ui lib w ww ed u ui lib ww -w n- ed u.v ui .ha lib ww w n- u.v ed lib ww w ui ed u v n- w lib ww ui ed u v n n- ed u.v ui .lib ww w ui lib ww w .vn ed u lib -w ww ed ui n- u.v ww w lib ui ed n- u.v ww w lib ui ed u.v n u.v n ed ui PHẦNI u.v sở ui ed CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG VÀ NHỮNG ĐẠI LỨỢNG ĐIỆN n- Chương ww w lib CÁC LOẠI LINH KIỆN RỜI ■ ■ -w ww lib ui ed u.v n- ww w lib Chương s ẽ trình bày linh kiện thụ động: điện trở, tụ điện, cảm kháng đại lượng điện sở Đ ể hiểu hoạt động chức linh kiện điện tử, thiếí phải sử dụng khái niệm điện sở Các đại lượng là: Điện tích, dịng điện, hiệu điện th ế th ế công suất tiêu thụ Các đợi lượng vật lý đưa vào cách chặt chẽ nlìíềii giáo trình" Điện Điện từ Vi vậy, nhắc lại định nghĩa sở đưa định nghĩa áp dụng vào giải thích tính chất điện tử linh kiện cụ thể Trong đó, th ế dịng đóng vai trị trung tâm xem đại lượng sở điện tử học Tất hệ thống điện tử, từ đơn giản đến phức tạp nhất, có th ể biểu diễn xuất phát từ điện trở, tụ điện, cuộn cảm từ nguồn th ế nguồn dịng Vỉ thế, việc mơ tả lình kiện sỏ d ĩ nhiên điều kiện bắt buộc tiên Các chức suy từ tính chất linh kiện này, cố nghĩa mối Hên hệ dòng thế, đưa cách xác tỷ mỉ Bởi ỉà mục tiêu đ ể ch ế tạo nên linh kiện điện tử ed u.v n 1.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN c s ỏ 1.1.1 Điện tích -w ww lib ui Đại lượng sở điện tích điện Nó cấu thành vật chất Các loại vật liệu, vật dẫn điện, vật cách điện, tạo thành từ nguyên tử tính chất điện chúng phụ thuộc vào có mặt điện tử liên kết yếu với hạt nhân nguyên tử M ỗi điện tử mang điện tích điện sở l,6.10“ ''^c C u -lô n g đofn vị điện tích chuẩn hóa V ì tương đương với điện tích khoảng 6.10’*^ điện tử Hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương u.v n Các điện tử lớp ngòai cùng, liên kết yều với hạt nhân định tính chất dẫn điện vật chất Chúng coi lin h động vật liệu gọi điện tử dẫn, ui ed phần lại nguyên tử, tích điện dưoíig, xem m ột điện tích cơ' định Hình 1.1 biểu thị trường hợp m ột vật liệu chứa hai điện tử dẫn nguyên tử Bản chất tự nhiên dẫn điện cách điện vật liệu liên quan với tồn điện tử dẫn ww w lib Trong trường hợp chất cách điện, tất điện tử liên kết mạnh với hạt nhân nên điện tử dẫn không tồn Sự dẫn điện gắn liền với có mặt m ột số lượng nhiều hay u.v n ed Nguyên tử cố định ed u.v n- ww w lib Điện tử dẫn ui ed u.v n- ww w lib ui hạt tải điện liên kết yếu với nguyên tử \'ật liệu, chúng điện tử lỗ trống Các điện tử liên kết yếu vởi nguyèn tử vật liệu đứợc gọi điện tử dẫn Nhắc lại, lỗ trống cách thức đơn giản để trình bày tượng phức tạp dẫn điện bán dẫn Đ iện tích dương, ngược với dấu cúa điện tích điện tử V ì vậy, vật liệu bán dẫn biểu diễn hình 1.2 bàn» tập hợp nguyên tử M ột số chứa hay nhiều điện tỉr dẫn Một số khác chứa rnột hay nhiều lỗ trống liên kết yếu Nguyên tử liên quan, cố định vật liệu, chúng có điện tích dương hay âm tuỳ theo hạt tải điện tự điện từ hay lỗ trống Trong chất dẫn điện, ngun tử có điện tử dẫn Trong chất bán dẫn (Si-lic, Ger-ma-ni Ác-se-níc ga-li) số nguyên tử có chứa điện tử lỗ trống liên kết yếu ui Hình 1.1 V ật liệu dẫn điện ed u.v n -w ww lib K h i có điện tích tác động lại gần m ột vật liệu, hạt tải điện tự bị hút bị đẩy Điện tử bị hút điện tích dương bị đẩy điện tích âm; lỗ trống bị đẩy m ột điện tích dưofng bị hút điện tích âm Khi đó, hạt tải tự chuyển dịch trong vật liệu vậv làm xuất dịng điện K h i ta nói vật liệu bị tác dụng điện trường Đó trường hợp ta tác dụng hiệu điện nhờ m ột máy phát điện Trong chất cách điện, hạt tải điện tự có ui số lượng khồng đáng kể loại bỏ, vậv không bị ảnh hưởng tác động điện trường Trong vật liệu bán dẫn, tính dẫn dièn nàni vị trí trung gian phần nhỏ ngun tử có chứa hạt tải điện tự '©■■© ■© ■© lib "©■ -w ww ■©' ■©' u.v n Kim loại ww w lib ui ed Với (3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Chất cách điện 0 0 o o ©~o o o © ©*■o_o o ©"o o o ® o o o_o o o o đ " Q ,â o q o e o © 00© Chất bán dẫn điện Nguyên tử trung hòa điện cố định Nguyên tử bị ion hóa tích điện dương cố định điện tử dẫn linh động Ngun tử bị ion hóa tích điện âm cố định lỗ trống linh động Hình 1.2 Các ỉoại vật liệu tính chất điện chúng u.v n ui ed 1.2 DÒNG ĐIỆN ww w lib Nếu ta đặt điện tích dương gán điện tử dẫn điện tử chịu lực hút mạnh gọi lực Cu-lông Chúng dịch chuycn tập thể tạo thành dòng điện Ta nói chúng chịu tác dụng điện trường Không nên nghĩ điện n- tử dẫn dứng n khơng có điện trường lác dụng Thực chúng tham gia chuyển động nhiệt hỗn loạn với vận tốc lớn Vì chuyển động ngẫu nhiên, nên kết tổng thể khơng; có nghĩa chuycn động nhiệt khơng sinh dòng điện ed u.v Dòng điện định nghĩa sô' điện lử chuyển dời qua mặt cho đơn vị thời gian Nó số đo lượng điện tích tương ứng biểu th ị Am-pe Hình 1.3 biểu diễn dịng điện i(t) tương ứng với N(t) điện tử chụyển qua mặt s ww w lib ui Không gian chia thành hai miền để mô tả chuyển dời điện tử từ vùng sang vùng cần chọn hướng dương đủ, hướng túy quy ước Hướng dược biểu thị m ũi tên tưcfng ứng với chuyển dời điện tử từ sang I(t) = qN(t) u.v ố" ©- ui '© Với N(f): số lượng điện tử trẽn đơn vị thời gian chuyển từ