Bài Giảng Diode Bán Dẫn

11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM MẠC ĐIỆ TỬ H N Chương Diode 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Nội dung Diode bán dẫn thông thường • Chỉnh lưu • Mạch xén (clippers) mạch ghim điện áp (Clampers) • Diode zener • 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Ký hiệu điểm tĩnh Q VC EQ V (quiescent-point): I EQ , Giá tức CE C chiều: I Ev , • trị tức thời Ethành phần thay đổi theo thời gian: vc thời: iE, Giá ie, e • • Giátrị • Giá trị 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Giới thiệu Diode linh kiện điện đơn giản tử phi tuyến • Các loại diode: • • • • • Diode chân không, Diode khí, Diode chỉnh lưu kim loại, Diode bán dẫn, vv… • Mạch siêu cao tần, phát quang ứng dụng tần số cao • Các vật liệu bán dẫn thường dùng: • Silicon (Si) 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Cấu trúc nguyên tử 11/2/2012 Cấu trúc tinh thể Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Các mức lượng 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Sự dẫn điện chất bán dẫn • Dòng khuếch tán (diffusion có thay current): Khi đổi mật độ electron (hole) • Dòng chảy (drift current): Khi có điện trường 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Phân loại bán dẫn • “Doping” • Là trình đưa vào chất bán dẫn chất khác cần thiết • Bán dẫn loại p • Chất đưa vào: chất nhận (acceptor material) Ví dụ: Boron (III) • Cấu trúc tinh thể sơ đồ mức lượng (xem trang sau) • Phần tử mạng điện chủ yếu: Lỗ trống (positive): p-type material 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Bán dẫn loại p • Chất đưa vào: Chất nhận (acceptor Boron (III) material) Ví dụ: • Cấu trúc tinh thể sơ đồ mức lượng • Phần tử mang điện chủ yếu: Lỗ trống (positive): p-type material 10 11/2/2012 31 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch nhân đôi điện áp • Mạch nhân đôi điện áp bán kỳ: C1 D2 D1 C2 • Bán kỳ âm C nạp điện qua D1 v1 S: Điệnđến áp vS: điện cho C2 qua D2 2VS • Bán kỳ dương chồng chập max đến điện áp điện áp VSm Cax1 vS nạp 11/2/2012 32 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch nhân đôi điện áp • Mạch nhân đôi điện áp hai bán kỳ: D1 v R L S D2 + C2 + + C1 • Bán kỳ dương • C2 nạp điện qua D1 VSm vđiện S: điện VSm ax •đến Tổng C1 (được nạp từ bán kỳ áp ax áp vS kỳ âm trước) đặt lên tải RL • Bán • thông C1 nạpqua điện qua D2 VSm v S: V Sm ax C (được nạp từ bán kỳ đến điện áp D1 ax trước) đặt lên tải RL • Tổng điện áp vS 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 33 Mạch xén • Dùng để loại bỏ tín hiệu nằm (hay trên) mức chuẩn (reference level) • Xén trên: R v i V B • Xén dưới: • Xén biên: v o Mạch xén • Xén biên: • Giả sử D1, D2 tắt =>Vo=Vi • uD1-Vγ - Vo Vi > -Vγ • uD2Vo – Vγ Vi < Vγ • Vậy –Vγ < Vi < Vγ Vo=Vi 11/2/2012 Mạch ghim đỉnh Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM 35 11/2/2012 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK Tp.HCM Mạch ghim điện áp • Thực việc di chuyển tín hiệu (shifting operation) theo trục Y với độ dịch chuyển phụ thuộc vào dạng sóng ngõ vào cho tín hiệu ngõ ghim (clamped) giá trị cố định • Ví d ụ: Giả sử Diode lý tưởng, RC C VC = Vm R -V vB i V B >> T Vm > VB v o 36 MẠCH LOGIC SỐ • Cổng OR • Giả sử D1, D2, D3 Diode lý tưởng:  Khi V1 (hoặc V2, V3) >0  D1 dẫn (hoặc D2, D3 dẫn) +  Vout>0 – Ta có mức HIGH  Khi V1 V2 V3