bài giảng môn cấu kiện điện tử và quang điện tử

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Giảng viên: ThS. TrầnThụcLinh Điệnthoại/E-mail: 0914932955/thuclinh_dt@yahoo.com Bộ môn: Kỹ thuật điệntử - Khoa Kỹ thuật điệntử 1 Họckỳ/Nămbiênsoạn: 2/2009 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 2 Nội dung môn học  Chương 1- Giớithiệu chung  Chương 2- Cấukiệnthụđộng  Chương 3- Vậtlýbándẫn  Chương 4- Diode (Điốt)  Chương 5- BJT (Transistor lưỡng cực)  Chương 6- FET (Transistor hiệu ứng trường)  Chương 7- Thyristors: SCR – Triac – Diac - UJT  Chương 8- Cấukiện quang điệntử BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 3 Tài liệuhọctập  Tài liệu chính:  Slide bài giảng  Bài giảng Cấukiện điệntử và quang điệntử, Đỗ Mạnh Hà, Họcviện CNBCVT, 2009-2010  Tài liệuthamkhảo:  Electronic Devices and Circuit Theory, Ninth edition, Robert Boylestad, Louis Nashelsky, Prentice - Hall International, Inc, 2006.  Linh kiện bán dẫnvàvi mạch, Hồ văn Sung, NXB GD, 2005  Giáo trình Cấukiện điệntử và quang điệntử, TrầnThị Cầm, Họcviện CNBCVT, 2002 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 4 Yêu cầumônhọc  Sinh viên phải đọctrướccácslide bài giảng trướckhilênlớp  Tích cựctrả lờivàđặtcâuhỏitrênlớphoặc qua email củaGV  Làm bài tậpthường xuyên, nộpvở bài tậpbấtcứ khi nào Giảng viên yêu cầu  Tự thực hành theo yêu cầuvới các phầnmềmEDA  Điểmmônhọc:  Chuyên cần : 10 %  Kiểm tra giữa kỳ: 10 %  Thí nghiệm : 10 %  Thi kết thúc : 70 % Kiểmtra: -Câuhỏingắn -Bàitập Thi kết thúc: -Lýthuyết: + Trắc nghiệm + Câu hỏingắn -Bàitập BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 5 Chương 1- Giớithiệu chung 1. Giớithiệu chung về cấukiện điệntử 2. Phân loạicấukiện điệntử 3. Giớithiệuvề vậtliệu điệntử 4. GiớithiệucácphầnmềmEDA hỗ trợ môn học BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 6 1. Giớithiệu chung về Cấukiện điệntử  Cấukiện điệntử là các phầntử linh kiên rờirạc, mạch tích hợp(IC) …tạo nên mạch điệntử, hệ thống điệntử  Cấukiện ĐT ứng dụng trong nhiềulĩnh vực. Nổibậtnhất là ứng dụng trong lĩnh vực điệntử -viễn thông, CNTT  Cấukiện ĐT rất phong phú, nhiềuchủng loại đadạng  Công nghệ chế tạolinhkiện điệntử phát triểnmạnh mẽ, tạoranhững vi mạch có mật độ rấtlớn(Vi xử lý Pentium 4: > 40 triệu Transistor,…)  Xu thế các cấukiện điệntử có mật độ tích hợp ngày càng cao, tính năng mạnh, tốc độ lớn… BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 7 Vi mạch và ứng dụng  Processors  CPU, DSP, Controllers  Memory chips  RAM, ROM, EEPROM  Analog  Thông tin di động, xử lý audio/video  Programmable  PLA, FPGA  Embedded systems  Thiếtbị ô tô, nhà máy  Network cards  System-on-chip (SoC) Ảnh: amazon.com BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 8 Ứng dụng của linh kiện điệntử Sand… Chips on Silicon wafers Chips… BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 9 Lịch sử phát triển công nghệ (1)  Các cấukiện bán dẫnnhư diodes, transistors và mạch tích hợp (ICs) có thể tìm thấykhắpnơi trong cuộcsống (Walkman, TV, ôtô, máy giặt, máy điều hoà, máy tính,…). Những thiếtbị này có chấtlượng ngày càng cao với giá thành rẻ hơn  PCs minh hoạ rấtrõxuhướng này  Nhân tố chính đem lạisự phát triển thành công củanềncông nghiệpmáytínhlàviệc thông qua các kỹ thuậtvàkỹ năng công nghiệptiêntiếnngườitachế tạo được các transistor v ớikích thước ngày càng nhỏ→giảm giá thành và công suất  Bài họckhámphácácđặc tính bên trong củathiếtbị bán dẫn → SV hiểu đượcmối quan hệ giữacấutạohìnhhọcvàcác tham số củavậtliệu; hiểu đượccácđặc tính vềđiệncủa chúng BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 10  1883 Thomas Alva Edison (“Edison Effect”)  1904 John Ambrose Fleming (“Fleming Diode”)  1906 Lee de Forest (“Triode”) Vacuum tube devices continued to evolve  1940 Russel Ohl (PN junction)  1947 Bardeen and Brattain (Transistor)  1952 Geoffrey W. A. Dummer (IC concept)  1954 First commercial silicon transistor  1955 First field effect transistor - FET Audion (Triode) 1906, Lee De Forest First point contact transistor (germanium) 1947, John Bardeen and Walter Brattain Bell Laboratories Lịch sử phát triển công nghệ (2) [...]... www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 25 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Các loại vật liệu điện tử Chất cách điện (chất điện môi) Chất dẫn điện Vật liệu từ Chất bán dẫn (Chương 3) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 26 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3.1 CHẤT CÁCH ĐIỆN (CHẤT ĐIỆN... BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 17 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 3 Giới thiệu về vật liệu điện tử 3.1 Chất cách điện 3.2 Chất dẫn điện 3.3 Vật liệu từ 3.4 Chất bán dẫn (Chương 3) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 18 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Cơ sở vật lý của vật liệu điện tử Lý thuyết vật lý chất... 12 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Định luật MOORE www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 13 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2 Phân loại cấu kiện điện tử 2.1 Phân loại dựa trên đặc tính vật lý 2.2 Phân loại dựa trên chức năng xử lý tín hiệu 2.3 Phân loại theo ứng dụng www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN:... ứng mới: các linh kiện được chế tạo bằng công nghệ nano có cấu trúc siêu nhỏ: Bộ nhớ một điện tử, Transistor một điện tử, giếng và dây lượng tử, linh kiện xuyên hầm một điện tử, … www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 15 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2.2 Phân loại dựa trên chức năng xử lý tín hiệu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần... BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 16 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ 2.3 Phân loại theo ứng dụng Linh kiện thụ động: R,L,C… Linh kiện tích cực: DIOT, BJT, JFET, MOSFET… Vi mạch tích hợp IC: IC tương tự, IC số, Vi xử lý… Linh kiện chỉnh lưu có điều khiển Linh kiện quang điện tử: Linh kiện thu quang, phát quang www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện. .. cách điện của chất điện môi Dòng điện tổng qua chất điện môi sẽ là: I = IC.M + Irò Sau khi quá trình phân cực kết thúc thì qua chất điện môi chỉ còn dòng điện rò www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 31 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Phân loại và ứng dụng của chất điện môi Chất điện môi thụ động (vật liệu cách điện và vật liệu tụ điện) :... chịu đựng b.5 Dòng điện trong chất điện môi (I) b.6 Điện trở cách điện của chất điện môi www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 27 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ b.1 Hằng số điện môi Cd ε= C0 (kh«ng thø nguyªn) Cd : điện dung của tụ điện sử dụng chất điện môi C0 : điện dung của tụ điện sử dụng chất điện môi là chân không hoặc không... www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 22 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ Sự hình thành vùng năng lượng (2) C 6 1s22s22p2 Si 14 1s22s22p63s23p2 Ge 32 1s22s22p63s23p63d104s24p2 Sn 50 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2 (Si) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 23 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ... dây dẫn và tiếp giáp được tráng bạc để giảm điện trở của chúng www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 29 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ b3 Độ bền về điện của chất điện môi (Eđ.t) Đặt một chất điện môi vào trong một điện trường, khi tăng cường độ điện trường lên quá một giá trị giới hạn thì chất điện môi đó mất khả năng cách điện → hiện... năng phân cực của chất điện môi Chất điện môi dùng làm tụ điện cần có hằng số điện môi (ε) lớn, còn chất điện môi dùng làm chất dẫn điện có ε nhỏ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS Trần Thục Linh BỘ MÔN: Kỹ thuật điện tử - KHOA KTĐT1 Trang 28 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ b.2 Độ tổn hao điện môi (Pa) là công suất điện tổn hao để làm nóng chất điện môi khi đặt nó trong điện trường, được xác . chung về cấukiện điệntử 2. Phân loạicấukiện điệntử 3. Giớithiệuvề vậtliệu điệntử 4. GiớithiệucácphầnmềmEDA hỗ trợ môn học BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG. nhanh BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ThS. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: Kỹ thuật điệntử - KHOA KTĐT1 Trang 13 Định luậtMOORE BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ. 2006.  Linh kiện bán dẫnvàvi mạch, Hồ văn Sung, NXB GD, 2005  Giáo trình Cấukiện điệntử và quang điệntử, TrầnThị Cầm, Họcviện CNBCVT, 2002 BÀI GIẢNG MÔN CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ & QUANG ĐIỆN TỬ www.ptit.edu.vn GIẢNG