ĐỒ án CHUYÊN NGÀNH (1)

Đềcươngmơnlinhkiệnbándẫn Câu 1: Phân loạicácchấtdẫnđiện, bándẫnvàcáchđiệntheocấutrúcvùngnănglượng Câu 2: Trìnhbàykháiniệmbándẫnthuần Hầu hết chất bán dẫn có nguyên tử xếp theo cấu tạo tinh thể Hai chất bán dẫn dùng nhiều kỹ thuật chế tạo linh kiện điện tử Silicium Germanium Mỗi nguyên tử hai chất có điện tử kết hợp với điện tử nguyên tử kế cận tạo thành liên kết hóa trị Vì tinh thể Ge Si nhiệt độ thấp chất cách điện Hình Nếu ta tăng nhiệt độ tinh thể, nhiệt làm tăng lượng số điện tử làm gãy số nối hóa trị Các điện tử nối bị gãy rời xa di chuyển dễ dàng mạng tinh thể tác dụng điện trường Tại nối hóa trị bị gãy ta có lỗ trống (hole) Về phương diện lượng, ta nói nhiệt làm tăng lượng điện tử dải hóa trị Hình Khi lượng lớn lượng dải cấm (0,7eV Ge 1,12eV Si), điện tử vượt dải cấm vào dải dẫn điện chừa lại lỗ trống (trạng thái lượng trống) dải hóa trị) Ta nhận thấy số điện tử dải dẫn điện số lỗ trống dải hóa trị Nếu ta gọi n mật độ điện tử có lượng dải dẫn điện p mật độ lỗ trống có lượng dải hóa trị Ta có:n=p=ni Câu 3: Trìnhbàykháiniệmbándẫnphatạp Chấtbándẫnloại p (hay dùngnghĩatiếngViệtlàbándẫndương) cótạpchấtlàcácnguntốthuộcnhóm III, dẫnđiệnchủyếubằngcáclỗtrống (viếttắtchochữtiếngAnh positive', nghĩalàdương) Chấtbándẫnloại n (bándẫnâm - Negative) cótạpchấtlàcácnguyêntốthuộcnhóm V, cácnguyêntửnàydùng electron tạoliênkếtvàmột electron lớpngồiliênkếtlỏnglẻovớinhân, đấychínhlàcác electron dẫnchính Câu 4:Trìnhbàycấutạo, kýhiệuvànguntắchoạtđộngcủa diode chỉnhlưu Cấu tạo điôt ký hiệu sơ đồ mạch điện Điốt bán dẫn cấu kiện gồm có lớp tiếp xúc P-N hai chân cực anốt (ký hiệu A) catốt (ký hiệu K) Anốt nối tới bán dẫn P, catốt nối với bán dẫn N bọc vỏ bảo vệ kim loại nhựa tổng hợp Cấu tạo ký hiệu điốt bán dẫn sơ đồ mạch Sơ đồ nguyên lý diode Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý diode Khi đưa điện áp ngồi có cực dương vào anốt, âm vào catốt (U AK > 0) điốt dẫn điện mạch có dịng điện chạy qua lúc tiếp xúc PN phân cực thuận Câu 5: Trìnhbàycấutạo, kýhiệuvànguyêntắchoạtđộngcủa transistor lưỡngcực Tranzito lưỡng cực gồm có hai tiếp xúc P-N tạo nên miền bán dẫn loại P N xếp xen kẽ Nếu miền bán dẫn bán dẫn loại N ta có tranzito lưỡng cực loại P-N-P Nếu miền bán dẫn bán dẫn loại P ta có tranzito lưỡng cực loại N-P-N a b Tranzito lưỡng cực loại P-N-P (hay tranzito thuận) cấu tạo ký hiệu sơ đồ mạch Tranzito N-P-N (hay tranzito ngược) cấu tạo ký hiệu Tranzito có chân cực là: - Cực Phát ký hiệu chữ E (Emitter) nguồn phát hạt tải điện tranzito - Cực Gốc ký hiệu chữ B (Base) cực điều khiển dịng điện - Cực Góp ký hiệu chữ C (Collector) có nhiệm vụ thu nhận tất hạt dẫn từ phần phát E qua phần gốc B tới - Hai tiếp xúc P-N tiếp xúc phát-gốc ký hiệu TE (gọi tắt tiếp xúc phát), tiếp xúc góp-gốc ký hiệu TC (gọi tắt tiếp xúc góp) Nguyên lý làm việc tranzito Khi chưa cung cấp điện áp lên chân cực tranzito hai tiếp xúc phát TE góp TC trạng thái cân dòng điện tổng chạy qua chân cực tranzito Muốn cho tranzito làm việc ta phải cung cấp cho chân cực điện áp chiều thích hợp Có ba chế độ làm việc tranzito là: chế độ tích cực (hay chế độ khuếch đại), chế độ ngắt chế độ dẫn bão hòa Cả hai loại tranzito P-N-P N-P-N có nguyên lý làm việc giống nhau, có chiều nguồn điện cung cấp vào chân cực ngược dấu + Chế độ ngắt: Cung cấp nguồn điện cho hai tiếp xúc P-N phân cực ngược Tranzito có điện trở lớn có dòng điện nhỏ chạy qua nên tranzito coi không dẫn điện.(nối B-E phân cực nghịch) + Chế độ dẫn bão hòa: Cung cấp nguồn điện cho hai tiếp xúc P-N phân cực thuận Tranzito có điện trở nhỏ dịng điện qua lớn (nối B-E phân cực thuận; nối B-C phân cực thuận) Ở chế độ ngắt chế độ dẫn bão hòa, tranzito làm việc phần tử tuyến tính mạch điện Ở chế độ tranzito khóa điện tử sử dụng mạch xung, mạch số + Chế độ tích cực: Ta cấp nguồn điện cho tiếp xúc phát TE phân cực thuận, tiếp xúc góp TC phân cực ngược Ở chế độ tích cực, tranzito làm việc với q trình biến đổi tín hiệu dịng điện, điện áp, hay cơng suất có khả tạo dao động, khuếch đại tín hiệu, Đây chế độ thông dụng tranzito mạch điện tử tương tự.(nối B-E phân cực thuận; nối B-C phân cực nghịch) Câu 6: Trình bày cấu tạo, ký hiệu, nguyên tắc hoạt động JFET kênh N: Cấu tạo gồm: • Hai vùng n+ hai vùng nguồn • Một vùng n- pha tạp chất dùng làm thơng lộ nối liền vùng nguồn vùng • Một vùng p- nằm phía thơng lộ thân • Một vùng p nằm phía thơng lộ (hai vùng p p- nối chung với tạo thành cực cổng JFET Kí hiệu Với S : cực nguồn D : cực thoát G :cực cổng Nguyên tắc hoạt động - - Để cho transitor trường làm việc chế độ khuêch đại phải cung cấp nguồn điện UGS có chiều cho tiếp xúc PN phân cực ngược.Còn nguồn điện UDS có chiều cho hạt dẫn đa số chuyển động từ cực nguồn S qua kênh cực máng D để tạo nên dòng điện mạch cực máng ID + Để cho hai tiếp xúc P-N phân cực ngược ta phải cung cấp nguồn VGG có cực dương vào chân cực nguồn S, cực âm vào chân cực cửa G.Để cho hạt dẫn điện tử chuyển động từ cực nguồn cực máng nguồn điện VD có chiều dương vào cực máng, chiều âm vào cực nguồn +khi UDS>0 điện điểm dọc theo kênh tăng dần từ cực nguồn S đến cực máng D.Do tiếp xúc P-N bị phân cực ngược mạnh dần phía cực máng.Bề dày lớp tiếp xúc tăng dần phía cực máng tiết diện kênh hẹp dần phía cực máng Câu 7: Trình bày cấu tạo, ký hiệu nguyên tắc hoạt động MOSFET kênh N (DE-MOSFET, E-MOSFET) I Trình bày cấu tạo, ký hiệu nguyên tắc hoạt động DE-MODFET kênh N Cấu tạo gồm: - Hai vùng n+ hai vùng nguồn - Một vùng n- pha tạp chất dùng làm thơng lộ nối liền vùng nguồn vùng - Một vùng p- nằm phía thơng lộ thân - Lớp cách điện oxit bán dẫn SiO2 Kí hiệu S:cực nguồn G:cực cổng D:cực 3.Ngun tắc hoạt động Để DE-MOSFET hoạt động người ta áp nguồn điện VDD vào cực thoát cực nguồn :cực dương nguồn điện nối với cực thoát D cực âm nối với cực nguồn S.Điện VGS cực cổng cực nguồn âm (DEMODFET kênh N điều hành theo kiểu hiếm) dương (DE-MODFET kênh N điều hành theo kiểu tăng) + VGS =0 (cực cổng nối thẳng với cực nguồn) điện tử di chuyển cực âm nguồn điện VDD qua kênh n- đến vùng thoát (cực dương nguồn điện VDD) tạo dịng điện ID Khi điện VDS lớn điện tích âm cổng G nhiều (do vùng rộng thêm Khi vùng vừa chắn ngang kênh kênh bị nghẽn dịng điện ID đạt đến trị số bão hịa IDSS +khi VGS âm nghẽn xảy sớm dòng điện bão hòa ID nhỏ +Khi VGS dương điện tích dương cực cổng hút điện tử mặt tiếp xúc nhiều vùng hẹp lại tức thông lộ rộng điện trở thông lộ giảm điều làm cho dịng ID lớn trường hợp VGS =0 II Trình bày cấu tạo, ký hiệu nguyên tắc hoạt động E-MODFET kênh N 1.Cấu tạo gồm: - Hai vùng n+ hai vùng nguồn - Một vùng p- nằm phía thông lộ thân - Lớp cách điện oxit bán dẫn SiO2 ký hiệu : S:cực nguồn D:cực G:cực cổng 3.Ngun lí hoạt động - VGS 0 điện trường tạo vùng cổng cổng mang điện tích dương nên hút điện tử p- đến tập trung mặt đối diện vùng cổng VGS đủ lớn lực hút mạnh điện tử đến tập trung nhiều tạo thành thông lộ tạm thời nối liền hai vùng nguồn S D Điện VGS mà từ dịng điện thoát ID bắt đầu tăng gọi điện thềm -cổng VGS(th) Khi VGS tăng lớn VGS(th) dịng điện ID tiếp tục tăng nhanh Câu 8: Các linh kiện có lớp tiếp giáp a Transitor lưỡng cực ( BJT): Có loại: P-N-P N-P-N Có cực: Cực base ( cực nền), cực lại Emitor (cực phát) Collector (cực thu) Nguyên lý làm việc tranzito Khi chưa cung cấp điện áp lên chân cực tranzito hai tiếp xúc cực phát E cực thu C trạng thái cân dòng điện tổng chạy qua chân cực tranzito Muốn cho tranzito làm việc ta phải cung cấp cho chân cực điện áp chiều thích hợp Có ba chế độ làm việc tranzito là: chế độ tích cực (hay chế độ khuếch đại), chế độ ngắt chế độ dẫn bão hịa Cả hai loại tranzito P-N-P N-P-N có nguyên lý làm việc giống nhau, có chiều nguồn điện cung cấp vào chân cực ngược dấu + Chế độ ngắt: Cung cấp nguồn điện cho hai tiếp xúc P-N phân cực ngược Tranzito có điện trở lớn có dịng điện nhỏ chạy qua nên tranzito coi không dẫn điện + Chế độ dẫn bão hòa: Cung cấp nguồn điện cho hai tiếp xúc P-N phân cực thuận Tranzito có điện trở nhỏ dịng điện qua lớn Ở chế độ ngắt chế độ dẫn bão hòa, tranzito làm việc phần tử tuyến tính mạch điện Ở chế độ tranzito khóa điện tử sử dụng mạch xung, mạch số + Chế độ tích cực: Ta cấp nguồn điện cho tiếp xúc cực phát E phân cực thuận, tiếp xúc cực góp C phân cực ngược Ở chế độ tích cực, tranzito làm việc với q trình biến đổi tín hiệu dịng điện, điện áp, hay cơng suất có khả tạo dao động, khuếch đại tín hiệu, Đây chế độ thơng dụng tranzito mạch điện tử tương tự b Transistor trường: FET ( Field Effect Transistor) -Transistor hiệu ứng trường – Transistor trường Có loại:  - Junction field- effect transistor - viết tắt JFET: Transistor trường điều khiển tiếp xúc P-N (hay gọi transistor trường mối nối)  - Insulated- gate field effect transistor - viết tắt IGFET: Transistor có cực cửa cách điện.Thông thường lớp cách điện dùng lớp oxit nên gọi metal - oxide - semiconductor transistor (viết tắt MOSFET).Trong loại transistor trường có cực cửa cách điện chia làm loại MOSFET kênh sẵn (DE-MOSFET) MOSFET kênh cảm ứng (E-MOSFET)  • Mỗi loại FET lại phân chia thành loại kênh N loại kênh P • Ký hiệu: Câu9: Các tính chât khch đại thuật tốn: Độ lợi vịng hở A vơ cực Băng tần rộng từ 0Hz-> đến vô cực Tổng trở Tổng trở vào vô cực Các hệ số lamda vô cực Khi ngõ vào volt ngõ V ... cực gồm có hai tiếp xúc P-N tạo nên miền bán dẫn loại P N xếp xen kẽ Nếu miền bán dẫn bán dẫn loại N ta có tranzito lưỡng cực loại P-N-P Nếu miền bán dẫn bán dẫn loại P ta có tranzito lưỡng cực... Cấu tạo điơt ký hiệu sơ đồ mạch điện Điốt bán dẫn cấu kiện gồm có lớp tiếp xúc P-N hai chân cực anốt (ký hiệu A) catốt (ký hiệu K) Anốt nối tới bán dẫn P, catốt nối với bán dẫn N bọc vỏ bảo vệ... bán dẫn N bọc vỏ bảo vệ kim loại nhựa tổng hợp Cấu tạo ký hiệu điốt bán dẫn sơ đồ mạch Sơ đồ nguyên lý diode Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý diode Khi đưa điện áp ngồi có cực dương vào anốt, âm vào