Xem mẫu
- Chương 2
K thu t ñi n t
thu
Diode và ng d ng
Diode ng ng
Nguy n Duy Nh t Vi n
N i dung
dung
Ch t bán d n
Diode Ch t bán d n
ð c tuy n tĩnh và các tham s c a diode
B ngu n 1 chi u
- Ch t bán d n Ch t bán d n
Ch
Khái ni m Ch t d n ñi n Ch t bán d n Ch t cách ñi n
ði n tr su t ρ 10-6÷10-4Ωcm 10-6÷10-4Ωcm 10-6÷10-4Ωcm
V t ch t ñư c chia thành 3 lo i d a trên
ñi n tr su t ρ:
T0 ↑ ρ↑ ρ↓ ρ↓
Ch t d n ñi n
Ch t bán d n
Dòng ñi n là dòng d ch chuy n c a các h t
Ch t cách ñi n
mang ñi n
Tính d n ñi n c a v t ch t có th thay ñ i
V t ch t ñư c c u thành b i các h t mang ñi n:
theo m t s thông s c a môi trư ng như
H t nhân (ñi n tích dương)
nhi t ñ , ñ m, áp su t … ði n t (ñi n tích âm)
Ch t bán d n Ch t bán d n
Giãn ñ năng lư ng c a v t ch t
G m các l p:
Vùng hóa tr : Liên k t hóa tr gi a ñi n t và h t nhân.
K: 2; L:8; M: 8, 18; N: 8, 18, 32… Vùng t do: ði n t liên k t y u v i h t nhân, có th di chuy n.
Vùng c m: Là vùng trung gian, hàng rào năng lư ng ñ chuy n
ñi n t t vùng hóa tr sang vùng t do
18
28
- Ch t bán d n thu n Ch t bán d n thu n
Ch
Hai ch t bán d n ñi n hình
Ge: Germanium Si Si Si
Si: Silicium
Là các ch t thu c nhóm IV trong b ng tu n hoàn
Si Si Si
Mendeleev.
Có 4 ñi n t l p ngoài cùng
Các nguyên t liên k t v i nhau thành m ng tinh
Si Si Si
th b ng các ñi n t l p ngoài cùng.
G i n: m t ñ ñi n t , p:
S ñi n t l p ngoài cùng là 8 electron dùng m t ñ l tr ng
Ch t bán d n thu n: n=p.
chung C u trúc tinh th c a Si
Ch t bán d n t p Ch t bán d n t p
Ch t bán d n t p lo i N: Ch t bán d n t p lo i P:
Pha thêm ch t thu c nhóm V trong b ng tu n hoàn Mendeleev Pha thêm ch t thu c nhóm III trong b ng tu n hoàn Mendeleev
vao ch t bán d n thu n, ví d Phospho vào Si. vao ch t bán d n thu n, ví d Bo vào Si.
Nguyên t t p ch t th a 1 e l p ngoài cùng liên k t y u v i h t Nguyên t t p ch t thi u 1 e l p ngoài cùng nên xu t hi n m t l
nhân, d dàng b ion hóa nh m t năng lư ng y u tr ng liên k t y u v i h t nhân, d dàng b ion hóa nh m t năng
lư ng y u
n>p
p>n
Si Si Si Si Si Si
Si P Si Si Bo Si
Si Si Si Si Si Si
- C ut o
Cho hai l p bán d n lo i P và N ti p xúc
công ngh v i nhau, ta ñư c m t diode.
Diode
Diode
P N
D1
ANODE CATHODE
DIODE
Phân c c ngư c cho diode
Chưa phân c c cho diode
E
Âm ngu n thu hút h t mang
Hi n tư ng khu ch tán ñi n tích dương (l tr ng)
Dương ngu n thu hút các h t
các e- t N vào các l
mang ñi n tích âm (ñi n t )
tr ng trong P vùng r ng Vùng tr ng càng l n hơn.
G n ñúng: Không có dòng
kho ng 100µm. Ing
ñi n qua diode khi phân c c
-e
ngư c.
ði n trư ng ngư c t N E
sang P t o ra m t hàng
Ngu n 1 chi u t o ñi n trư ng
rào ñi n th là Utx. Dòng ñi n này là dòng ñi n
E như hình v . c a các h t thi u s g i là
Ge: Utx=Vγ~0.3V ði n trư ng này hút các ñi n dòng trôi.
t t âm ngu n qua P, qua N Giá tr dòng ñi n r t bé.
Si: Utx=Vγ~0.6V
v dương ngu n sinh dòng
ñi n theo hư ng ngư c l i
- Phân c c thu n cho diode Dòng ñi n qua diode
Phân
E
Âm ngu n thu hút h t mang Dòng c a các h t mang ñi n ña s là dòng
ñi n tích dương (l tr ng)
Dương ngu n thu hút các h t khu ch tán Id, có giá tr l n.
mang ñi n tích âm (ñi n t ) Id=IseqU/kT.
Vùng tr ng bi n m t.
Vi
-e ði n tích: q=1,6.10-19C.
Ith H ng s Bolzmal: k=1,38.10-23J/K.
Nhi t ñ tuy t ñ i: T (0K).
ði n áp trên diode: U.
Ngu n 1 chi u t o ñi n trư ng
Dòng ñi n này là dòng ñi n Dòng ñi n ngư c bão hòa: IS ch ph thu c n ng ñ t p ch t,
E như hình v . c a các h t ña s g i là dòng
c u t o các l p bán d n mà không ph thu c U (xem như
ði n trư ng này hút các ñi n khu ch tán.
h ng s ).
t t âm ngu n qua P, qua N Giá tr dòng ñi n l n.
v dương ngu n sinh dòng
ñi n theo hư ng ngư c l i
Dòng ñi n qua diode Dòng ñi n qua diode
Dòng c a các h t mang ñi n thi u s là dòng Khi phân c c cho diode (I,U≠0):
trôi, dòng rò Ig, có giá tr bé.
(*)
I=Is(eqU/kT-1).
V y:
3000K, ta có
G i ñi n áp trên 2 c c c a diode là U. G i UT=kT/q là th nhi t thì
Dòng ñi n t ng c ng qua diode là: UT~25.5mV.
I=Id+Ig.
(**)
I=Is(eU/UT-1).
Khi chưa phân c c cho diode (I=0, U=0):
(*) hay (**) g i là phương trình ñ c tuy n c a
ISeq0/kT+Ig=0.
diode.
=> Ig=-IS.
- ð c tuy n tĩnh c a diode
Ith(mA)
B’ B
Phương trình ñ c
tuy n Volt-Ampe c a
ð c tuy n tĩnh và các
tuy
A
A’
diode:
tham s c a diode
tham diode 5
I=Is(eqU/kT-1)
Ung(V) Uth (V)
0.5
ðo n AB (A’B’): phân c c thu n,
U g n như không ñ i khi I thay C’
C
ñ i.
D’
D
Ge: U~0.3V
Ing(
Si: U~0.6V.
ðo n CD (C’D’): phân c c ngư c,
ðo n làm vi c c a diode ch nh
U g n như không ñ i khi I thay ñ i.
lưu
ðo n làm vi c c a diode zener
Các tham s c a diode
ði n tr m t chi u: Ro=U/I.
Rth~100-500Ω.
Rng~10kΩ-3MΩ. B ngu n 1 chi u
ngu chi
ði n tr xoay chi u: rd=δU/δI.
rdng>>rdth
T n s gi i h n: fmax.
Diode t n s cao, diode t n s th p.
Dòng ñi n t i ña: IAcf
Diode công su t cao, trung bình, th p.
H s ch nh lưu: Kcl=Ith/Ing=Rng/Rth.
Kcl càng l n thì diode ch nh lưu càng t t.
- Sơ ñ kh i Ch nh lưu bán kỳ
Sơ kh nh
V0=0, vs
- M ch l c t C n áp b ng diode zener
ch ng diode zener
nguon tai.lieu . vn
