Tài liệu Giáo trình: "Cấu kiện điện tử" ppt

Các kho ng... Cách ghi gián ti p theo qui c: Cách ghi gián ti p là cách ghi theo quy c... Nhìn chung các v ch màu qui S nhân PF TantanμF.

H C VI N CÔNG NGH B U CHÍNH VI N THÔNG

và hi n đ i v v t li u và các c u ki n đi n t - quang đi n t đang s d ng trong ngành k thu t

đi n t và k thu t vi n thông

Giáo trình "C u ki n đi n t " g m 8 ch ng

+ Ch ng 1 Gi i thi u chung v c u ki n đi n t và v t li u đi n t Trong ch ng này đã

đ a rađ nh ngh a và các cách phân lo i c a c u ki n đi n t , các đ c tính và các tham s k thu t

c a các lo i v t li u s d ng trong k thu t đi n t - vi n thông nh ch t cách đi n, ch t d n đi n,

ch t bán d n và v t li u t

+ Ch ng 2 trình bày v các c u ki n đi n t th đ ng nh đi n tr , t đi n, cu n dây và

bi n áp, cùng các đ c tính và tham s c b n c a các c u ki n này, cách nh n bi t và cách đ c các tham s c a các linh ki n th c t

+ Ch ng 3 trình bày v đi t bán d n Trong ch ng này, giáo trình đã nêu lên tính ch t

v t lý đ c bi t c a l p ti p xúc P - N, đ ng th i trình bày chi ti t v c u t o và nguyên lý ho t đ ng

c ng nh các đ c tuy n, tham s k thu t c a đi t bán d n Ngoài ra, trong ch ng 3 còn trình bày

v các ch đ làm vi c c a đi t bán d n và gi i thi u m t s lo i đi t thông d ng và đ c bi t

+ Ch ng 5 gi i thi u chung v tranzito hi u ng tr ng (FET) và phân lo i tranzito

+ Ch ng 6 gi i thi u v c u ki n thu c h thyristo nh ch nh l u silic có đi u khi n, triac,

c ng trình bày v c u t o và nguyên lý ho t đ ng c a tranzito đ n n i (UJT)

+ Ch ng 7 đ c p đ n s phát tri n ti p theo c a k thu t đi n t là vi m ch tích h p

m ch: vi m ch tuy n tính và vi m ch s Trong đó gi i thi u chi ti t v vi m ch khu ch đ i thu t toán (OA), đây là lo i vi m ch v n n ng đ c s d ng r ng rãi nhi u ch c n ng khác nhau

+ Ch ng 8 trình bày v các c u ki n quang đi n t Ch ng này trình bày khá t m và h

thu t đi n t và k thu t vi n thông đây trình bày v các c u ki n quang đi n t s d ng trong

k thu t đi n t và thông tin quang:

- Các linh ki n phát quang: LED ch th , LED h ng ngo i, LASER, và m t ch th tinh th

l ng LCD

- Các linh ki n thu quang: đi n tr quang, điôt quang, tranzito quang, thyristo quang, t bào quang đi n và pin m t tr i

Trong t p giáo trình này tác gi đã s d ng nhi u tài li u tham kh o và biên so n theo m t

tr t t logic nh t đ nh Tuy nhiên, t p giáo trình không tránh kh i nh ng thi u sót và h n ch

ai quan tâm đ n chuyên ngành này đ b sung và hoàn ch nh t p giáo trình "C u ki n đi n t "

đ c t t h n

Các ý ki n đóng góp xin g i đ n b môn K thu t đi n t - Khoa K thu t đi n t I, H c vi n Công ngh B u chính Vi n thông, km 10 đ ng Nguy n Trãi Hà N i - Hà ông

Xin chân thành c m n!

d ng trong các m ch đi n t ng th i trong ch ng 1 c ng gi i thi u v các đ c tính v t lý

đi n c a các v t li u c b n dùng trong k thu t đi n t

H c xong ch ng 1, sinh viên ph i n m đ c khái ni m chung v c u ki n đi n t , khái ni m

s b v m ch đi n đi n t Sinh viên c ng ph i hi u đ c các đ c tính k thu t c a các lo i

v t li u dùng trong l nh v c k thu t đi n t , m t s lo i v t li u thông d ng th ng dùng và

m t b ph n trong m t thi t b đi n t chuyên d ng c ng nh thi t b đi n t dân d ng

C u ki n đi n t có r t nhi u lo i th c hi n các ch c n ng khác nhau trong m ch đi n t

Mu n t o ra m t thi t b đi n t chúng ta ph i s d ng r t nhi u các linh ki n đi n t , t nh ng linh ki n đ n gi n nh đi n tr , t đi n, cu n dây đ n các linh ki n không th thi u đ c nh

đi t, tranzito và các linh ki n đi n t t h p ph c t p Chúng đ c đ u n i v i nhau theo các

s đ m ch đã đ c thi t k , tính toán khoa h c đ th c hi n ch c n ng c a thi t b thông

th ng nh máy radiocassettes, tivi, máy tính, các thi t b đi n t y t đ n các thi t b thông tin liên l c nh t ng đài đi n tho i, các tr m thu - phát thông tin hay các thi t b v tinh v tr v.v Nói chung c u ki n đi n t là lo i linh ki n t o ra các thi t b đi n t do v y chúng r t quan tr ng trong đ i s ng khoa h c k thu t và mu n s d ng chúng m t cách hi u qu thì

D a vào các đ c tính v t lý c u ki n đi n t có th chia làm 2 lo i:

- Các c u ki n đi n t thông th ng: ây là các linh ki n đi n t có đ c tính v t lý đi n -

đi n t thông th ng Chúng ho t đ ng d i tác d ng c a các sóng đi n t có t n s t c c

th p (f = 1Khz÷10Khz) đ n t n s siêu cao t n(f = 10Ghz ÷ 100Ghz) ho c sóng milimet

- C u ki n quang đi n t : ây là các linh ki n đi n t có đ c tính v t lý đi n – quang Chúng ho t đ ng d i tác d ng c a các sóng đi n t có t n s r t cao (f = 8

- C u ki n đi n t có khí: là các c u ki n đi n t mà s d n đi n x y ra trong môi tr ng khí

D a theo ch c n ng x lý tín hi u ng i ta chia c u ki n đi n t thành 2 lo i là c u ki n

đi n t t ng t (đi n t analoge) và c u ki n đi n t s (đi n t digital)

- C u ki n đi n t t ng t là các linh ki n có ch c n ng x lý các tín hi u đi n x y ra liên

t c theo th i gian

- C u ki n đi n t s là các linh ki n có ch c n ng x lý các tín hi u đi n x y ra r i r c, không liên t c theo th i gian

1.2.4 Phân lo i d a vào ng d ng c a c u ki n đi n t :

D a vào ng d ng c a c u ki n đi n t ng i ta chia c u ki n đi n t ra làm 2 lo i là các

M ch đi n là m t t p h p g m có ngu n đi n (ngu n áp ho c ngu n dòng) và các c u

ki n đi n t cùng dây d n đi n đ c đ u n i v i nhau theo m t s đ m ch đã thi t k nh m

th c hi n m t ch c n ng nào đó c a m t thi t b đi n t ho c m t h th ng đi n t Ví d nh

m ch t o dao đ ng hình sin, m ch khu ch đ i micro, m ch gi i mã nh phân, m ch đ m xung,

đi n t bao gi c ng có ngu n đi n cung c p m t chi u (DC) đ phân c c cho các c u ki n

đi n t ho t đ ng đúng ch đ và ngu n tín hi u c n x lý trong m ch

1.4 V T LI U I N T

Các v t li u s d ng trong k thu t đi n t r t đa d ng và r t nhi u Chúng đ c g i chung là v t li u đi n t đ phân bi t v i các lo i v t li u s d ng trong các l nh v c khác Tu theo m c đích s d ng và yêu c u k thu t mà l a ch n v t li u sao cho thích h p đ m b o v các ch tiêu k thu t, d gia công và giá thành r

- D a vào lý thuy t vùng n ng l ng ng i ta chia v t ch t ra làm ba lo i là ch t cách

đi n, ch t bán d n và ch t d n đi n Theo lý thuy t này thì các tr ng thái n ng l ng c a

nguyên t v t ch t đ c phân chia thành ba vùng n ng l ng khác nhau là: vùng hóa tr , vùng

d n và vùng c m M c n ng l ng cao nh t c a vùng hóa tr ký hi u là EV; m c n ng l ng

th p nh t c a vùng d n ký hi u là EC và đ r ng vùng c m ký hi u là EG

+ Ch t cách đi n:

C u trúc vùng n ng l ng c a ch t cách đi n đ c mô t trong hình 1-1a r ng vùng

c m EG có giá tr đ n vài eV (EG ≥ 2eV)

- D a vào ng d ng, các v t li u đi n t th ng đ c phân chia thành 4 lo i là ch t cách

đi n (hay ch t đi n môi), ch t d n đi n, ch t bán d n và v t li u t

1.4.1 Ch t cách đi n (hay ch t đi n môi)

- th m th u đi n t ng đ i (hay còn g i là h ng s đi n môi):

H ng s đi n môi ký hi u là ε, nó bi u th kh n ng phân c c c a ch t đi n môi và đ c

Trong đó: Cd là đi n dung c a t đi n s d ng ch t đi n môi; C0 là đi n dung c a t đi n

s d ng ch t đi n môi là chân không ho c không khí

tr

Hình 1- 1: C u trúc d i n ng l ng c a v t ch t a- Ch t cách đi n; b- Ch t bán d n; c- Kim lo i

- t n hao đi n môi (P a ):

t n hao đi n môi là công su t đi n chi phí đ làm nóng ch t đi n môi khi đ t nó trong

đi n tr ng và đ c tính theo công th c t ng quát sau:

2 a

P =U ωCtgδ (1 2) Trong đó:

Pa là đ t n hao đi n môi đo b ng oát (w)

U là đi n áp đ t lên t đi n đo b ng vôn (V)

C là đi n dung c a t đi n dùng ch t đi n môi đo b ng Farad (F)

ω là t n s góc đo b ng rad/s

tgδ là góc t n hao đi n môi

- b n v đi n c a ch t đi n môi (E đ.t. ):

N u ta đ t m t ch t đi n môi vào trong m t đi n tr ng mà nó b m t kh n ng cách đi n

- ta g i đó là hi n t ng đánh th ng ch t đi n môi Tr s đi n áp khi x y ra hi n t ng đánh

th ng ch t đi n môi g i là đi n áp đánh th ng Uđ.t. th ng đo b ng KV, và c ng đ đi n

Trong đó: Uđ.t. - là đi n áp đánh th ng ch t đi n môi

d - là b dày c a ch t đi n môi b đánh th ng

- Nhi t đ ch u đ ng:

Là nhi t đ cao nh t mà đó ch t đi n môi gi đ c các tính ch t lý hóa c a nó

- Dòng đi n trong ch t đi n môi (I):

Dòng đi n trong ch t đi n môi g m có 2 thành ph n là dòng đi n chuy n d ch và dòng

đi n rò

• Dòng đi n chuy n d ch IC.M (hay g i là dòng đi n phân c c):

Quá trình chuy n d ch phân c c c a các đi n tích liên k t trong ch t đi n môi s t o nên dòng đi n phân c c IC.M Khi đi n áp xoay chi u dòng đi n chuy n d ch t n t i trong su t

th i gian ch t đi n môi n m trong đi n tr ng Khi đi n áp m t chi u dòng đi n chuy n d ch

- i n tr cách đi n c a ch t đi n môi:

i n tr cách đi n đ c xác đ nh theo tr s c a dòng đi n rò:

CM

UR

ΣIC.M - T ng các thành ph n dòng đi n phân c c

c.Phân lo i và ng d ng c a ch t đi n môi

Ch t đi n môi đ c chia làm 2 lo i là ch t đi n môi th đ ng và ch t đi n môi tích c c

- Ch t đi n môi th đ ng còn g i là v t li u cách đi n và v t li u t đi n B ng 1.1 gi i thi u m t s ch t đi n môi thông d ng và đ c tính c a chúng

- Ch t đi n môi tích c c là các v t li u có th đi u khi n đ c nh :

+ V đi n tr ng có g m, thu tinh,

+ V c h c có ch t áp đi n nh th ch anh áp đi n

+ V ánh sáng có ch t hu nh quang

+ Electric hay cái châm đi n là v t ch t có kh n ng gi đ c s phân c c l n và lâu dài

B ng 1.1 Gi i thi u đ c tính c a m t s ch t đi n môi th đ ng thông d ng

trong đó: S - ti t di n ngang c a dây d n [mm2; m2]

l - chi u dài dây d n [mm; m]

R - tr s đi n tr c a dây d n [Ω]

i n tr su t c a ch t d n đi n n m trong kho ng t :

ρ = 0,016 μΩ.m (c a b c Ag) đ n ρ= 10 μΩ.m (c a h p kim s t - crôm - nhôm)

- H s nhi t c a đi n tr su t (α):

H s nhi t c a đi n tr su t bi u th s thay đ i c a đi n tr su t khi nhi t đ thay đ i

10C Khi nhi t đ t ng thì đi n tr su t c ng t ng lên theo quy lu t:

ρ = ρ + α (1 6) trong đó: ρt - đi n tr su t nhi t đ t (0

- Công thoát c a đi n t trong kim lo i:

N ng l ng c n thi t c p thêm cho đi n t đ nó thoát ra kh i b m t kim lo i đ c g i

là công thoát c a kim lo i EW

Hi u đi n th ti p xúc gi a hai kim lo i này đ c xác đ nh là s chênh l ch th n ng EAB

gi a đi m A và B và đ c tính theo công th c:

b M t s lo i v t li u d n đi n th ng dùng

Ch t d n đi n đ c chia làm 2 lo i là ch t d n đi n có đi n tr su t th p và ch t d n đi n

có đi n tr su t cao

- Ch t d n đi n có đi n tr su t th p:

Ch t d n đi n có đi n tr su t th p (hay đ d n đi n cao) th ng dùng làm v t li u d n

đi n B ng 1.2 gi i thi u m t s ch t d n đi n có đi n tr su t th p và tham s c a chúng

B ng 1.2 Ch t d n đi n có đi n tr su t th p và các tính ch t đi n

V t li u ρ ( m) α (K -1

) t n.c. ( 0

C) T tr ng (103Kg/ m 3 )

tho i, dây đi n tr …

- Ch t d n đi n có đi n tr su t cao:

Các h p kim có đi n tr su t cao dùng đ ch t o các d ng c đo đi n, các đi n tr , bi n

tr , các dây may so, các thi t b nung nóng b ng đi n

B ng 1.3 M t s h p kim thông th ng và tính ch t đi n c a chúng

Ch t bán d n là v t ch t có đi n tr su t n m gi a tr s đi n tr su t c a ch t d n đi n

và ch t đi n môi khi nhi t đ phòng: ρ = 10-4 ÷ 107 Ω.m

Trong k thu t đi n t ch s d ng m t s ch t bán d n có c u trúc đ n tinh th , quan

tr ng nh t là hai nguyên t Gecmani và Silic Thông th ng Gecmani và Silic đ c dùng làm

ch t chính, còn các ch t nh Bo, Indi (nhóm 3), phôtpho, Asen (nhóm 5) làm t p ch t cho các

v t li u bán d n chính c đi m c a c u trúc m ng tinh th này là đ d n đi n c a nó r t nh khi nhi t đ th p và nó s t ng theo l y th a v i s t ng c a nhi t đ và t ng g p b i khi có

tr n thêm t p ch t

b Ch t bán d n nguyên tính

Ch t bán d n mà m i nút c a m ng tinh th c a nó ch có nguyên t c a m t lo i nguyên t thì ch t đó g i là ch t bán d n nguyên tính (hay ch t bán d n thu n) và đ c ký hi u

b ng ch s i (Intrinsic)

- H t t i đi n trong ch t bán d n thu n:

H t t i đi n trong ch t bán d n là các đi n t t do trong vùng d n và các l tr ng trong vùng hóa tr

Xét c u trúc c a tinh th Gecmani ho c Silic bi u di n trong không gian hai chi u nh trong hình (1- 3): Gecmani (Ge) và Silic (Si) đ u có 4 đi n t hóa tr l p ngoài cùng Trong

m ng tinh th m i nguyên t Ge (ho c Si) s góp 4 đi n t hóa tr c a mình vào liên k t c ng hóa tr v i 4 đi n t hóa tr c a 4 nguyên t k c n đ sao cho m i nguyên t đ u có hóa tr 4

H t nhân bên trong c a nguyên t Ge (ho c Si) mang đi n tích +4 Nh v y các đi n t hóa tr trong liên k t c ng hóa tr s có liên k t r t ch t ch v i h t nhân Do v y, m c dù có s n 4

đi n t hóa tr nh ng tinh th bán d n có đ d n đi n th p nhi t đ 00

K, c u trúc lý t ng

nh hình (1- 3) là g n đúng và tinh th bán d n nh là m t ch t cách đi n

Tuy nhiên, nhi t đ trong phòng m t s liên k t c ng hóa tr b phá v do nhi t làm cho

ch t bán d n có th d n đi n Hi n t ng này mô t trong hình 1- 4 đây, m t s đi n t b t

ra kh i liên k t c ng hóa tr c a mình và tr thành đi n t t do N ng l ng EG c n thi t đ phá v liên k t c ng hóa tr kho ng 0,72eV cho Ge và 1,1eV cho Si nhi t đ trong phòng

Ch thi u 1 đi n t trong liên k t c ng hóa tr đ c g i là l tr ng L tr ng mang đi n tích

d ng và có cùng đ l n v i đi n tích c a đi n t i u quan tr ng là l tr ng có th d n đi n

ni - n ng đ h t d n đi n t trong bán d n nguyên tính

Ti p t c t ng nhi t đ thì t ng đôi đi n t - l tr ng m i s xu t hi n, ng c l i khi có

hi n t ng tái h p s m t đi t ng đôi đi n t - l tr ng

(n p )qE E

Trong đó: n- là n ng đ đi n t t do (đi n tích âm)

p- là n ng đ l tr ng (đi n tích d ng) σ- là đ d n đi n

μn - đ linh đ ng c a đi n t

μp.- đ linh đ ng c a l tr ng

Do đó đ d n đi n:

(nμn pμp)q

σ = + (1 10)

B ng 1 4 : Các đ c tính c a Ge và Si

S nguyên t -

Nguyên t l ng -

T tr ng (g/cm3) -

H ng s đi n môi -

S nguyên t /cm3 -

EG0,eV, 00K (n ng l ng vùng c m) -

EG, eV, 3000K -

ni 3000K , cm-3 (n ng đ h t d n đi n t ) -

i n tr su t nguyên tính 3000K [Ω.cm] -

μn , cm2/ V-sec -

μp ,cm2/ V-sec -

Dn , cm2/ sec = μn.VT -

Dp , cm2/ sec = μp.VT -

32 72,6 5,32

16 4,4.1022 0,785 0,72 2,5.1013

45

3800

1800

99

47

14 28,1 2,33

12 5,0.1022 1,21 1,1 1,5.1010

230

1300

500

34

13 Khi t ng nhi t đ , m t đ các đôi đi n t - l tr ng t ng và do đó đ d n đi n t ng Cho nên, n ng đ đi n t ni c a bán d n nguyên tính s thay đ i theo nhi t đ trong quan h :

G 0

n =A T e− (1 11) Trong đó: A0 - là h ng s đo b ng A/(m2

.0K2)

EG0 - là đ r ng vùng c m 00

K

μn, μp và nhi u đ i l ng v t lý quan tr ng c a Gecmani và Silic cho b ng (1.4) d n đi n c a Gecmani ho c Silic đ c tính theo công th c (1-11) s t ng x p x 6%

ho c 8% khi nhi t đ t ng 10

C (t ng ng)

b Ch t bán d n t p lo i N (ch t bán d n t p lo i cho)

Ta thêm m t ít t p ch t là nguyên t thu c nhóm 5 c a b ng tu n hoàn Menđêlêép (thí d Antimon - Sb) vào ch t bán d n Gecmani (Ge) ho c Silic (Si) nguyên ch t Các nguyên t t p

ch t (Sb) s thay th m t s các nguyên t c a Ge (ho c Si) trong m ng tinh th và nó s đ a 4

đi n t trong 5 đi n t hóa tr c a mình tham gia vào liên k t c ng hóa tr v i 4 nguyên t Ge (ho c Si) bên c nh, còn đi n t th 5 s th a ra nên liên k t c a nó trong m ng tinh th là r t

y u, xem hình (1-5) Mu n gi i phóng đi n t th 5 này thành đi n t t do ta ch c n c p m t

n ng l ng r t nh kho ng 0,01eV cho gecmani ho c 0,05eV cho silic Các t p ch t hóa tr 5

đ c g i là t p ch t cho đi n t (Donor) hay t p ch t N

M c n ng l ng mà đi n t th 5 chi m đóng là m c n ng l ng cho phép đ c hình thành kho ng cách r t nh d i d i d n và g i là m c cho, xem hình (1-6) Và do đó, nhi t

đ trong phòng, h u h t các đi n t th 5 c a t p ch t cho s nh y lên d i d n, nh ng trong d i hóa tr không xu t hi n thêm l tr ng Các nguyên t t p ch t cho đi n t tr thành các ion

d ng c đ nh

ch t bán d n t p lo i N: n ng đ h t d n đi n t (nn) nhi u h n nhi u n ng đ l tr ng

pn và đi n t đ c g i là h t d n đa s , l tr ng đ c g i là h t d n thi u s

nn >> pntrong đó: nn - là n ng đ h t d n đi n t trong bán d n t p lo i N

pn - là n ng đ h t d n l tr ng trong bán d n t p lo i N

c Ch t bán d n t p lo i P (ch t bán d n t p lo i nh n)

Khi ta đ a m t ít t p ch t là nguyên t thu c nhóm 3 c a b ng tu n hoàn Menđêlêép (thí

d Indi - In) vào ch t bán d n nguyên tính Gecmani (ho c Silic) Nguyên t t p ch t s đ a 3

đi n t hóa tr c a mình t o liên k t c ng hóa tr v i 3 nguyên t Gecmani (ho c Silic) bên

c nh còn m i liên k t th 4 đ tr ng Tr ng thái này đ c mô t hình (1- 7) i n t c a m i liên k t g n đó có th nh y sang đ hoàn ch nh m i liên k t th 4 còn đ d Nguyên t t p

ch t v a nh n thêm đi n t s tr thành ion âm và ng c l i nguyên t ch t chính v a có 1

đi n t chuy n đi s t o ra m t l tr ng trong d i hóa tr c a nó

Các t p ch t có hóa tr 3 đ c g i là t p ch t nh n đi n t (Acceptor) hay t p ch t lo i P

Vùng hoá tr

M c cho

0,01eV

EG

Hình 1- 7 : M ng tinh th gecmani v i m t

nguyên t In hóa tr 3

Hình 1- 8 : Bi u đ vùng n ng

l ng c a bán d n lo i P

N u t ng n ng đ t p ch t nh n thì n ng đ c a các l tr ng t ng lên trong d i hóa tr ,

nh ng n ng đ đi n t t do trong d i d n không t ng V y ch t bán d n lo i này có l tr ng là

h t d n đa s và đi n t là h t d n thi u s và nó đ c g i là ch t bán d n t p lo i P

PP >> NPtrong đó: PP - n ng đ h t d n l tr ng trong bán d n P

NP - n ng đ h t d n đi n t trong bán d n P

K t lu n: Qua đây ta th y, s pha thêm t p ch t vào bán d n nguyên tính không nh ng

ch t ng đ d n đi n, mà còn t o ra m t ch t d n đi n có b n ch t d n đi n khác h n nhau: trong bán d n t p lo i N đi n t là h t d n đi n chính, còn trong bán d n t p lo i P, l tr ng l i

T ng t , NA là n ng đ các ion nh n và t ng m t đ đi n tích âm s là NA + n

Do tính trung hòa v đi n trong ch t bán d n thì m t đ các đi n tích d ng b ng m t đ các đi n tích âm, nên ta có:

N + =p N +n (1 13) Xét m t v t li u bán d n lo i N thì s có NA = 0 S l ng đi n t trong bán d n N l n

h n nhi u so v i s l tr ng, khi đó công th c (1.13) đ n gi n còn:

T ng t , công th c tính m t đ dòng đi n đi n t khu ch tán là:

dx

dnD.q

Jn = n (1 19) trong đó: Dn - là h s khu ch tán c a đi n t

C hai hi n t ng khu ch tán và d ch chuy n (hi n t ng trôi) đ u là các hi n t ng nhi t đ ng h c th ng kê, D và μ không đ c l p, chúng quan h v i nhau theo công th c:

f c đi m c a v t li u bán d n quang

Ch t bán d n đ c dùng đ t o ngu n ánh sáng h u h t đ u có vùng c m tái h p tr c

ti p Trong ch t bán d n các đi n t và l tr ng có th tái h p tr c ti p v i nhau qua vùng c m

mà không c n m t h t th 3 nào đ b o toàn xung l ng Ch trong các v t li u có vùng c m

tr c ti p hi n t ng tái h p b c x m i có hi u su t cao đ t o ra m t m c đ phát x quang

các h p ch t c a các ch t thu c nhóm III và nhóm V có th cho ta v t li u có vùng c m tái h p

tr c ti p ây là các v t li u đ c t o nên t s liên k t c a các nguyên t nhóm III (nh Al,

Ga, ho c In) và các nguyên t nhóm V (nh P, As, ho c Sb) S liên k t ba và b n thành ph n khác nhau c a các h p ch t đôi c a các nguyên t này c ng là các v t li u r t thích h p cho các ngu n ánh sáng

làm vi c ph t 800 ÷ 900nm, v t li u đ c s d ng th ng là h p kim 3 thành

ph n AlXGaAs T l x c a nhôm (Al) và galium asenic (GaAs) xác đ nh đ r ng vùng c m c a

ch t bán d n và, t ng ng, xác đ nh b c sóng đ nh c a phát x b c x đ nh i u này mô t trong hình (1- 9)

Giá tr x đ cho vùng ho t đ ng c a v t li u đ c l a ch n th ng xuyên đ t đ c b c sóng là 800nm đ n 850nm các b c sóng dài h n thì ch t 4 thành ph n In1-XGaXAsYP1-Y là

m t trong các v t li u c b n đ c s d ng B ng s thay đ i t l ng phân t gam x và y trong vùng ho t đ ng, các đi t phát quang (LED) có th t o ra công su t đ nh b c sóng b t

k gi a 1,0 và 1,7μm đ n gi n ký hi u GaAlAs và InGaAsP m t cách t ng quát khi không

c n nói rõ giá tr x và y c ng nh các ký hi u khác nh AlGaAs; (AlGa)As; (GaAl)As; GaInPAs; và InXGa1-XAsYP1-Y

Các ch t GaAlAs và InGaAsP th ng đ c ch n đ t o ch t bán d n s d ng trong các linh ki n ngu n sáng vì nó có th phù h p v i các tham s m ng tinh th c a giao di n c u trúc

d th b ng vi c s d ng m t liên k t chính xác các v t li u 2, 3, và 4 thành ph n Các y u t này nh h ng tr c ti p đ n hi u su t b c x và tu i th c a ngu n sáng Quan h c h c

2,22,01,81,61,4

λ (μm) 0,6 0,7 0,8 0,9

1, 24( m)

E

λ μ = (1.22)

1.5 V T LI U T

1.5.1 nh ngh a

V t li u t là v t li u khi đ t vào trong m t t tr ng thì nó b nhi m t

Quá trình nhi m t c a các v t li u s t t d i tác d ng c a t tr ng ngoài d n đ n s

t ng ngu n nhi m t và quay các vect mômen t theo h ng c a t tr ng ngoài

1.5.2 Các tính ch t đ c tr ng cho v t li u t

a T tr và t th m:

Gi ng nh đi n tr c a m t dây d n, m ch t c ng có t tr Rm T tr là m t đ i l ng đánh giá s ng n c n vi c l p nên t thông c a m t m ch t T tr đ c tính theo công th c sau:

t th m c a không gian t do μ0:

7

0 4 10− [H / m]

μ = π

H

μ μ = (1 27)

Khi đ c m ng t B và c ng đ t tr ng H trong cu n dây thay đ i v i s gia là ΔB

và ΔH thì s gia c a đ t th m ΔB / ΔH s tr nên quan tr ng

1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (103 H/A/m)

Thép lá

Thép t mGang

i u c n bi t đây là ta mu n đ t đ c m t giá tr đ t th m l n nh t khi đ c m ng

t B c c đ i v i c ng đ t tr ng H có th nh nh t M t quan h quan tr ng khác là các giá

tr thay đ i c a B và H trong hình (1- 11) nghiêng c a đ ng cong t hóa t i m t đi m b t

k đ c g i là gia l ng t th m Δμ

Δμ =ΔB/ΔH gia t th m quan tr ng trong ng d ng mà đó yêu c u s thay đ i r t nh c a

ng cong 0-a-b-c x y ra khi v t li u t ban đ u là không b nhi m t và c ng đ t

tr ng t ng t 0 lên Khi ta gi m c ng đ t tr ng t Hmax xu ng đ n 0 thì v t li u t v n còn gi l i m t s t thông c m ng t còn l i trong v t li u t đã nhi m t khi c ng đ

t tr ng gi m xu ng đ n 0 g i là đ c m ng t d (đo n o-d): (Bd)

gi m đ c m ng t d đ n 0, ta c n cung c p m t c ng đ t tr ng âm C ng đ

t tr ng c n thi t (o-e) đ gi m đ c m ng t d đ n 0 đ c g i là l c kháng t (HC) Khi

ti p t c t ng giá tr ng c c a c ng đ t tr ng H, thì đ c m ng t B c ng t ng theo chi u

âm đ n giá tr bão hòa, ta có đ ng cong t hóa m i (đo n e-f) M t l n n a, c ng đ t

tr ng ng c l i gi m đ n 0 thì đ c m ng t c ng gi m đ n giá tr c m ng t d (đo n o-g)

Và đ gi m đ c m ng t đ n 0, ta l i ph i t ng c ng đ t tr ng theo chi u d ng đ n tr

s HC (đo n o-h) và đây c ng chính là l c kháng t Ti p t c t ng c ng đ t tr ng theo chi u d ng ta đ c đo n "h-c" c a đ th Nh v y, đ th B/H có d ng m t vòng khép kín Vòng này đ i x ng v i đ l n +Bmax = -Bmax, và +Hmax = -Hmax

Vòng t tr ch ng minh r ng, m t ít n ng l ng đ c h p th vào trong v t li u t đ

th ng l c ma sát và làm thay đ i s s p x p th ng hàng c a các đomen t N ng l ng này là nguyên nhân làm nóng lõi cu n dây, và nó chính là n ng l ng lãng phí Di n tích ph kín vòng t tr t l thu n v i n ng l ng hao phí này Hình (1- 13) bi u di n 3 vòng t tr tiêu

bi u cho 3 lo i v t li u s t t

Vòng t tr hình (1- 13a) là c a s t m m Vòng t tr hình (1- 13b) mô t vòng t tr tiêu

bi u c a ch t thép c ng, và di n tích c a nó l n là nguyên nhân d n đ n t n th t c a lõi l n Tuy nhiên, vì đ c m ng t d c a ch t thép c ng l n nên nó r t thu n l i cho nam châm v nh

c u

Vòng t tr hình (1- 13c) là c a Ferit ây là m t lõi ceramic đ c làm t oxit s t Vòng

t tr có hình d ng nh v y s có t n th t tr l n c tính đ c m ng B đ t t i tr s c m ng

t d không đ i trong m t h ng này cho phép s d ng Ferit làm các b nh t

• Dòng đi n xoáy trong lõi s t t :

Nh ta đã bi t, m t t tr ng thay đ i s c m ng m t s c đi n đ ng trong m t dây d n

đ t trong t tr ng đó Do v y, m t lõi s t t đ t trong m t cu n dây s c m ng m t s c đi n

đ ng và t o ra m t dòng đi n l u thông trong lõi s t t đ c g i là dòng đi n xoáy Dòng đi n xoáy làm nóng lõi s t t và nó gi vai trò quan tr ng trong t ng t n th t c a cu n dây h n

ch dòng đi n xoáy, lõi s t t làm vi c v i dòng đi n xoay chi u luôn đ c ch t o t các lá

m ng B m t c a các lá m ng này đ c quét vecni ho c m t l p s n cách đi n m ng lên c hai m t đ t ng đi n tr c a chúng đ i v i dòng đi n xoáy B ng cách này các t n th t do dòng

đi n xoáy không còn đáng k

+B+Bb.

Bd

+Hmax-Hmax

Hi n nay h p kim s t t dùng r ng rãi nh t là s t- silic S t- niken có đ t th m cao h n

V t li u s t dùng trong các cu n dây và bi n áp th ng d ng t m m ng

M t cách khác, h p kim s t t đ c t o thành b ng cách nung dính m t h n h p b t k m nguyên ch t, sau đó đ c cán ngu i và Khi cán ngu i, nh tác đ ng s p x p l i tr c tinh th nên tính ch t t theo h ng cán là t t nh t và đ c g i là v t li u t có đ nh h ng gi m

đ tiêu hao do các dòng đi n xoáy trong lõi bi n áp ng i ta dùng v t li u t có đi n tr su t cao thay đ i tính ch t t và đi n tr su t c a v t li u s t t ta ph i thay đ i t l thành ph n

h p kim Các tính ch t c a v t li u t th ng cho d i d ng các đ ng cong t hóa và các

đ ng cong đ t th m d t hóa c a m t v t li u t đ c đo b ng đ t th m V i s t- silic có đ t th m c c đ i kho ng 7500H/m, còn s t -niken kho ng 60000H/m Các kho ng

• V t li u t m m dùng t n s cao:

(th ng t n s vài tr m đ n vài ngàn KHz)

+ Ferit là v t li u t đ c dùng r ng rãi nh t t n s cao

Ferit là v t li u t có đ t th m cao, t n th t nh Ferit là h p ch t ôxit s t 3 (Fe2O3) k t

h p v i các ôxit k m lo i hóa tr m t ho c hai (ZnO; Zn2O) Nguyên v t li u sau x lý đ c nghi n thành b t m n, tr n l i và ép đ nh hình theo khuôn thành d ng thanh hay ng, sau đó

đ c thiêu nhi t đ cao trong môi tr ng thích h p, ây là quá trình gia công nhi t đ c bi t

đ h p ch t cho đi n tr su t cao

Ferit có nhi u lo i nh ng thông d ng nh t là Ferit-Mangan- K m và Ferit -Niken- K m

Ferit có đ c đi m là đi n d n su t th p, đ t th m ban đ u cao và giá tr c m ng t bão hòa thích h p Ferit đ c dùng trong các cu n dây, có h s ph m ch t cao, các bi n áp có d i thông t n r ng, các cu n dây trung t n, thanh anten, các cu n làm l ch tia đi n t , các bi n áp xung, v.v

Ferit mangan k m (MnZn ferit) đ c ch t o thành nhi u lo i khác nhau tu theo ng

d ng v i nh ng cu n dây có h s ph m ch t cao (Q cao) trong kho ng t n s t 1 đ n 500KHz, có lo i t n th t nh , có h s nhi t c a đ t th m th p và đ n đ nh cao Dùng trong truy n hình có lo i thích h p làm vi c v i đi n c m ng t cao; c ng có lo i có đ t th m thích h p v i các bi n áp thông tin d i r ng và các bi n áp xung

Ferit niken k m (NiZn ferit) c ng có nhi u lo i có thành ph n oxit niken và oxit k m khác nhau, đ ng th i chúng đ u có đi n tr su t cao

TSHD, Ni (công su t) TS.Ni (âm t n)

TS (công su t)

Lõi s t b i (Q cao) Ferit mangan (Q cao, xung)

B dày

c n th n khi s d ng và gia công ch t o

b V t li u t c ng:

Theo ng d ng chia v t li u t c ng thành 2 lo i:

- V t li u đ ch t o nam châm v nh c u

- V t li u t đ ghi âm, ghi hình, gi âm thanh, v.v

Theo công ngh ch t o, chia v t li u t c ng thành:

- H p kim thép đ c tôi thành Martenxit là v t li u đ n gi n và r nh t đ ch t o nam châm v nh c u

- H p kim lá t c ng

- Nam châm t b t

- Ferit t c ng: Ferit Bari (BaO.6Fe2O3) đ ch t o nam châm dùng t n s cao

- B ng, s i kim lo i và không kim lo i dùng đ ghi âm thanh

• c đi m c a nam châm v nh c u là:

N ng l ng t c c đ i bao quanh không gian xung quanh ch t s t t đ c tính b ng Oat (W):

d d d

B HW

2

= (1 28)

nh v y, n ng l ng bao quanh không gian ch t s t t đ c tính theo công th c:

B.HW

2

=

Nam châm trong tr ng thái khép kín s không truy n n ng l ng ra không gian xung quanh Khi t n t i 1 khe không khí gi a các c c thì s xu t hi n s truy n n ng l ng vào không gian xung quanh, tr s c a nó ph thu c nhi u vào chi u dài khe không khí

1.4.5 Th ch anh áp đi n (SiO 2 )

Th ch anh là tinh th Si02 t nhiên không màu, trong su t, th ng g i là pha lê t nhiên;

ho c th ch anh màu (th ch anh khói, th ch anh tím) Tinh th th ch anh áp đi n có th đ c gia công b ng ph ng pháp nhân t o, khi đó các tính ch t c a nó g n gi ng nh các tính ch t c a các tinh th t nhiên

Th ch anh áp đi n th ng đ c dùng làm các b dao đ ng th ch anh có t n s dao đ ng

r t n đ nh

B c ng h ng th ch anh: B m t c a các t m th ch anh đ c mài b ng b t m n và trên chúng đ c đ t các đi n c c b ng kim lo i t o ra b c ng h ng th ch anh

Ký hi u và m ch t ng đ ng:

B c ng h ng th ch anh c n có h s nhi t t n s th p và không đ c t o ra các c ng

h ng ký sinh theo c hai h ng k t t n s c ng h ng chính trong d i t n đã cho c a nó

ki n đi n t d a theo ng d ng c a nó là c u ki n đi n t th đ ng và c u ki n đi n t tích

c c Ngoài ra còn phân lo i theo l ch s phát tri n công ngh ch t o c a các c u ki n mà chúng ta r t quen g i là c u ki n đi n t chân không, c u ki n đi n t có khí, c u ki n đi n t bán d n, vi m ch và c u ki n đi n t nanô

Trong ch ng 1 c ng cho chúng ta m t khái quát chung c u trúc c a m t m ch đi n t

và m t h th ng đi n t T đây chúng ta có th hình dung đ c t m quan tr ng c a các c u

ki n đi n t và v trí có th s d ng chúng trong các thi t b đi n t

V t li u đi n t là ph n quan tr ng c a ch ng 1 Chúng ta đã nghiên c u v đ c tính

v t lý đi n c a các lo i v t li u s d ng trong l nh v c đi n t và đã đ c phân ra làm 4 lo i theo ng d ng c a nó

Ch t cách đi n hay còn g i là ch t đi n môi là lo i d n đi n kém, đi n tr su t c a nó

r t cao (10 ÷ 107 17) Ωm Khi s d ng ch t cách đi n ta ph i chú ý đ n các tính ch t k thu t sau: H ng s đi n môi ε, bi u th kh n ng phân c c c a ch t đi n môi; b n v đi n Eđ.t.

bi u th kh n ng ch u đ c đi n áp cao c a ch t đi n m i; t n hao đi n môi P (hay góc t n hao đi n môi tgδ) bi u th chi phí n ng l ng đi n vô ích c a ch t đi n môi khi có dòng đi n

ch y qua Tu theo m c đích s d ng mà chúng ta chú ý đ n các tính ch t đ c tr ng này m t cách t i u đ l a ch n v t li u thích h p

Trong s d ng, ch t cách đi n đ c chia làm 2 lo i chính là v t li u cách đi n th đ ng và ch t cách đi n tích c c Ch t cách đi n th đ ng th ng dùng làm v t li u cách đi n và làm t đi n Còn ch t cách đi n tích c c có m t s đ c tính c -đi n đ c bi t nh bi n c n ng thành đi n

n ng (g m xét nhét, mu i xét nhét), tính áp đi n ( mu i xét nhét, g m xét nhét, th ch anh áp

đi n) ho c Êlectret (cái châm đi n)

Ch t d n đi n là v t li u d n đi n t t, thông th ng th r n chúng là kim lo i và h p

kim, còn th l ng chúng là các kim lo i nóng cháy và dung d ch đi n phân Khi s d ng ch t

d n đi n chúng ta ph i chú ý đ n các tính ch t sau c a nó: i n d n su t hay đi n tr su t ( = 1/ρ); H s nhi t c a đi n tr su t (α); Nhi t d n su t (λ); Hi u đi n th ti p xúc và Gi i h n

b n khi kéo

Trong s d ng, ch t d n đi n đ c chia làm 2 lo i: ch t d n đi n có đi n tr su t th p,

th ng dùng làm dây d n đi n nh đ ng nguyên ch t, nhôm nguyên ch t và ch t d n đi n có

đi n tr su t cao th ng đ c dùng làm các đi n tr , các s i nung nóng Tu theo m c đích s

d ng mà chúng ta l a ch n các v t li u có tính ch t thích h p

Ch t bán d n là v t li u mà đi n tr su t c a nó có giá tr gi a giá tr c a ch t cách

đi n và ch t d n đi n Trong k thu t đi n t ng i ta ch s d ng các ch t bán d n có c u trúc

m ng tinh th , quan tr ng là 2 ch t silic và gecmani c tính d n đi n quan tr ng c a ch t bán

d n là đ d n đi n c a nó ph thu c r t nhi u vào nhi t đ và n ng đ t p ch t có trong nó

Ch t bán d n đ c chia làm 3 lo i chính: ch t bán d n thu n (nguyên tính), ch t bán dân t p

lo i N và ch t bán d n t p lo i P Ch t bán d n nguyên tính có n ng đ h t t i đi n đi n t và

h t t i đi n l tr ng b ng nhau (pi = ni); ch t bán d n t p lo i P có h t t i đi n đa s là l tr ng,

h t t i đi n đi n t là thi u s (pp >> np); ch t bán d n t p lo i N có h t t i đi n đa s là đi n

t , h t t i đi n thi u s là l tr ng (nn >> pn)

Ch t bán d n quang là v t li u bán d n có c u trúc đi n t đ c bi t đ có th b c x quang t quá trình tái h p c a các h t d n (bi n đ i đi n sang quang) ho c h p th quang đ

t o ra các h t d n đi n (bi n đ i quang sang đi n)

V t li u t là v t li u có kh n ng nhi m t khi đ t trong t tr ng Khi s d ng v t

1 Hãy cho bi t m t s cách phân lo i c u ki n đi n t thông th ng?

2 Hãy cho bi t các tính ch t v t lý-đi n c b n c a ch t cách đi n?

3 Em hãy cho bi t thông th ng ch t cách đi n đ c chia làm m y lo i? Là nh ng lo i nào

và ph m vi s d ng chính c a t ng lo i?

4 Hãy cho bi t các tính ch t v t lý-đi n c b n c a ch t d n đi n?

5 D a vào tính d n đi n, ch t d n đi n đ c phân chia thành m y lo i? Là nh ng lo i nào? Cho ví d và nêu ng d ng c a chúng?

6 Hãy cho bi t nh ng y u t nào nh h ng chính đ n đ d n đi n c a ch t bán d n?

7 T i sao trong ch t bán d n thu n, n ng đ h t t i đi n đi n t và h t t i đi n l tr ng l i

b ng nhau?

8 Th nào là ch t bán d n t p lo i N? c đi m d n đi n c a nó là gì?

9 Th nào là ch t bán d n t p lo i P? c đi m d n đi n c a nó là gì?

10 Ch t bán d n quang đi n t có đ c đi m gì khác v i ch t bán d n thông th ng?

11 Nêu nh ng tính ch t c b n c a v t li u t ?

12 Hãy cho bi t v t li u t đ c phân chia thành m y lo i? Cho ví d ng d ng c a t ng lo i?

13 Cho m t mi ng bán d n Silic đ c pha thêm photpho n ng đ 1015/cm Hãy tính n ng −3

đ h t d n trong mi ng bán d n t i nhi t đ 3000K

14 Hãy cho bi t nh ng tính ch t đ c bi t c a th ch anh áp đi n và ng d ng c a nó?

15 D a vào c u trúc vùng n ng l ng c a v t ch t, ch t bán d n có đ r ng vùng c m là:

a EG > 2eV b 0eV < EG < 2eV c EG = 0eV d 3eV < EG < 6eV

16 Hãy đi n vào ch tr ng c a m nh đ m t trong nh ng nhóm t d i đây:

“ b n v đi n c a ch t đi n môi là giá tr …… ngoài đ t lên ch t đi n môi mà làm cho nó m t kh n ng cách đi n”

a dòng đi n; b đi n áp; c công su t đi n; d c ng đ đi n tr ng

CH NG 2 CÁC C U KI N I N T TH NG

GI I THI U CH NG

Ch ng 2 gi i thi u v các c u ki n đi n t th đ ng ó là c u ki n đi n tr , t đi n,

cu n c m và bi n áp ây là các c u ki n không th thi u đ c trong các m ch đi n Chúng luôn gi m t vai trò r t quan tr ng trong h u h t các m ch đi n Các c u ki n này đ c trình bày m t cách c th t đ nh ngh a, c u t o, ký hi u trong các s đ m ch, các cách phân lo i thông d ng, các tham s c b n và các cách nh n bi t chúng trên th c t Ngoài ra, ch ng 2 còn cho bi t đ c tính c a m t s c u ki n đi n t th đ ng đ c bi t, s d ng trong các l nh v c khác nhau

Trong đó: U – hi u đi n th trên đi n tr [V]

I - dòng đi n ch y qua đi n tr [A]

R - đi n tr [Ω]

Trên đi n tr , dòng đi n và đi n áp luôn cùng pha và đi n tr d n dòng đi n m t chi u

và xoay chi u nh nhau

b Ký hi u c a đi n tr trên các s đ m ch đi n

Trong các s đ m ch đi n, đi n tr th ng đ c mô t theo các qui c tiêu chu n

C u trúc c a đi n tr có nhi u d ng khác nhau M t cách t ng quát ta có c u trúc tiêu

bi u c a m t đi n tr nh mô t trong hình 2-2

M ch p và chân đi n tr

Hình 2.2: K t c u đ n gi n c a m t đi n tr

2.1.2 Các tham s k thu t đ c tr ng c a đi n tr

a Tr s đi n tr và dung sai

+ Tr s c a đi n tr là tham s c b n và đ c tính theo công th c:

R = ρ l

Trong đó: ρ - là đi n tr su t c a v t li u dây d n c n đi n

S - là ti t di n c a dây d n

+ Dung sai hay sai s c a đi n tr bi u th m c đ chênh l ch gi a tr s th c t c a

đi n tr so v i tr s danh đ nh và đ c tính theo %

%100R

RR

d d

d d

b Công su t tiêu tán danh đ nh: (Pt.tmax)

Công su t tiêu tán danh đ nh cho phép c a đi n tr Pt.t.max là công su t đi n cao nh t mà

đi n tr có th ch u đ ng đ c trong đi u ki n bình th ng, làm vi c trong m t th i gian dài không b h ng N u quá m c đó đi n tr s nóng cháy và không dùng đ c

t

R

R Tr s th c t c a đi n tr

Tr s danh đ nh c a đi n tr

H s nhi t c a đi n tr bi u th s thay đ i tr s c a đi n tr theo nhi t đ môi tr ng

và đ c tính theo công th c sau:

TCR = 1

R

RT

2.1.3 Cách ghi và đ c các tham s trên thân đi n tr

Trên thân đi n tr th ng ghi các tham s đ c tr ng cho đi n tr nh : tr s c a đi n

tr và % dung sai, công su t tiêu tán (th ng t vài ph n m i Watt tr lên) Ng i ta có th ghi tr c ti p ho c ghi theo nhi u qui c khác nhau

a Cách ghi tr c ti p:

Cách ghi tr c ti p là cách ghi đ y đ các tham s chính và đ n v đo c a chúng Cách ghi này th ng dùng đ i v i các đi n tr có kích th c t ng đ i l n nh đi n tr dây qu n

b Ghi theo qui c

Cách ghi theo quy c có r t nhi u các quy c khác nhau đây ta xem xét m t s cách quy c thông d ng:

+ Không ghi đ n v Ôm: ây là cách ghi đ n gi n nh t và nó đ c qui c nh sau:

R (ho c E) = Ω M = MΩ K = KΩ

+ Quy c theo mã: Mã này g m các ch s và m t ch cái đ ch % dung sai Trong các ch

s thì ch s cu i cùng ch s s 0 c n thêm vào Các ch cái ch % dung sai qui c g m: F =

- Hai vòng màu đ u tiên là ch s có ngh a th c c a nó

- Vòng màu th 3 là ch s s 0 c n thêm vào (hay g i là s nhân)

- Vòng màu th 4 ch ph n tr m dung sai (%)

Lo i 5 v ch màu đ c qui c:

- Ba vòng màu đ u ch các s có ngh a th c

- Vòng màu th t là s nhân đ ch s s 0 c n thêm vào

- Vòng màu th 5 ch % dung sai

B ng 2.1 : B ng qui c màu

Phân lo i đi n tr có r t nhi u cách Thông d ng nh t là phân chia đi n tr thành hai

lo i: đi n tr có tr s c đ nh và đi n tr có tr s thay đ i đ c (hay bi n tr ) Trong m i lo i này l i đ c phân chia theo các ch tiêu khác nhau thành các lo i nh h n nh sau:

i n tr có tr s c đ nh

i n tr có tr s c đ nh th ng đ c phân lo i theo v t li u c n đi n nh :

+ i n tr than t ng h p (than nén)

+ i n tr than nhi t gi i ho c than màng (màng than tinh th )

+ i n tr dây qu n g m s i dây đi n tr dài (dây NiCr ho c manganin, constantan) qu n trên

1 ng g m ceramic và ph bên ngoài là m t l p s b o v

+ i n tr màng kim, đi n tr màng oxit kim lo i ho c đi n tr mi ng: i n tr mi ng thu c thành ph n vi đi n t D ng đi n tr mi ng thông d ng là đ c in luôn trên t m ráp m ch

+ i n tr cermet (g m kim lo i)

D a vào ng d ng đi n tr đ c phân lo i nh li t kê trong b ng 2.2

1 2 3 4

Hình 2-3: Th t vòng màu

10Ω ÷ 1,5M 10Ω ÷ 1,5M 10Ω ÷ 5M 2,7Ω ÷ 100M

0,1Ω ÷ 180K 1,0Ω ÷ 3,8K 0,1Ω ÷ 40K 20Ω ÷ 2M

1Ω ÷ 22M

1/8 ÷3/4 1250

C 1/20÷ 1/2 1250

C 1/4 ÷ 2 700

C 1/20÷1/2 1250

C 1/8 ÷ 1 700

C 1/8 ÷ 2 700

-55÷+150 -55÷+175 -55÷+165 -55÷+130

-55÷+275 -55÷+275 -55÷+275 -55÷+225

i n tr oxit im lo i Lo i than t ng h p Lo i dây qu n công su t

Hình 2-4: M t s hình d ng bên ngoài c a m t s đi n tr c đ nh

đi n tr Con ch y có k t c u ki u xoay (chi t áp xoay) ho c theo ki u tr t (chi t áp tr t) Chi t áp có 3 đ u ra, đ u gi a ng v i con tr t còn hai đ u ng v i hai đ u c a đi n tr

Theo ng d ng có th chia chi t áp thành 3 lo i chính: lo i đa d ng, lo i chính xác và

lo i đi u chu n

Ngoài các đ c tính t ng t nh c a đi n tr c đ nh, chi t áp còn có các tham s riêng, trong đó c b n là lu t đi n tr Lu t đi n tr cho bi t tr s c a đi n tr thay đ i th nào khi ta thay đ i góc xoay α c a con ch y (hình 2-7)

ây là m t linh ki n bán d n có tr s đi n tr thay đ i theo nhi t đ Khi nhi t đ bình

th ng thì tecmixto là m t đi n tr , n u nhi t đ càng t ng cao thì đi n tr c a nó càng gi m

R 100%

H s nhi t TCR c a đi n tr nhi t tecmixto có giá tr âm l n i n tr nhi t th ng

đ c dùng đ n đ nh nhi t cho các m ch c a thi t b đi n t , đ đo và đi u ch nh nhi t đ trong các c m bi n

ng d ng: Varixto dùng đ chia áp trên các l i đi u khi n đ n đ nh đi n áp ng

th i, nó còn đ c m c song song v i các cu n ra c a bi n áp quét dòng, quét mành đ n đ nh

đi n áp trên các cu n lái tia đi n t

i n tr Mêgôm: có tr s đi n tr t 108 ÷ 1015 Ω (kho ng t 100 MΩ đ n 1000000 GΩ)

i n tr Mêgôm đ c dùng trong các thi t b đo th , trong m ch t bào quang đi n

i n tr cao áp: Là đi n tr ch u đ c đi n áp cao t 5 KV đ n 20 KV i n tr cao áp có

tr s t 2000 ÷ 1000 MΩ, công su t tiêu tán cho phép t 5 W đ n 20 W i n tr cao áp

M ng đi n tr : M ng đi n tr là m t lo i vi m ch tích h p có 2 hàng chân

2.2 T I N

2.2.1 nh ngh a và ký hi u c a t đi n

a nh ngh a:

T đi n là d ng c dùng đ ch a đi n tích M t t đi n lý t ng có đi n tích b n c c t

l thu n v i hi u đi n th đ t ngang qua nó theo công th c:

Q = C U [culông] (2 5) trong đó: Q - đi n tích trên b n c c c a t đi n [C]

C - đi n dung c a t đi n[F]

d

S.U

Trong đó: εr - h ng s đi n môi c a ch t đi n môi

ε0 - h ng s đi n môi c a không khí hay chân không

+ Dung sai c a t đi n: ây là tham s ch đ chính xác c a tr s dung l ng th c t so v i

tr s danh đ nh c a nó Dung sai c a t đi n đ c tính theo công th c :

%100.C

CC

d d

d d

t −

Dung sai c a đi n dung đ c tính theo % Dung sai t ± 5% đ n ± 20% là bình th ng cho h u h t các t đi n có tr s nh , nh ng các t đi n chính xác thì dung sai ph i nh (C p 01: 1%, C p 02: 2%)

CC

1TCC

C - là tr s đi n dung c a t đi n

TCC th ng tính b ng đ n v ph n tri u trên 1°C (vi t t t ppm/°C) và nó đánh giá s thay đ i c c đ i c a tr s đi n dung theo nhi t đ

Trong đó hình "a" cho t bình th ng; hình "b" cho t có đi n tr rò l n và hình "c" cho t có đi n tr rò th p

Hình 2-14 “c” là s đ t ng đ ng c a t đi n t n s cao Khi t làm vi c t n s cao ta ph i chú ý đ n t n hao công su t trong t đ c th hi n qua h s t n hao DF:

%100.X

RDF

2.2.3 Các cách ghi và đ c tham s trên thân t đi n

Hai tham s quan tr ng nh t th ng đ c ghi trên thân t đi n là tr s đi n dung (kèm theo dung sai s n xu t) và đi n áp làm vi c

a Cách ghi tr c ti p:

Ghi tr c ti p là cách ghi đ y đ các tham s và đ n v đo c a chúng Cách này ch dùng cho các lo i t đi n có kích th c l n

b Cách ghi gián ti p theo qui c:

Cách ghi gián ti p là cách ghi theo quy c T đi n có tham s ghi theo qui c th ng

có kích th c nh và đi n dung ghi theo đ n v pF

Có r t nhi u các qui c khác nhau nh quy c mã, quy c màu, v.v Sau đây ta ch nêu m t s quy c thông d ng:

+ Ghi theo qui c s : Cách ghi này th ng g p các t Pôlystylen

Ví d 1: Trên thân t có ghi 47/ 630: có ngh a t s là giá tr đi n dung tính b ng pF, t c là 47

T Tantan là t đi n gi i c ng th ng đ c ghi theo đ n v μF cùng đi n áp làm vi c

và c c tính rõ ràng

+ Ghi theo quy c màu: T đi n c ng gi ng nh đi n tr đ c ghi theo qui c màu Qui c

màu c ng có nhi u lo i: có lo i 4 v ch màu, lo i 5 v ch màu Nhìn chung các v ch màu qui

S nhân (PF) Tantan(μF)

Có nhi u cách phân lo i t đi n, thông th ng ng i ta phân t đi n làm 2 lo i là:

- T đi n có tr s đi n dung c đ nh

- T đi n có tr s đi n dung thay đ i đ c

a T đi n có tr s đi n dung c đ nh:

T đi n có tr s đi n dung c đ nh th ng đ c g i tên theo v t li u ch t đi n môi và công d ng c a chúng nh trong b ng 2.4

B ng 2.4: B ng phân lo i t đi n d a theo v t li u và công d ng

10 ÷ 100000 PF

1 ÷ 580 PF

5,6PF ÷ 560 μF 150PF ÷120000 μF

500 ÷ 1500

100 ÷ 500

-55 ÷ 125 -55 ÷ 125 -55 ÷ 85 -55 ÷ 85

-55 ÷ 125 -55 ÷ 125

-55 ÷ 125 -55 ÷ 125

-55 ÷ 125 -40 ÷ 85

-55 ÷ 125 -55 ÷ 125 -55 ÷ 125 -55 ÷ 85

+ T đi n gi i nhôm: (Th ng g i là t hóa) Tính ch t quan tr ng nh t c a t đi n gi i nhôm là chúng có tr s đi n dung r t l n trong m t "h p" nh Giá tr tiêu chu n c a các t hóa n m trong kho ng t 1 μF đ n 100000 μF

Các t đi n gi i nhôm thông d ng th ng làm vi c v i đi n áp m t chi u l n h n 400 Vdc, trong tr ng h p này, đi n dung không quá 100 μF Ngoài đi n áp làm vi c th p và phân

c c thì t đi n gi i nhôm còn m t nh c đi m n a là dòng rò t ng đ i l n

+ T tantan: (ch t đi n gi i Tantan)

ây là m t lo i t đi n gi i T tantan, c ng gi ng nh t đi n gi i nhôm, th ng có m t giá tr đi n dung l n trong m t kh i l ng nh

Gi ng nh các t đi n gi i khác, t tantan c ng ph i đ c đ u đúng c c tính T tantan

c ng đ c ghi theo qui c 4 vòng màu