intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Linh kiện điện tử: Chương 3 - Nguyễn Văn Hân

Chia sẻ: Gió Biển | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:35

Thêm vào BST
Báo xấu
236
lượt xem 64
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Linh kiện điện tử - Chương 3: Điốt bán dẫn" cung cấp cho người học các kiến thức: Tiếp giáp p-n và điốt bán dẫn, các tham số của điốt bán dẫn, sơ đồ tương đương của Điốt bán dẫn, phân loại và một số ứng dụng của điốt. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Linh kiện điện tử: Chương 3 - Nguyễn Văn Hân

  1. Chương 3: Điốt bán dẫn • Tiếp giáp p-n và điốt bán dẫn • Các tham số của điốt bán dẫn NHATRANG UNIVERSITY • Sơ đồ tương đương của Điốt bán dẫn • Phân loại và một số ứng dụng của điốt
  2. Tiếp giáp p-n • Trên một miếng tinh thể bán dẫn, bằng các phương pháp công nghệ, tạo ra hai vùng bán dẫn loại N và loại P, thì tại ranh giới giữa hai vùng bán dẫn xuất hiện một vùng, gọi là lớp tiếp giáp p-n (p-n junction) NHATRANG UNIVERSITY
  3. Điốt bán dẫn • Linh kiện chỉ có một lớp tiếp giáp p-n gọi là điôt (diode) bán dẫn. NHATRANG UNIVERSITY Hình dạng, ký hiệu, cấu tạo:
  4. Sự hình thành tiếp giáp p-n • Vùng bán dẫn loại N có hạt dẫn đa số là electron tự do (NA=1016cm-3); vùng bán dẫn loại P hạt dẫn đa số là lỗ trống (ND=1017cm-3). NHATRANG UNIVERSITY • Do sự chênh lệch nồng độ electron và lỗ trống giữa hai vùng bán dẫn nên các electron ở gần tiếp giáp p-n khuếch tán từ vùng N sang vùng P và lỗ trống khuếch tán từ vùng P sang N. Kết quả là ở tiếp giáp p-n chỉ còn các ion tạp chất: ion dương ở phía tạp chất n, ion âm ở phía tạp chất p. Vùng giữa các ion này rất nghèo hạt dẫn điện (electron, lỗ trống), nên được gọi là vùng nghèo (depletion region) hay vùng điện tích không gian • Các ion này tạo thành một điện trường hướng từ n sang p gọi là điện trường tiếp xúc. Điện thế tạo bởi điện trường này gọi là hàng rào thế năng (barrier potential)
  5. Sự hình thành tiếp giáp p-n NHATRANG UNIVERSITY pn junction: tiếp giáp p-n depletion region: Vùng nghèo barrier potential: Hàng rào thế năng
  6. Tiếp giáp p-n ở trạng thái cân bằng • Điện trường tiếp xúc ngăn cản sự khuếch tán của các hạt dẫn đa số (electron ở bán dẫn loại NHATRANG UNIVERSITY n; lỗ trống ở bán dẫn loại p)→giảm dòng khuếch tán, và tăng cường chuyển động trôi của các hạt dẫn thiểu số→tăng dòng trôi. Khi dòng điện sinh ra bởi các hạt dẫn này bằng nhau (nhưng ngược chiều), thì tiếp giáp ở trạng thái cân bằng động. • Ở trạng thái cân bằng động, tiếp giáp p-n có bề dày xác định (10-6m), điện trường tiếp xúc và hàng rào thế năng cũng có các giá trị xác định.
  7. Mô hình vùng năng lượng của tiếp giáp p-n ở trạng thái cân bằng NHATRANG UNIVERSITY
  8. Các tham số của tiếp giáp p-n ở trạng thái cân bằng Hiệu điện thế tiếp xúc xn q V Edx N A x 2p N D xn2 NHATRANG UNIVERSITY xp 2 xp: Độ rộng vùng nghèo về phía p ND N A xn: Độ rộng vùng nghèo về phía n V0 VT ln 2     ε=11,8ε0=11,8.8,85.10-14(F/cm): ni Hằng số điện môi của chất bán dẫn Điện trường tiếp xúc ND N A E0 KT ln 2     ni
  9. Tiếp giáp p-n phân cực thuận • Tiếp giáp p-n được phân cực thuận khi đặt một điện áp một chiều có cực dương nối vào bán dẫn p và cực âm nối vào bán dẫn n NHATRANG UNIVERSITY • Điện áp phân cực (Vbias) phải lớn hơn hàng rào thế năng. • Điện trường ngoài ngược hướng với điện trường tiếp xúc, nên làm giảm điện trường tiếp xúc. Etx=E0-Eng
  10. Tiếp giáp p-n phân cực thuận • Điện trường ngoài hướng từ p sang n, làm các electron ở bán dẫn n tiến tới tiếp giáp p-n, đây là hiện tượng “phun” hạt dẫn vào vùng nghèo, làm điện trở vùng nghèo giảm xuống nhanh chóng NHATRANG UNIVERSITY • Điện trường ngoài làm tăng dòng khuếch tán và giảm dòng trôi • Điện trường ngoài làm giảm độ rộng vùng nghèo, làm giảm điện trường tiếp xúc và làm giảm hàng rào thế năng • Khi tiếp giáp p-n được phân cực thuận, có dòng điện từ bán dẫn p sang bán dẫn n, gọi là dòng phân cực thuận.
  11. Tiếp giáp p-n phân cực ngược • Tiếp giáp p-n được phân cực ngược khi đặt một điện áp một chiều có cực dương vào bán dẫn n và cực âm vào bán dẫn p NHATRANG UNIVERSITY • Điện trường ngoài cùng hướng với điện trường tiếp xúc, nên làm tăng cường điện trường tiếp xúc. Etx=E0+Eng
  12. Tiếp giáp p-n phân cực ngược • Điện trường ngoài hướng từ n sang p làm cho các hạt dẫn điện đa số (electron ở bán dẫn n, lỗ trống ở bán dẫn p) càng rời xa tiếp giáp p-n, làm cho độ rộng của vùng nghèo tăng lên, điện trở của vùng nghèo cũng tăng lên NHATRANG UNIVERSITY nhanh chóng • Điện trường ngoài làm giảm dòng khuếch tán và tăng dòng trôi (dòng trôi rất nhỏ so với dòng khuếch tán) • Khi tiếp giáp p-n được phân cực ngược, chỉ có dòng điện ngược (rất nhỏ) qua tiếp giáp p-n.
  13. Dòng điện ngược và hiện tượng đánh thủng tiếp giáp p-n • Dòng điện ngược là dòng dịch chuyển có hướng của hạt mang điện thiểu số (electron trong bán dẫn p, lỗ trống trong bán dẫn n) dưới tác dụng của điện trường ngoài NHATRANG UNIVERSITY • Dòng điện ngược rất nhỏ (cỡ vài μA) và nhanh chóng bão hào khi tăng điện áp phân cực ngược • Nếu tiếp tục tăng điện áp phân cực ngược đến một mức nào đó tiếp giáp p-n bị đánh thủng, dòng ngược tăng đột biến.
  14. Dòng điện qua tiếp giáp p-n phân cực thuận • Dòng điện qua tiếp giáp p-n phân cực thuận là dòng chuyển dời có hướng của các hạt dẫn điện đa số: I=IP+IN S: tiết diện tiếp giáp p-n NHATRANG UNIVERSITY Dòng khuếch tán lỗ trống Dp;Dn: hệ số khuếch tán của lỗ trống, electron qSD p p N V pN: nồng độ lỗ trống khuếch tán Ip exp 1 từ p sang n LP VT nP: nồng độ electron khuếch tán Dòng khuếch tán điện tử từ n sang p LP: độ dài khuếch tán của lỗ qSDn n p V trống IN exp 1 LN: độ dài khuếch tán của LN VT electron V: điện áp phân cực thuận VT: thế nhiệt
  15. Dòng điện qua tiếp giáp p-n phân cực thuận qSD p p N qSDn n p V I IP IN exp 1 LP LN VT NHATRANG UNIVERSITY V I I 0 exp 1 VT Với: SqD p p N SqDn nP I0 Dòng điện ngược bão hòa Lp Ln
  16. Dòng điện qua tiếp giáp p-n phân cực ngược • Dòng điện ngược bão hòa là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện thiểu số: Ing=Ingp+Ingn NHATRANG UNIVERSITY SqD p p N SqDn nP I ng Lp Ln Dp Dn 2 I ng S .q .ni Lp N D Ln N A
  17. Đặc tuyến V-A của Điốt bán dẫn Xây dựng bằng phương pháp thực nghiệm: - Mắc các đồng hồ đo dòng điện và điện áp như hình vẽ NHATRANG UNIVERSITY
  18. Đặc tuyến V-A của Điốt bán dẫn Đặc tuyến V-A là quan hệ giữa dòng điện qua NHATRANG UNIVERSITY Điốt và điện áp đặt vào các cực của Điốt V I I 0 exp 1 VT
  19. Đặc tuyến V-A của Điốt bán dẫn • Đặc tuyến V-A của Điốt bán dẫn chia thành ba phần rõ rệt. NHATRANG UNIVERSITY – Vùng phân cực thuận: Khi 0
  20. Sự phụ thuộc của đặc tuyến V-A vào nhiệt độ V I I 0 exp 1 VT NHATRANG UNIVERSITY Từ công thức trên cho thấy dòng điện qua điốt phụ thuộc vào nhiệt độ thông qua VT và phụ thuộc vào dòng bão hòa ngược I0 Dòng bão hòa ngược phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ với mức xấp xỉ tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng 10oC; hay -2,1mV/oC (Si); -2,3mV/oC (Ge)
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2432 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.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2