ki thuat dien - diot ban dan

Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến , cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn.. Khi

Bài tiểu luận kỹ thuật điện tử tương tự

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ ĐIỐT

Giảng viên hướng dẫn: PHẠM DUY KHÁNH Sinh viên thực hiện : TRẦN VĂN CƯỜNG

MSSV : DTK0851030006

Lớp : 44I

Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến , cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn

Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông thường,

điốt Zener , LED Chúng đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N

Hoạt động

Khối bán dẫn loại P chứa nhiều lỗ trống tự do

mang điện tích dương nên khi ghép với khối

bán dẫn N (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ

trống này có xu hướng chuyễn động khuếch tán sang khối N Cùng lúc khối P lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang

Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống

và dư thừa điện tử) trong khi khối N tích điện

dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống)

Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng

tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử

trung hòa Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các

bức xạ điện từ có bước sóng gần đó).

Hai bên mặt tiếp giáp là vùng các điện tử và lỗ trống dễ gặp nhau nhất nên quá trình tái hợp

thường xảy ra ở vùng này hình thành các

nguyên tử trung hòa Vì vậy vùng biên giới ở hai bên mặt tiếp giáp rất hiếm các hạt dẫn điện tự

do nên được gọi là vùng nghèo Vùng này

không dẫn điện tốt, trừ phi điện áp tiếp xúc

được cân bằng bởi điện áp bên ngoài Đây là

cốt lõi hoạt động của điốt

Tính chất

Điốt chỉ dẫn điện theo một chiều từ a-nốt sang tốt Theo nguyên lý dòng điện chảy từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, muốn có dòng

ca-điện qua điốt theo chiều từ nơi có ca-điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, cần phải đặt ở a-nốt một điện thế cao hơn ở ca-tốt Khi đó ta có UAK > 0 và

ngược chiều với điện áp tiếp xúc (UTX) Như vậy muốn có dòng điện qua điốt thì điện trường do

UAK sinh ra phải mạnh hơn điện trường tiếp xúc, tức là: UAK >UTX Khi đó một phần của điện áp

UAK dùng để cân bằng với điện áp tiếp xúc

(khoảng 0.6V), phần còn lại dùng để tạo dòng điện thuận qua điốt.

Khi UAK > 0, ta nói điốt phân cực

thuận và dòng điện qua điốt lúc đó gọi

là dòng điện thuận (thường được ký

hiệu là IF tức IFORWARD hoặc ID

tức IDIODE) Dòng điện thuận có

chiều từ a-nốt sang ca-tốt.

Khi UAK đã đủ cân bằng với điện áp tiếp xúc thì điốt trở nên dẫn điện rất tốt, tức là điện trở của điốt lúc đó rất thấp (khoảng vài chục Ohm ) Do vậy

phần điện áp để tạo ra dòng điện thuận thường

nhỏ hơn nhiều so với phần điện áp dùng để cân

bằng với UTX Thông thường phần điện áp dùng

để cân bằng với UTX cần khoảng 0.6V và phần

điện áp tạo dòng thuận khoảng 0.1V đến 0.5V tùy theo dòng thuận vài chục mA hay lớn đến vài

Ampere Như vậy giá trị của UAK đủ để có dòng

qua điốt khoảng 0.6V đến 1.1V Ngưỡng 0.6V là

ngưỡng điốt bắt đầu dẫn và khi UAK = 0.7V thì

dòng qua Diode khoảng vài chục mA.

Nếu Diode còn tốt thì nó không dẫn điện theo chiều ngược ca-tốt sang a-nốt Thực tế là vẫn tồn tại dòng ngược nếu điốt bị phân cực ngược với hiệu điện thế lớn Tuy nhiên dòng điện

ngược rất nhỏ (cỡ μA) và thường không cần

quan tâm trong các ứng dụng công nghiệp Mọi điốt chỉnh lưu đều không dẫn điện theo chiều

ngược nhưng nếu điện áp ngược quá lớn (VBR

là ngưỡng chịu đựng của Diode) thì điốt bị đánh thủng, dòng điện qua điốt tăng nhanh và đốt

cháy điốt Vì vậy khi sử dụng cần tuân thủ hai điều kiện sau đây:

1.Dòng điện thuận qua điốt không được lớn hơn giá trị tối đa cho phép (do nhà sản

xuất cung cấp, có thể tra cứu trong các tài liệu của hãng sản xuất để xác định).

2.Điện áp phân cực ngược (tức UKA)

không được lớn hơn VBR (ngưỡng đánh thủng của điốt, cũng do nhà sản xuất cung cấp).

Ví dụ điốt 1N4007 có thông số kỹ

thuật do hãng sản xuất cung cấp như sau: VBR=1000V, IFMAX = 1A, VFR

= 1.1V khi IF = IFMAX Những thông

số trên cho biết:

1.Dòng điện thuận qua điốt không được lớn hơn 1A.

2.Điện áp ngược cực đại đặt lên điốt không được lớn hơn 1000V

3.Điện áp thuận (tức UAK)có thể tăng đến 1.1V nếu dòng điện thuận bằng 1A Cũng cần lưu ý rằng đối với các điốt chỉnh lưu nói chung thì khi UAK = 0.6V thì điốt đã bắt đầu dẫn điện và khi UAK = 0.7V thì dòng qua điốt đã đạt đến vài

chục mA

Đặc tuyến Volt-Ampere

Đặc tuyến Volt-Ampere của Diode là

đồ thị mô tả quan hệ giữa dòng điện qua điốt theo điện áp UAK đặt vào nó

Có thể chia đặc tuyến này thành hai

giai đoạn:

1.Giai đoạn ứng với UAK = 0.7V > 0

mô tả quan hệ dòng áp khi điốt phân cực thuận

2.Giai đoạn ứng với UAK = 0.7V< 0 mô

tả quan hệ dòng áp khi điốt phân cực nghịch.

(UAK lấy giá trị 0,7V chỉ đúng với các điốt Si, với điốt Ge thông số này khác)

Khi điốt được phân cực thuận và

dẫn điện thì dòng điện chủ yếu phụ thuộc vào điện trở của mạch ngoài (được mắc nối tiếp với điốt) Dòng điện phụ thuộc rất ít vào điện trở

thuận của điốt vì điện trở thuận rất nhỏ, thường không đáng kể so với điện trở của mạch điện.

Ứng dụng

Vì điốt có đặc tính chỉ dẫn điện theo một chiều từ a-nốt đến ca-tốt khi phân cực thuận nên điốt được dùng để

chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

Ngoài ra điốt có nội trở thay đổi rất lớn, nếu

phân cực thuận RD 0 (nối tắt), phân cực nghịch

RD (hở mạch), nên điốt được dùng làm các

công tắc điện tử, đóng ngắt bằng điều khiển

mức điện áp Điốt chỉnh lưu dòng điện, giúp

chuyển dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều, điều đó có ý nghĩa rất lớn trong kĩ

thuật điện tử Vì vậy điốt được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện và điện tử

Cách kiểm tra Điốt

Để kiểm tra một điốt còn khả năng

hoạt động hay không, chúng ta có thể

sử dụng các đồng hồ đo, đặt chế độ

đo điện trở để đo khả năng dẫn dòng điện hay hạn chế dòng điện của điốt Thông qua đó, chúng ta sẽ biết được điốt còn khả năng sử dụng hay

không.

*Chú ý:

1- Đối với một số loại Ohm kế cũ, dòng hoặc áp

của Ohm kế có thể phá hủy 1 số loại diode sử dụng trong các mạch tần số cao

2- Giá trị của thang đo Ohm để xác định khả năng hoạt động của diode thường để khoảng vài trăm KiloOhm

2- Với các đồng hồ Digital Multimeter có chức

năng kiểm tra diode, ta có thể sử dụng chức

năng này để kiểm tra

Bài tiểu luận tới đây kết thúc.

Cảm ơn mọi người đã quan tâm theo dõi,bài làm còn nhiều sai sót kính mong mọi người đóng góp ý kiến