếu vùng điện tích không gian lớn, vùng này nghèo hạt dẫn điện đa số nên được coi như một chất điện môi, 2 bên vùng này là các chất bán dẫn P và N có các điện tích dương và âm Vậy có thể xem lớp tiếp xúc này có tác dụng như một tụ điện, bề dày lớp điện môi thay đổi được theo điện

áp ngược đặt vào nên điện dung của tụ điện này thay đổi được theo điện áp

Ký hiệu:

Ký hiệu của điốt Varicap

Điốt này được dùng trong các mạch cộng hưỡng, điều chỉnh tần số cộng hưỡng bằng điện

áp trong các máy thu Thay đổi điện dung của mạch cộng hưỡng bằng cách thay đổi điện áp ngược đặt vào điốt varicap

5 Tên của điốt:

Theo cách đặt tên kiểu Mỹ có chữ 1N ở đầu và các con số phía sau

Ví dụ: 1N4001, 1N4007

6 Đo thử điốt:

ƒ PHÂN BIỆT ĐIỐT Ge HOẶC Si:

Ta đã biết Ge có Eg = 0.72eV và Si có Eg = 1.1eV nên theo chiều thuận điốt Ge dẫn với điện áp thấp hơn điốt Si (Ge: 0.2V và Si 0.6V) và dòng điện ngược trong điốt Ge lớn hơn trong điốt Si Dùng Ohm-kế thang đo x1K, đo theo 2 chiều thuận (kim Ohm – kế lên nhiều), nghịch (kim Ohm – kế không lên hay lên ít) Nếu điốt còn tốt ta có kết quả như sau:

Kim lên cao Kim

Dùng Ohm-kế (thang đo Rx1K) đo theo 2 chiều thuận, nghịch :

Nếu một chiều kim lên cao, một chiều kim không nhúc nhích : Tốt

Nếu cả 2 chiều đo, kim ohm-kế đều lên cao : điốt bị nối tắt

Nếu cả 2 chiều đo, kim ohm-kế đều lên lưng chừng : điốt bị rĩ

Nếu cả 2 chiều đo, kim ohm-kế đều không lên : điốt bị đứt

* ĐIỐT Ge:

Dùng Ohm-kế (thang đo Rx1K) đo theo 2 chiều thuận, nghịch :

Nếu một chiều kim lên cao, một chiều kim hơi nhích lên: Tốt

Nếu cả 2 chiều đo, kim ohm-kế đều lên cao: điốt bị nối tắt

Nếu cả 2 chiều đo, kim ohm-kế đều lên lưng chừng : điốt bị rĩ

Nếu cả 2 chiều đo, kim ohm-kế đều không lên : điốt bị đứt

7 Ứng dụng của điốt:

a) Chỉnh lưu dòng điện một chiều:

Mối tiếp xúc P-N có tính chỉnh lưu, nên có thể dùng điốt để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

ƒ CHỈNH LƯU NỬA CHU KỲ:

Mạch điện rất đơn giản, chỉ gồm 1 điốt theo sơ đồ sau:

Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ Đường biểu diễn của điện áp Uvào theo t

Đường cong biểu diễn điện áp Ura theo t

Ta thấy điốt chỉ cho nửa chu kỳ dương của dòng điện xoay chiều chạy qua, nửa chu kỳ âm

bị chặn lại Trên tải Rt ta thu được dòng điện Ura như hình vẽ

Để có được dòng điện một chiều không đổi, ta dùng một tụ điện C có điện dung lớn mắc

song song với Rt Khi điện áp tăng, tụ điện C được nạp đầy đến điện áp đỉnh UM, khi điện áp

hai đầu C giảm, tụ điện sẽ phóng qua tải Rt Thời gian phóng càng lâu nếu tụ điện C có điện

dung càng lớn, dòng điện Ura càng bằng phẳng, ít bị mấp mô Tuy nhiên, nếu tụ điện C lớn,

dòng nạp ban đầu cho tụ điện lớn, có thể đánh thủng điốt

Mạch điện chỉnh lưu nửa chu kỳ có mạch lọc

Điện áp một chiều sau mạch lọc dùng tụ điện

ƒ CHỈNH LƯU HAI NỬA CHU KỲ:

Theo mạch điện trên, ta thấy nửa chu kỳ còn lại dòng điện bị chặn lại, không qua tải tiêu thụ

được làm giảm công suất của mạch chỉnh lưu Muốn sử dụng cả 2 nửa chu kỳ, ta có thể dùng

2 mạch điện sau đây:

Uvào

Mạch chỉnh lưu dùng 2 điốt Mạch cầu chỉnh lưu dùng 4 điốt

Điện áp xoay chiều đưa vào mạch chỉnh lưu

Điện áp một chiều trên tải Rt

(2)

Chú ý: So sánh (1) và (2) ta thấy giá trị của (2) lớn hơn (1)

Mạch điện 1: Khi điốt D1 nhận nửa chu kỳ dương, thì điốt D2 nhận nửa chu kỳ âm,

D1 dẫn và D2 ngưng Dòng điện qua tải Rt một chiều như hình vẽ Qua nửa chu kỳ sau, điốt

D1 nhận nửa chu kỳ âm, thì điốt D2 nhận nửa chu kỳ dương, D2 dẫn và D1 ngưng Dòng điện

qua tải Rt cũng cùng chiều như nửa chu kỳ đầu Vậy cả 2 nửa chu kỳ ta đều thu được dòng

điện một chiều qua tải Rt

Mạch điện 2: Nửa chu kỳ đầu của Uvào, giả sử phía trên dương hơn phía dưới, dòng

điện chạy qua D1, Rt, D2, rồi về nguồn Nửa chu kỳ sau của Uvào, dưới dương hơn phía trên,

dòng điện chạy qua D3 , Rt, D4, rồi về nguồn Cả 2 nửa chu kỳ ta đều có dòng điện một chiều

chạy qua tải Rt từ trên xuống dưới, nên phía trên dương, phía dưới âm

Cả 2 mạch điện trên, dòng điện một chiều sau chỉnh lưu là dòng điện một chiều thay đổi Muốn biến đổi

thành dòng một chiều bằng phẳng, ta dùng tụ điện lọc có điện dung lớn mắc song song với tải

Rt như đã nói ở trên (chọn thời hằng ( = RC lớn)

Điện áp ra Ura sau tụ điện lọc

b) Chỉnh lưu dòng điện một chiều, nhân đôi điện áp :

Ta kết hợp các điốt và tụ điện để tạo ra các mạch điện có tác dụng vừa chỉnh lưu dòng điện

xoay chiều, vừa nhân đôi điện áp Ta có 2 mạch điện như sau đây:

ƒ Mạch điện 1:

* Nửa chu kỳ đầu: Giả sử điện áp xoay chiều vào phía trên dương hơn phía dưới, D1 dẫn

điện, D2 ngưng dẫn D1 dẫn nạp cho C1 một điện áp đỉnh bằng UM, có chiều dương ở trên,

âm ở phía dưới

* Nửa chu kỳ sau: phía dưới dương hơn phía trên, D1 ngưng dẫn, D2 dẫn D2 dẫn nạp cho

C2 một điện áp đỉnh bằng UM, có chiều dương ở trên âm ở phía dưới

Vậy sau 2 nửa chu kỳ, trên 2 tụ điện C1 và C2 có cùng điện áp UM và có chiều nối tiếp

nhau, nên điện áp tổng cộng lại cùng nạp cho C3 Trên C3 có điện áp 2UM sẽ phóng qua tải

* Nửa chu kỳ sau: điện áp Uvào trên dương, dưới âm: D1 ngưng và D2 dẫn Lúc này ta thấy điện áp có sẵn trên tụ điện C1 và điện áp Uvào nối tiếp nhau, cùng qua D2 nạp cho C2 một điện áp bằng 2 lần điện áp đỉnh: 2UM

Trong mạch điện này nguồn xoay chiều và nguồn một chiều có cùng chung masse với nhau

Nhận xét: Cả 2 mạch điện trên đều chỉnh lưu nửa chu kỳ và nhân đôi điện áp

lý thuyết của transistor tiếp xúc mặt

Sau đó vào năm 1951 Spart & Teal chế tạo thành công transistor tiếp xúc mặt

Vào năm 1953, hãng RCA đã dùng phương pháp hợp kim để chế tạo ra transistor dùng chất bán dẫn Germanium Năm 1954 Texas Instruments Company đã đưa Silic vào công nghệ chế tạo transistor

Phương pháp khuếch tán để chế tạo transistor được Bell Telephone Company nghiên cứu thành công năm 1955

Đến năm 1958, hãng The Fairchild Semiconductor Devision sản xuất được transistor Silic theo phương pháp Mesa

Cùng trên một đế bán dẫn, lần lượt tạo ra 2 tiếp xúc công nghệ P-N gần nhau để được một linh kiện bán dẫn 3 cực gọi là transistor lưỡng cực (bipolar):

Người ta phân biệt 2 loại transistor PNP và NPN có ký hiệu như sau:

N

P C

E

B

C

E B

Transistor P-N-P

Mỗi transistor lưỡng cực có 2 tiếp xúc P-N và gồm 3 lớp :

• Lớp giữa được gọi là lớp gốc (Base) ký hiệu là B, có nồng độ tạp chất thấp nhất và có

Phải cung cấp điện áp cho hai cực C, E đúng cực tính bằng nguồn điện ECC

Nếu transistor NPN thì UCE > 0

Nếu transistor PNP thì UCE < 0

• Phân cực:

Phải cung cấp điện áp cho B, E đúng cực tính bằng nguồn điện EB

Nếu transistor NPN thì UBE > 0

Nếu transistor PNP thì UBE < 0

Sơ đồ nguyên lý của một transistor

ƒ Xét trường hợp có nguồn ECC, không có nguồn EB: CE coi như gồm 2 điốt CB và BE mắc nối tiếp, 2 điốt này mắc ngược chiều nhau nên không cho dòng điện qua CE

ƒ Xét trường hợp có nguồn EB không có nguồn ECC: điốt BE được phân cực thuận, electron (hạt dẫn đa số của lớp E) qua mối tiếp xúc PN vào lớp B để về nguồn EB Chỉ có dòng

IB,không có dòng IC ở mạch nguồn ECC Dòng IB càng lớn, khi nguồn EB lớn

ƒ Xét trường hợp có cả 2 nguồn ECC và nguồn EB: điốt BE được phân cực thuận, electron (hạt dẫn đa số của lớp E) qua mối tiếp xúc vào lớp B, ở lớp B này electron là hạt dẫn điện thiểu số (không cơ bản), khuếch tán rất nhanh qua lớp B (rất mỏng cở vài (m) để vào lớp

C Ở đây electron lại là hạt dẫn đa số, nên bị nguồn ECC hút mạnh tạo nên dòng IC

ƒ Ta thấy, dòng IC càng mạnh khi dòng IB càng lớn và bề dày lớp B càng nhỏ

E

B

C

E B

EB +

-

o Khi IB = 0 : không có dòng IC

Ta gọi ( là hệ số khuếch đại dòng điện của transistor :

Ngoài sự chuyển dịch của các hạt dẫn đa số (electron theo hình vẽ trên đây), còn tồn tại dòng dịch chuyển của các hạt dẫn thiểu số (lổ trống) từ lớp C qua B đến E Dòng dịch chuyển này tạo nên dòng ngược ICEO Vậy ta có:

I C = β I B + I CEO

Hoạt động của transistor PNP cũng giống như trên nhưng phải thay đổi như sau:

Tiếp tế vào 2 cực C và E bằng nguồn ECC để UCE < 0 Phân cực cho BE bằng nguồn EB sao cho UBE < 0 Hạt dẫn đa số là lổ trống phát ra từ E để đến C

2 Đo thử transistor:

Một transistor lưỡng cực có 2 tiếp xúc PN: N-P

và P-N mắc ngược chiều nhau, nên có thể xem như

2 điốt mắc đối đầu nhau theo hình vẽ dưới đây và ta

dùng Ohm-kế thang đo Rx1K để đo thử

Chú ý:

Nên nhớ rằng que - của Volt-kế là que dương của Ohm-kế và que + của Volt-kế là que

âm của Ohm-kế vì Ohm-kế gồm một mA-kế mắc nối tiếp với một nguồn một chiều (pin)

* KIỂM TRA TRANSISTOR TỐT, XẤU:

Lấy ví dụ một transistor NPN Silic, nếu ta đã biết 3 chân của transistor : E, B, C

(Khi đo để kim ohm-kế lên cao gọi là đo theo chiều thuận, đo để kim ohm-kế không lên hoặc lên ít gọi là đo theo chiều nghịch)

- Đo E, B theo 2 chiều khác nhau: Chiều thuận kim lên nhiều, chiều nghịch kim không nhúc nhích (hở mạch) : tốt

- Đo B, C theo 2 chiều khác nhau: Chiều thuận kim lên nhiều, chiều nghịch kim không nhúc nhích (hở mạch): tốt

- Đo C, E theo 2 chiều khác nhau, kim không nhúc nhích (hở mạch): tốt

Transistor hư khi xảy ra một trong các trường hợp sau đây:

Nếu đo E, B cả 2 chiều kim đều lên cao: nối tắt EB Đo E, B theo chiều nghịch kim lên hơi cao: EB của transistor bị rĩ Cả 2 chiều kim đều không lên: đứt EB

Nếu đo B, C cả 2 chiều kim đều lên cao: nối tắt BC Đo B, C theo chiều nghịch kim lên hơi cao: BC của transistor bị rĩ Cả 2 chiều kim đều không lên: đứt BC

Nếu đo C, E cả 2 chiều kim đều lên cao: nối tắt CE Đo C, E kim hơi nhích lên: EC của transistor bị rĩ nhẹ, nhưng nhiều trường hợp vẫn còn sử dụng được Đo C, E kim nhích lên nhiều: CE của transistor bị rĩ nặng

* CÁC KIỂU CHÂN CỦA TRANSISTOR:

Có nhiều kiểu ra chân của transistor, sau đây là vài dạng thông dụng:

Các dạng chân của transistor thường gặp

* KIỂM TRA TRANSISTOR KHI CHƯA BIẾT CHÂN VÀ LOẠI:

- Xác định chân B: đo lần lượt 3 cặp chân theo cả 2 chiều thuận, nghịch Ta thấy có một cặp chân, cả 2 chiều đo kim không lên (Si) hoặc lên rất ít (Ge): Chân còn lại là B

- Xác định NPN, PNP: đo B với một chân còn lại cả 2 chiều thuận, nghịch Quan sát lúc đo chiều thuận, kim lên cao: que dương Ohm-kế đang ở chân B là transistor NPN Còn que

âm Ohm-kế đang ở chân B là transistor PNP

- Xác định transistor Si hoặc Ge: đo B với một chân còn lại Chiều thuận kim lên rất cao và chiều nghịch kim hơi lên là transistor Ge Chiều thuận kim lên vừa, chiều nghịch kim

không lên là transistor Si

- Xác định 2 chân C, E còn lại: nếu transistor NPN, Si ta chọn ngẫu nhiên chân C, đưa que dương Ohm-kế vào đó và que âm Ohm-kế vào chân còn lại (ta cho là E) nếu kim

không lên, lấy ngón tay ướt chạm vào chân B và C, kim lên cao là ta chọn đúng C, E Trường hợp kim vẫn không lên hoặc lên rất ít, ta chọn E, C ngược lại

Nếu transistor PNP, Si ta chọn ngẫu nhiên chân C, đưa que đo âm Ohm-kế vào đó và que dương Ohm-kế vào chân còn lại (ta chọn là E), kim sẽ không lên, lấy ngón tay ướt chạm giữa chân B và C, nếu kim lên cao là ta chọn đúng C, E Trường hợp kim không lên hoặc lên rất ít,

ta chọn E, C ngược lại

Chú ý: Transistor công suất loại PNP, Ge thường C, E có độ rĩ rất lớn, khi đo thử E, C

cả 2 chiều kim đều lên cao, nhưng chênh lệch nhau, phải để thang đo Rx10 hoặc Rx1 mới

thấy rõ độ chênh lệch

3 Cách đặt tên cho transistor:

a) Transistor ký hiệu kiểu Nhật: Trên thị trường, các transistor do Nhật sản xuất được đặt tên như sau: 2S+ chữ cái + vài con số, hoặc ngắn gọn hơn là chữ cái + vài con số (số 2

chỉ 2 lớp tiếp xúc P-N và S là Semiconductor)

Ví dụ 2SB77, 2SA101, C828 …

• 2SA : Nếu Ge : PNP, cao tần (loại cũ, thường vỏ bằng kim loại)

A : Nếu Si : PNP

• 2SB : Nếu Ge : PNP, âm tần (loại cũ, thường vỏ bằng kim loại)

B : Nếu Si : PNP (vỏ bằng nhựa, mũ màu đen)

• 2SC : NPN, Si

C : NPN, Si

• 2SD : NPN, Si : Thường là transistor công suất

D : NPN, Si

b) Transistor ký hiệu kiểu Mỹ:

Bắt đầu là 2N và vài con số phía sau Ví dụ 2N3055, 2N697…

4 Các chế độ làm việc của transistor:

Transistor có 3 chế độ làm việc: chế độ khóa, dẫn bảo hoà và chế độ khuếch đại

Khi xét đặc tính của transistor người ta thường quan tâm đến quan hệ giữa dòng điện IC và điện áp UCE khi IB không đổi, ta có họ đặc tuyến IC = f(UCE) , IB = Const có dạng như sau:

B C C C C

E C E B E B E B

B C E

Đặc tuyến IC = f (UCE)

UCE còn liên hệ với IC theo phương trình:

U CE = E CC - I C R C

(gọi là phương trình đường thẳng thẳng tải biểu thị bằng đường thẳng (C trên hình)

Điểm cắt của (C với các đường 1, 2, 3 chính là điểm làm việc của transistor, nó xác định dòng điện IC và điện áp UCE của transistor ứng với mỗi giá trị của IB

Khi IB càng tăng thì điểm làm việc càng gần đến điểm uốn của các đường cong 1, 2, 3 Khi

IB tăng đến một trị số nào đó thì IC không tăng lên nữa, ta nói IC đạt giá trị bảo hòa ICbh Dòng này tương đương với dòng gốc bảo hòa IBbh

IBbh = ICbh

βĐiểm cắt K của đường (C với đường cong (1) tương ứng với IB = 0 được gọi là điểm khóa

Điểm cắt M của đường (C với đường cong (3) tương ứng với IB = IBbh được gọi là điểm

mở bảo hòa

Khi transistor làm việc ở điểm khoá K: IB = 0 và IC ( 0, ta nói transistor khóa

Khi transistor làm việc ở điểm mở bảo hòa M: IB = IBbh và IC = ICbh ( ICmax (UCE ~ 0),

ta nói transistor mở bảo hòa

ICbh = ICmax = ECC

RC

a.- Transistor làm việc với chế độ khóa và dẫn bảo hoà:

Sơ đồ mạch điện căn bản ở chế độ khóa điện tử của một transistor trong đó K là một con tắt đóng mở bằng tay hay tự động

* Khi khóa K mở: UEB = -EB < 0, tiếp xúc BE bị phân cực ngược, electron từ E không qua vùng B được nên IB = 0 và transistor khóa, không có dòng qua điện trở tải Rt

* Khi khóa K đóng: IB = I1 -I2 = -

Với UBE ( 0.6V (Si), nếu ta chọn R1, R2, ECC, và EB sao cho:

Nếu công tắc K đóng, mở có chu kỳ với thời gian đóng tđ=(T (T là thời gian đóng cắt của công tắc) ( = tđ/T gọi là tỉ số đóng, thì dòng điện qua điện trở tải Rt sẽ có dạng như hình vẽ dưới đây và trị số trung bình của dòng điện này sẽ là :

Từ đây ta có thể dễ dàng thay đổi trị số Io bằng cách thay đổi trị số đóng (

Qua các hình vẽ trên, ta thấy trong thực tế khi đóng điện, dòng IC không tăng ngay đến trị

số ICbh mà chỉ đạt đến ICbh sau một khoảng thời gian ton, ton là thời gian cần thiết để các hạt mang điện trong transistor tích lũy và dịch chuyển

Cũng như lúc tắt, dòng điện không giảm ngay từ ICbh về không mà phải có thời gian toff , đây là thời gian cần thiết để các hạt dẫn phân tán trở lại và phục hồi trạng thái khóa

Vậy để transistor đóng mở một cách tin cậy, chu kỳ đóng, cắt T phải lớn hơn ton+toff Do đó tần số đóng, cắt lớn nhất cho phép của khóa K là:

fmax = 1

Tmin

= 1

ton+toff

b- Transistor làm việc với chế độ khuyếch đại:

Sơ đồ mạch điện căn bản ở chế độ khuếch đại của một transistor như hình dưới đây: Lúc này nguồn nphân cực EB phải có chiều như hình vẽ để cho tiếp xúc BE được phân cực thuận Dòng IB sẽ điều khiển dòng IC

Dưới đây là các đường biểu diễn của điện áp vào (Uvào) 2 cực BE theo thời gian t, điện áp này cộng với điện áp phân cực thuận UBE có được nhờ nguồn EB, tạo nên dòng IB cũng thay đổi theo thời gian Dòng IB thay đổi ở mạch vào sẽ tạo ra dòng IC thay đổi đồng pha tương

EB

-ứng ở mạch ra ở cực C Dòng IC qua tải Rt gây sụt áp UR, nên ta có điện áp UCE (ở đây chính là VC) được tính theo công thức: VC = ECC - RtIC

IC tăng làm VC giảm và ngược lại, ta nói điện áp ra VC ngược pha với điện áp vào Uvào (Chú ý trên đây là cách mắc transistor theo kiểu Phát chung, nên Ura ngược pha với Uvào)

Chưa có tín hiệu đến Có tín hiệu đến để khuếch đại

a) Phân cực cho transistor dùng dòng cố định:

Chỉ cần dùng một điện trở RB có trị số lớn (cỡ 470K() mắc từ nguồn ECC xuống chân

B Điện trở RB này được tính như sau:

ECC = UBE + RBIB

Hay ta có: Ġ

UBE được chọn trong khoảng [0,6V –-> 0,7V] và IB được chọn tùy loại transistor

Phân cực bằng dòng cố định

b) Phân cực cho transistor bằng điện áp phản hồi:

Dùng một điện trở RB khoảng 200 K( mắc từ chân C về chân B của transistor

Và IC = (IB

Trường hợp này, có sự bổ chính nhiệt vì khi có sự gia tăng nhiệt, dòng IB tăng, đưa

nên VBE giảm theo: Phân cực giảm, dòng IB, IC giảm theo nên transistor bớt nóng

Phân cực bằng điện áp phản hồi

c) Phân cực cho transistor dùng cầu chia thế (dùng dòng Emitter):

Ở đây cầu chia thế gồm R1 và R2 sẽ xác định điện

thế VB (các điện thế được đo so với masse là nguồn

B C -

d) Dùng cầu chia thế có bổ chính nhiệt:

Cũng dùng cầu chia thế gồm R1, R2 như trên, nhưng chân E được mắc

Khi transistor nóng lên, dòng IB tăng, dòng IC tăng ( dòng IE tăng (vì IE = IC + IB) ( VE tăng và làm cho UBE = VB - VE giảm, phân cực giảm hoạt động yếu lại, bớt nóng Người ta còn mắc song song với RE một tụ CE để nối tắt dòng tín hiệu từ E

ZC = Cω << R1 E

Một mạch khuếch đại điện áp thông dụng có dạng như sơ đồ dưới đây:

Mạch khuếch đại điện áp

Transistor được phân cực bằng cầu chia thế R1, R2, được bổ chính nhiệt bằng RE Tín hiệu đưa vào khuếch đại qua tụ điện C1 (để chặn dòng một chiều ở ngõ vào) đặt vào chân B và masse Tín hiệu khuếch đại được lấy ra ở tải Rc đặt ở cực Góp Tụ liên lạc C2 dùng để chặn dòng một chiều ở ngã ra Tụ phân dòng CE đặt ở chân E để nối tắt thành phần xoay chiều (tín hiệu), như vậy điện áp đưa vào khuếch đại được đặt thẳng vào BE của transistor

6 Các cách mắc mạch khuếch đại cơ bản của transistor lưỡng cực:

Có 3 cách mắc transistor để khuếch đại trong thực tế, nhưng cách mắc nào cũng phải thỏa các điều kiện sau :

Transistor NPN : VE < VB < VC

Transistor PNP : VC < VB < VE hay VE < VB < VC

a- Phát chung : (Emitter Common hay EC)

Theo cách mắc này, điện áp vào được đặt giữa B và E Điện áp ra lấy từ cực C và E theo

sơ đồ sau :

* Cực E chung cho cả 2 mạch vào và mạch ra

* Uvào tăng thì IB tăng làm IC tăng theo, nhưng VC giảm Vậy Ura giảm, ta nói tín hiệu

ra ngược pha với tín hiệu vào

Mạch khuếch đại Phát chung

b - Gốc chung : (Base common hay BC)

Theo cách mắc này, điện áp vào được đặt giữa E và B Điện áp ra lấy từ cực C và B theo

sơ đồ sau :

* Cực B chung cho cả 2 mạch vào và mạch ra

* Uvào tăng thì IB tăng làm Ic tăng theo, Ura vàø Uvào đồng pha

c- Gĩp chung : (Collector Common hay CC)

Theo cách mắc này, điện áp vào được đặt giữa E và C Điện áp ra lấy từ cực E và C theo

sơ đồ sau :

* Cực C chung cho cả 2 mạch vào và ra

* Điện áp vào và điện áp ra đồng pha

* Tổng trở vào lớn (500ū), tổng trở ra nhỏ (10İ)

* Hệ số khuếch đại điện áp nhỏ Ĩ1)

* Tần số giới hạn: tùy thuộc nguồn

* Transistor NPN :

UBC = VB - VC < 0 hay IB > 0

UEC = VE - VC > 0 hay IE > 0

Mạch khuếch đại Gĩp chung

IV- TRANSISTOR TRƯỜNG: FET (Field Effect Transistor )

Một loại transistor khác mà nguyên tắc làm việc tùy thuộc vào điện trường, loại transistor này cĩ trở kháng đầu vào cao (1M( (100M(), gây tạp âm nhỏ ta gọi là FET

Xét về cấu trúc, transistor trường được chia làm 3 loại:

• Transistor trường cổng tiếp giáp: JFET (Junction Field Effect Transistor)

• Transistor trường cổng cách điện (kênh cảm ứng): MOSFET

• Transistor quang trường

1 Transistor trường cổng tiếp giáp : (JFET)

Transistor trường cổng tiếp giáp thường được gọi tắt là JFET hay FET hoặc UNIFET Cĩ 2 kiểu FET kênh N và kênh P

a) Cấu tạo:

IE Ic + +

Uvào IB Ura -

IE +

IB +

Uvào IC Ura

- -

Hình dưới đây là sơ đồ cấu tạo của FET kênh N Nguyên lý chung như sau: cĩ một thỏi bán dẫn loại N hay P là kênh dẫn điện của transistor, 2 đầu được nối với cực Nguồn S (Source) và cực Máng D (Drain)

Một chất bán dẫn khác loại P hay N được ghép vịng quanh một phần thỏi bán dẫn trên, được nối với một cực khác gọi là cực Cổng G (Gate) Hai chất bán dẫn này tạo thành một lớp tiếp xúc P-N

JFET kênh N

JFET kênh P

b) Vận hành:

Ta xét loại FET kênh N:

Khi đặt một điện áp UDS vào hai cực Nguồn S và Máng D, điện tử chạy trong kênh bán dẫn tạo nên dịng điện IDS hay ID chạy qua, kênh bán dẫn coi như một điện trở cĩ trị số thay đổi tùy theo điện thế ở đầu vào cực Cổng G

Khi cĩ một điện áp phân cực ngược ở 2 mặt tiếp xúc Cổng G và kênh, sẽ tạo thành một vùng hiếm electron ở kênh (vùng nghèo hạt mang đa số) Dịng ID thay đổi nhiều hay ít phụ thuộc vào vùng hiếm electron hẹp hay rộng (vùng hiếm electron mở rộng về phía cực máng D,

vì ở đấy cĩ hiệu điện thế cao)

Khi điện áp phân cực ngược đặt vào GS lớn đến một mức nào đĩ, dịng ID bị nghẽn ứng với mức điện áp thắt

Vậy dịng điện ID qua nhiều khi điện áp phân cực ở Cổng G bằng khơng và giảm khi cĩ điện áp phân cực ngược

d) Cách đo:

Tốt nhất ta dùng máy đo FET, tuy nhiên ta cĩ thể dùng Ohm-kế cĩ nội trở thật cao để đo JFET hay UNIFET:

DS, SD : Cả 2 lần đo được điện trở từ 100( ( 10K(

GD, DG : Một chiều khoảng 1 K(, một chiều hở mạch

GS, SG : Một chiều khoảng 1 K(, một chiều hở mạch

D kênh N Bán dẫn P Vùng hiếm

S

Ký hiệu: JFET kênh N

D kênh P Bán dẫn N Vùng hiếm