zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Chương 2 - TS. Dương Trọng Lượng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:152

Báo xấu

4
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Chương 2: Cấu kiện điện tử, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: diode bán dẫn; transistor tiếp xúc lưỡng cực (Bipolar Junction Transistor BJT); vi mạch khuếch đại thuật toán (operation amplifier integrated circuirts). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Chương 2 - TS. Dương Trọng Lượng

SCHOOL OF ELECTRONICS AND TELECOMMUNICATION BÀI GIẢNG HỌC PHẦN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ C2 Mã học phần: ET2010 GV: TS. Dương Trọng Lượng 4/13/2022 1
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Kỹ thuật điện tử, Đỗ Xuân Thụ (chủ biên), nhà XB GD 2. 250 bài tập Kỹ thuật điện tử, Nguyễn Thanh Trà - Thái Vĩnh Hiển, nhà XB GD 3. Cở sở KT điện tử số, Vũ Đức Thọ (dịch), Trường ĐH Thanh Hoa, TQ 4. Robert Boylestad, Louis Nashelsky, “Electronic Devices and circuit theory”. Prentice hall, Seventh Edition. 5. Thomas L. Floyd “Electronic Devices” Conventional Current version. Prentice hall, Ninth Edition. 6. Donald P. Leach, Albert Paul Malvino, “Digital Principles and Applications”. Printed in the United States of America. 7. Ronald J.Tocci and Neal S.Widmer “Digital Systems Principles and Applications”. Prentice hall, Eighth Edition. 8. www.ti.com 4/13/2022 2
TÀI LIỆU THAM KHẢO 9. https://www.physics-and-radio-electronics.com 10. https://www.electronics-notes.com 11. https://circuitglobe.com 12. http://www.circuitstoday.com/ 13. http://www.resistorguide.com/varistor/ 14. https://www.electronicshub.org 15. https://www.electronics-tutorials.ws/dccircuits/voltage-source.html 4/13/2022 3
NỘI DUNG 2.1. DIODE BÁN DẪN 2.2. TRANSISTOR TIẾP XÚC LƯỠNG CỰC (BJT) 2.3.VI MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OPERATION AMPLIFIER INTEGRATED CIRCUIRTS) 4/13/2022 4
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn 2.1.1. Những tính chất cơ bản của vật liệu bán dẫn - Vật liệu bán dẫn: Là những vật chất ở thể rắn, có thể là kết tinh hoặc vô định hình; tinh khiết hoặc hỗn hợp; đơn chất hoặc hợp chất. + Loại đơn chất: Silicon (Si), Germanium (Ge), antimony (Sb), arsenic (As), astatine (At), boron (B) Ghi chú: Si là vật liệu bán dẫn được dùng phổ biến nhất rồi đến Ge + Loại hợp chất: gallium arsenide, indium phosphide, gallium nitride, silicon carbide. - Điện trở suất: (cm) Là thông số để đánh giá độ dẫn điện của vật liệu trong đơn vị cm khối 4/13/2022 5
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn R A = 1cm2 l = 1cm Bảng các giá trị điện trở suất của một số vật liệu điển hình Chất dẫn Chất bán dẫn Chất cách điện 4/13/2022 6
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn 2.1.2. Chất bán dẫn thuần (I), bán dẫn loại N, bán dẫn loại P * Chất bán dẫn thuần (bán dẫn loại I- Intrinsic semiconductor): Si, Ge + Vật liệu bán dẫn ở trạng thái thuần túy (chưa pha tạp chất) được coi là chất dẫn kém. + Sự gia tăng nhiệt độ của chất bán dẫn có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể số lượng electron tự do. Lỗ trống và Electron: Một tinh thể Si thuần túy ở nhiệt độ phòng có đủ năng lượng nhiệt cho một số electron hóa trị để nhảy từ vùng hóa trị qua vùng cấm lên vùng dẫn trở thành các Electron tự do (Free electron). Các Electron tự do này được gọi là Electron dẫn. 4/13/2022 7
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn a) Biểu đồ năng lượng b) Sơ đồ liên kết Khi một electron nhảy lên vùng dẫn, nó để lại khoảng trống ở trong vùng hóa trị. Khoảng trống này gọi là lỗ trống (hole). Đó là quá trình tạo ra cặp electron – hole. Sự tái hợp xảy ra khi 01 electron ở vùng dẫn mất năng lượng và rơi trở lại vào một lỗ trống trong vùng hóa trị. 4/13/2022 8
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn Đối với bán dẫn Si thuần ở nhiệt độ phòng, số lượng electron tự do trong vùng dẫn không liên kết với bất kỳ nguyên tử nào và trôi ngẫu nhiên trong vật liệu. Nồng độ lỗ trống = nồng độ electron tự do. * Chất bán dẫn loại N/ bán dẫn Donor (Bán dẫn tạp chất cho điện tử) + Cách tạo ra: Pha trộn nguyên tử tạp chất có 5 electron hóa trị ở lớp ngoài cùng (hóa trị +5) vào chất bán dẫn thuần là Si hoặc Ge để tăng số lượng e trong vùng dẫn của chất bán dẫn thuần. Một số nguyên tử có 5 electron hóa trị ở lớp ngoài cùng là: As (Arsenic), Sb (antimony), P (phospho),… 4/13/2022 9
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn Tạp chất antimony (Sb) trong bán dẫn loại n 4/13/2022 10
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn + Hạt dẫn đa số và thiểu số trong chất bán dẫn tạp chất cho (Bán dẫn tạp chất loại N) Trong bán dẫn tạp chất loại N: Các Electron tự do là hạt dẫn đa số, các lỗ trống (holes) là hạt dẫn thiểu số. Ion tạp chất cho hạt dẫn đa số (Electron tự do) hạt dẫn thiểu số (lỗ trống) Bán dẫn tạp chất loại N 4/13/2022 11
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn * Chất bán dẫn loại P/ Bán dẫn loại Acceptor (Bán dẫn tạp chất nhận điện tử) + Cách tạo ra: Pha trộn nguyên tử tạp chất có 3 electron hóa trị ở lớp ngoài cùng (hóa trị +3) vào chất bán dẫn thuần là Si hoặc Ge. Một số nguyên tử có 3 electron hóa trị ở lớp ngoài cùng là: B (Boron), In (Indium), Ga (Gallium). 4/13/2022 Tạp chất Boron (B) trong bán dẫn loại P 12
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn + Hạt dẫn đa số và thiểu số trong chất bán dẫn tạp chất loại P (bán dẫn tạp chất nhận) Trong bán dẫn tạp chất loại P: Các lỗ trống là hạt dẫn đa số, các electron tự do là hạt dẫn thiểu số. Ion tạp chất nhận hạt dẫn đa số (lỗ trống) hạt dẫn thiểu số Bán dẫn tạp chất loại P (Electron tự do) 4/13/2022 13
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn 2.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Diode bán dẫn Depletion region: vùng nghèo hạt dẫn * Cấu tạo: - Được chế tạo từ Si hoặc Ge A K + - - Gồm 2 miền bán dẫn p,n ghép lại với P N Tiếp xúc PN nhau theo quy trình chế tạo bán dẫn. - Có 2 cực: Anode (A)/ cực (+) , Cathode (K)/ cực (-) 4/13/2022 14
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn * Ký hiệu: * Hình ảnh thực tế: 4/13/2022 15
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn IS Imajority ID = Imajority - IS * Nguyên lý làm việc A K (1) Tiếp xúc PN (Diode bán dẫn) phân cực thuận. + Trong đó: ID – dòng điện chạy Tiếp xúc PN qua Diode; Imajority: Dòng điện do hạt đa số tạo nên U IS: Dòng điện do hạt thiểu số tạo nên Cực (+) của điện áp U đặt vào cực A của Diode (bán dẫn loại P); Cực (-) của điện áp U đặt vào cực K của Diode (bán dẫn loại N); 4/13/2022 16
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn Khi đó, các e trong bán dẫn loại N và các lỗ trống trong bán dẫn loại P tái hợp với các ion tạp chất ở gần tiếp xúc và làm giảm độ rộng vùng tiếp xúc. + Kết quả là dòng của các hạt thiểu số (e) từ bán dẫn loại P chuyển động sang bán dẫn loại N (và các lỗ trống từ bán dẫn loại N sang bán dẫn loại P) không thay đổi về độ lớn (vì mức dẫn được điều khiển chủ yếu bởi số lượng giới hạn tạp chất trong bán dẫn). Nhưng do độ rộng của vùng tiếp xúc giảm dẫn tới dòng của hạt đa số rất lớn. + Khi điện áp đặt vào tiếp xúc tăng lên thì độ rộng của vùng tiếp xúc càng giảm cho đến khi dòng của các electron vượt qua tiếp xúc dễ dàng, dẫn tới sự gia tăng theo hàm mũ của dòng điện. 4/13/2022 17
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn (2) Tiếp xúc PN (Diode bán dẫn) phân cực ngược. A K IS: Dòng điện do hạt thiểu số tạo nên + Tiếp xúc PN U Cực (+) của điện áp U đặt vào cực K của Diode (bán dẫn loại N); Cực (-) của điện áp U đặt vào cực A của Diode (bán dẫn loại P); 4/13/2022 18
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn Khi đó, số lượng các ion dương trong vùng nghèo hạt dẫn của bán dẫn loại n sẽ gia tăng vì số lượng lớn các e tự do bị hút về phía cực (+) của nguồn điện áp U. Tương tự, số lượng các ion âm trong vùng nghèo hạt dẫn của bán dẫn loại P sẽ gia tăng vì số lượng lớn các lỗ trống bị hút về phía cực (-) của nguồn điện áp U. Kết quả là độ rộng vùng nghèo hạt dẫn (vùng tiếp xúc) mở rộng ra. Vấn đề này rạo ra một hàng rào thế năng rất lớn nên rất khó để các hạt dẫn đa số vượt qua. Do vậy, dòng của các hạt đa số bị triệt tiêu (Imajority  0A) Số lượng các hạt thiểu số đi vào vùng nghèo hạt dẫn không đổi nên dòng điện do chúng tạo ra không tăng về độ lớn. 4/13/2022 19
CHƯƠNG 2. CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 2.1. Diode bán dẫn Dòng điện tồn tại trong trường hợp phân cực ngược cho tiếp xúc pn gọi là dòng điện ngược bão hòa, ký hiệu là IS Dòng điện ngược bão hòa hiếm khi > vài A, thường là nA ngoại trừ Diode làm việc với công suất cao. Thuật ngữ “bão hòa” xuất phát từ thực tế là nó đạt đến mức cực đại nhanh chóng và không thay đổi đáng kể với sự gia tăng về điện thế phân cực ngược 4/13/2022 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2412 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.