Bài gi ng ảĐi n t công su tệ ử ấ
Ch ng 1:ươ NGUYÊN LÝ LÀM VI C C A CÁC PH N TỆ Ủ Ầ Ử
BÁN D N CÔNG SU TẪ Ấ
1.1. Đi t công su t:ố ấ
* Khái ni m: g m 2 l p bán d n p-n ghép thành. Khi đi t cho dòng đ nh m cệ ồ ớ ẫ ố ị ứ
ch y qua thì đi n áp r i trên điôt kho ng 1 đ n 2Vả ệ ơ ả ế
Đi t ch u đ c dòng l n nh t c 10A, 100A, 1000A và đi n áp ng c l nố ị ượ ớ ấ ỡ ệ ượ ớ
g i là đi t công công su tọ ố ấ
* Kí hi u:ệ
`
Khi UAK > 0, Ia # 0 thì Đ m , thông, d nở ẫ
Khi UAK < 0, Ia ≈ 0 thì Đ khoá, đóng, không d n lúc đó Iẫròngc <<
N u UếAK >> thì Đ b ch c th ng ị ọ ủ UAK >UDngcmax → Ingc >>
* Đ c tính V-A c a điôtặ ủ
Biên so n: Tr n Th Hu Trangạ ầ ị ệ Trang 1
P
N
A
K
A
K
Bài gi ng ảĐi n t công su tệ ử ấ
(1) Khi U↑ thì I↑
(2) UAK<VE → Đ khoá, Iròngc nhỏ
(3) UAK<UimĐi n áp ng c c c đa mà đi t ch u đ cệ ượ ự ị ố ị ượ
Khi UAK>VE→ Điôt b đánh th ngị ủ
* Các thông s ch y u c a đi t công su t:ố ủ ế ủ ố ấ
+ Dòng đi n thu n đ nh m c Iệ ầ ị ứ a: là dòng đi n c c đ i cho phép đi qua điôtệ ự ạ
trong th i gian dài khi điôt mờ ở
+ Đi n áp ng c đ nh m c Uệ ượ ị ứ AKmax: đi n áp ng c c c đ i cho phép đ t vàoệ ượ ự ạ ặ
điôt trong m t th i gian dài khi khoá điôtộ ờ
+ Đi n áp r i đ nh m c ệ ơ ị ứ ∆Ua: đi n áp r i trên điôt khi điôt m và dòng đi nệ ơ ở ệ
qua điot b ng dòng đi n thu n đ nh m cằ ệ ậ ị ứ
+ Th i gian ph c h i tính khoá Tờ ụ ồ k: là th i gian c n thi t đ điôt chuy n tờ ầ ế ể ể ừ
tr ng thái m sang tr ng thái khoáạ ở ạ
+ Dòng đi n ng n h n c c đ i cho phép Iệ ắ ạ ự ạ qt: Đó là dòng đi n c c đ i cho phépệ ự ạ
đi qua điôt tr ng thái m trong m t th i gian ng n.ở ạ ở ộ ờ ắ
1.2 Tranzit công su t:ơ ấ
1.2.1 C u t o và kí hi u:ấ ạ ệ
* C u t o:ấ ạ
- Trazito g m 3 l p bán d n P và N đ c ghép xen k nhau. Ng i ta phânồ ớ ẫ ượ ẽ ườ
bi t 2 lo i trazito: lo i p-n-p và lo i n-p-n, m i tranzito đ u có m t l p gi aệ ạ ạ ạ ỗ ề ộ ớ ữ
và hai l p bên.ớ
- L p gi a g i là l p g c(Base) ký hi u là B, m t l p bên g i là l p phátớ ữ ọ ớ ố ệ ộ ớ ọ ớ
(emitter) ký hi u là E, L p bên khác g i là l p collector ký hi u là C.ệ ớ ọ ớ ệ
Biên so n: Tr n Th Hu Trangạ ầ ị ệ Trang 2
Bài gi ng ảĐi n t công su tệ ử ấ
1.2.2 Nguyên t c ho t đ ng và đ c tính c a tranzitor:ắ ạ ộ ặ ủ
* Xét lo i tranzitor N-P-N m c theo s đ ph ng th c chungạ ắ ơ ồ ươ ứ
Trong s đ dòng đi n g c Iơ ồ ệ ố B là dòng đi u khi n và dòng đi n góp Iề ể ệ C là dòng
đ ng l c, l p ghép gi a E và B kí hi u là Jộ ự ớ ữ ệ EB và l p ghép gi a B và C kí hi uớ ữ ệ
là JBC.
* Đ c tính V-A:ặ
Khi UBE >0 và UBC< 0 l p ghép JớEB phân c c thu n và Jự ậ BC phân c c ng c.Doự ượ
đó các đi n t t do( h t mang đi n đa s ) d dàng chuy n d ch qua Jệ ử ự ạ ệ ố ễ ể ị EB t Eừ
sang B, vì l p B r t m ng và n ng đ l n th p nên h u h t các đi n tớ ấ ỏ ồ ộ ẫ ấ ầ ế ệ ử
chuy n t E sang B đi đ n g p m t ghép Jể ừ ế ặ ặ CB, đ n đây các đi n t đ c giaế ệ ử ượ
t c b i đi n tr ng ng c Eố ở ệ ườ ượ CB ti p t c đi qua m t ghép Jế ụ ặ CB đ n C.Dòng đi nế ệ
t này t o nên dòng đi n c c góp Iử ạ ệ ự C
Đ cân b ng v đi n tích l p B ph i l y các l m i t ngu n Eể ằ ề ệ ớ ả ấ ỗ ớ ừ ồ B( tr ng tháiở ạ
xác l p s l m i b ng s đi n t tái h p).Dòng các l l y t ngu n Eậ ố ỗ ớ ằ ố ệ ử ợ ỗ ấ ừ ồ B t oạ
nên dòng đi n g c Iệ ố B.Nh v y dòng đi n t o b i các đi n t t do đi t Eư ậ ệ ạ ở ệ ử ự ừ
sang B là dòng đi n phát IệE : IE = IB + IC trong đó IB << IC và t s ỉ ố β = IC/IB g i làọ
h s khu ch đ i dòng đi n tĩnh c a tranzito, Iệ ố ế ạ ệ ủ C c 10A, 100A… Tranzitoỡ
công su tấ
* Tranzito làm vi c ch đ :ệ ở ế ộ
- Khuy ch đ i: đi u ch nh đi m làm vi c trong vùng tuy n tínhế ạ ề ỉ ể ệ ế
- Khoá: đi u ch nh đi m làm vi c trong vùng khoá hoàn toàn và vùngề ỉ ể ệ
bão hoà
Biên so n: Tr n Th Hu Trangạ ầ ị ệ Trang 3
Bài gi ng ảĐi n t công su tệ ử ấ
- Trong đi n t công su t ng i ta dùng tranzito đ đóng c t ti pệ ử ấ ườ ể ắ ế
đi m m ch đi n. Khi Iể ạ ệ B = 0 ttranzito khoá, m ch đi n b c t còn khiạ ệ ị ắ
IB = Ibbh tranzito m bão hoà, m ch đi n đ c đóng.ơ ạ ệ ượ
1.3 Tristo:
1.3.1 C u t o và kí hi u:ấ ạ ệ
* C u t o:ấ ạ
- Tiristo là m t tinh th bán d n g m 4 l p lo i P và N xen k nhau, gi aộ ể ẫ ồ ớ ạ ẽ ữ
các l p này là các m t ghép P-N đ c kí hi u Jớ ặ ượ ệ A,JC,JK
- T ba l p Pừ ớ 1, P2 và N2 ng i ta đ a ra các đi n c c an t A,đi u khi n Gườ ư ệ ự ố ề ể
và catôt K đ c kí hi u nh hình sau:ượ ệ ư
* Kí hi u: ệ
1.3.2 Nguyên lí ho t đ ng và đ c tính V-A c a tiristoạ ộ ặ ủ
* Đ t E > 0, UặAK>0 (đi n tr ng hay đi n áp thu n lên Tiristo)thì Jệ ườ ệ ậ 1, J3 phân c cự
thu n; Jậ2 phân c c ng c hình thành mi n cách đi n chính, trong Jự ượ ề ệ 2 có đi nệ
tr ng n i Eườ ộ i ↑↑E làm cho mi n ti p giáp Jề ế 2 m r ng, tính cách đi n c a Jở ộ ệ ủ 2 l nớ
→không có dòng trong Tiristo(IAK = IA = 0): tiristo khoá
* Đ t đi n áp thu n Uặ ệ ậ AK > 0, E > 0 và thêm đi n áp đi u khi n Uệ ề ể GK>0 thì các
đi n t t do ch y t vùng Nệ ử ự ạ ừ 2→P2 v c c G, xu t hi n dòng n i ch y tề ự ấ ệ ộ ạ ừ
G→K(IG) đ ng th i các đi n t t do khác Nồ ờ ệ ử ự 2→P2 ch y đ n Jạ ế 2 b n phá cácắ
nguyên t bán d n(Ge,Si) t o ra các đi n t t do m i. Các đi n t t do t Nử ẫ ạ ệ ử ự ớ ệ ử ự ừ 2
đ n k t h p các đi n t t do m i ti p t c b n phá t o ph n ng dây chuy nế ế ợ ệ ử ự ớ ế ụ ắ ạ ả ứ ề
nhanh nhi u làm cho vùng Jề2 t tính ch t cách đi n thành d n đi n, dòng đi n từ ấ ệ ẫ ệ ệ ử
ch y t (K)→Nạ ừ 2→P2→J2 →N1→J1→P1→(A) đó chính là dòng đi n tệ ừ
A→K(IA#0): tiristo m Iởa
∈
t iả
Khi tiristo m làm th nào đ khoá l i?ở ế ể ạ
+ Đ t áp ng c lên tiristo Uặ ượ AK < 0 lúc đó J1,J3 phân c c ng c, Jự ượ 2 phân c cự
thu n các đi n t ng ng chuy n đ ngậ ệ ử ừ ể ộ
Biên so n: Tr n Th Hu Trangạ ầ ị ệ Trang 4
Bài gi ng ảĐi n t công su tệ ử ấ
+ Dòng qua tiristo Ia ≤ IH (holding current)
* Đ c tính V-A: là đ c tính bi u di n m i quan h gi a Uặ ặ ể ễ ố ệ ữ a,Ia
(1): tiristo khoá UAK>0, dòng rò thu n nh (≈0)ậ ỏ
(2): đi n tr âm U↓,I↑(đo n ti p giáp Jệ ở ạ ế 2 t cách đi n tr thành d n đi n)ừ ệ ở ẫ ệ
(3): đo n làm vi c ng v i đ c tính t i,Iạ ệ ứ ớ ặ ả a=It iả→Tiristo m hoàn toànở
Uch là đi n áp chuy n Tiristoệ ể
(4): đo n đ c tính ng c ạ ặ ượ
ZimAK UUU =<
tiristo khoá, dòng rò ng c khôngượ
đáng kể
imAK UU ≥
, dòng rò ng c>> làm cháy ti p giáp nhanh →tiristo hượ ế ư
Khi UAK> Uch→tiristo t m , Iự ở a
∈
It iả
1.3.3 Các thông s chính c a Tiristorố ủ
* Đi n áp thu n: là giá tr l n nh t cho phép đ t vào Ti theo chi u thu n mà Tiệ ậ ị ớ ấ ặ ề ậ
không chuy n khoá thành d nể ẫ
* Đi n áp ng c là giá tr đi n áp đ t lên Ti theo chi u ng c mà Ti không bệ ượ ị ệ ặ ề ượ ị
h ng ỏ
* Đi n áp chuy n: là đi n áp thu n l n nh t khi d t vào Ti theo chi u thì Tiệ ể ệ ậ ớ ấ ặ ề
chuy n khoá thành d n khi Iể ẫ o = 0
* Đi n áp ch c th ng: là đi n áp ng c l n nh t đ t vào Ti theo chi u ng cệ ọ ủ ệ ượ ớ ấ ặ ề ượ
gây ra h h ngư ỏ
* Dòng đ nh m c: là giá tr trung bình c a I đi qua Ti l n nh t mà Ti không bị ứ ị ủ ớ ấ ị
h ngỏ
* Ig, Ug: là giá tr dòng và đi n áp đi u khi n nh nh t đ t lên c c Ti làm Ti d nị ệ ề ể ỏ ấ ặ ự ẫ
Biên so n: Tr n Th Hu Trangạ ầ ị ệ Trang 5