Vật liệu và linh kiện bán dẫn Các loại diode

• Theo công suất Pacf có loại diode công suất lớn, côngsuất trung bình hoặc công suất nhỏ IAcf < 300mA • Theo nguyên lý hoạt động hay phạm vi ứng dụng có các loại diode chỉnh lưu, diode

NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH

1.1 Định Nghĩa:

• Nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode.

1.2 Quan điểm phân loại

• Theo đặc điểm cấu tạo có loại diode tiếp điểm, diode tiếp mặt, loại vật liệu sử dụng: Ge hay Si

• Theo tần số giới hạn fmax có loại diode tần số cao, diode tần số thấp

• Theo công suất Pacf có loại diode công suất lớn, côngsuất trung bình hoặc công suất nhỏ (IAcf < 300mA)

• Theo nguyên lý hoạt động hay phạm vi ứng dụng có các loại diode chỉnh lưu, diode ổn định điện áp (Diode

Zener),diode biến dung (Varicap), diode sử dụng hiệu ứng xuyên hầm (diode Tunen)…

1.3 Các thông số cần lưu ý:

• Khi sử dụng 1 diode ra cần chú ý:

• VF : điện thế áp thuận tối đa.

• VBR ( PRV hoặc PIV): điện thế nghịch tối đa.

• IF : dòng thuận tối đa.

• IR : dòng nghịch tối đa.

2.DIODE CHỈNH

LƯU

2.1 Cấu tạo:

• Diode chỉnh lưu có cấu tạo gồm 2 mẫu bán dẫn là bán dẫn p và n tiếp xúc điểm với nhau

• Phân cực thuận:Khi ta cấp điện vào diode, dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện.

2.2 Phân cực thuận:

2.3 Phân cực ngược:

• Khi phân cực ngược cho Diode miền cách điện càng rộng ra

và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp Diode có thể

chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới

bị đánh thủng

2.4 Ứng dụng:

• Trong kĩ thuật điện tử (các bo,mạch, thiết bị điện tử)

• Mạch chỉnh lưu tách sóng trong radio AM

• Chỉnh lưu nhạy pha: các mạch tách sóng trong radio FM

• Ngoài ra còn dùng trong nhiều mạch khác như: mạch chống chảy ngược dòng, mạch logic "và" hay "hoặc", mạch lựa chọn tín hiệu cao nhất, thấp nhất trong điều khiển tự động Một số trường hợp, diode chỉnh lưu có thể được dùng như một cảm biến đo nhiệt độ

3 Diode schottky

3.1 Định nghĩa:

• Một loại diode dùng để đóng, mở mạch điện nhanh với một điện thế kích hoạt thuận nhỏ khoảng , 0.15 V đến 0.45 V

• Diode Schottky khắc phục được hiện tượng ngưng dẫn khi thay đổi từ phân cực thuận

sang nghịch ở tần số đạt ngưỡng.

3.2 Tính Chất

• Diode Schottky dùng kim loại bán dẫn điện thay vì chỉ bán dẩn điện thường cho nên khi dẩn điện chỉ cần một điện thế kích hoạt nhỏ hơn điện thế kích hoạt thuận của diode Bán Dẩn rất hửu dụng trong việc Đóng mở mạch điện cực

nhanh

• Diode giúp cho mạch điện hoạt động hiệu quả cực cao

• Giới hạn của Diode Schottky là dòng điện nhiểu (Leak

Current) trong vùng nghịch gây ra một một năng lượng

nhiệt thất thoát

3.3 Ứng Dụng

• Diode Schottky hữu dụng trong việc chỉnh dòng

điện với một điện thế kích hoạt nhỏ, ổn điện tại một cường độ.

• Diode Schottky hữu dụng trong việc Đóng , Mở

mạch điện nhanh hửu dụng trong những Bộ Phận

RF như Bộ Trộn (mixers) và Bộ Dò (detectors).

4.DIODE CAO TẦN

4.1 Cấu tạo

_ Có cấu tạo tương tự như diod chỉnh lưu, gồm

1 chuyển tiếp p-n được đặt ở trong vỏ linh

kiện và được kết nối với bên ngoài bằng các chân linh kiện.

_ Thay vì tiếp xúc mặt như diod chỉnh lưu, diod cao tần chỉ tiếp xúc điểm ở tại lớp chuyển tiếp p-n nên nó còn được gọi là diod điểm.

Đặc điểm của diode tiếp điểm:

4.2 Phân cực thuận và ngược

Tương tự như diode chỉnh lưu

4.3 Đặc tuyến Volt-Ampe

Kết luận:

Diode cao tần có nhiệm vụ như diode chỉnh lưu nhưng do lớp p-n là tiếp xúc điểm nên nó chỉ hoạt động ở tần số cao ( đây là điểm khác biệt cơ bản giữa diode chỉnh lưu và diode cao tần)

4.4 Ứng dụng

_ Được sử dụng trong mạch tách sóng radio, tivi,… _ Ngoài ra nó còn được sử dụng trong mạch logic, mạch số

+ Phân cực thuận: Khi diode zener được phân cực

thuận nó hoạt động như diode thông thường.

+ Phân cực ngược: Trong các diode thông thường

hiện tượng đánh thủng sẽ làm hỏng diode, nhưng

trong các diode zener do được chế tạo đặc biệt và khi làm việc mạch ngoài có điện trở hạn chế dòng ngược (không cho phép nó tăng quá dòng ngược cho phép) nên diode luôn làm việc ở chế độ đánh thủng nhưng không hỏng

5.1 Nguyên lý hoạt động

• Điện áp ổn định Uz (điện áp Zener) là điện áp ngược đặt lên diode làm phát sinh ra hiện tượng đánh

thủng Trên thực tế đối với mọi diode zener chỉ có một khoảng rất hẹp mà nó có thể ổn định đượcDiode được

• Ứng dụng trong các mạch ổn áp có dòng nhỏ

Thường chế tạo diode zener có điện áp từ vài vôn đến vài chục vôn

Linh kiện quang

• Khái niệm:Một linh kiện bán dẫn có khả năng hấp thụ hoặc phát xạ sóng ánh sáng

• Các linh kiện loại này được chia làm hai

loại:phát điện quang học, phát quang học

• Trong một linh kiện quang điện tử luôn luôn có

sự trao đổi năng lượng giữa tia sóng và vật chất.

• Tia sóng được đặc trưng bởi bước sóng, vật chất được đặc trưng bằng độ rộng vùng cấm

6 Diode quang ( Photo Diode ):

 Cấu tạo: vỏ diode có một miếng thuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối P – N với bước sóng thích hợp sẽ tạo ra các cặp e và

lỗ trống , dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode

 Diode thu quang hoạt động ở chế độ phân cực nghịch

6.2 Ứng dụng :

7.Diode Phát quang

(Light Emiting Diode :LED)

7.1 Cấu tạo

• Nguyên lý hoạt động : Khi mối nối PN được cho phân cực thuận với nguồn pin ngoài, một dòng điện kích thích khi chảy qua mối nối bán dẫn PN sẽ tạo các dao động của các điện tử và các dao động này sẽ phát ra sóng điện từ trường đó chính là các tia sáng

7.2 Ứng dụng:

• LED là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận,

điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA

8 Diode Laser

8.1 Cấu tạo

_ Gồm 1 lớp tiếp xúc p-n được phủ bởi bề mặt nhám tiếp xúc với nhau thông vùng hoạt tính được làm bằng SiO2 ở giữa Hai đầu lớp tiếp xúc p-n được nối vào 2 cực của nguồn điện.

8.2 Nguyên lý hoạt động

• Giống như diod nối nhưng có thêm bộ phận

làm đảo mật độ điện tích và buồng cộng hưởng tạo ra ánh sáng laser.

• Sau khi có điện áp đủ lớn ( Eng > Etr ) được áp vào 2 đầu của diod thì các electron se được

bơm vào, lớp hoạt chất được kích thích, sau đó tái hợp với các lỗ trống có điện tích dương tại

đó, đồng thời sinh ra năng lượng dưới dạng

quang và nhiệt

8.3 Khi phân cực ngược

• Các hạt điện tử phụ thuộc vào 2 lực điện

trường này không vượt qua nổi lớp tiếp giáp làm cho diod không dẫn điện Chỉ có một vài hạt qua được nên ta gọi đó là dòng rỉ.

8.4 Ứng dụng

_ Trong thông tin sợi quang _ Kênh thông tin không dây _ Các máy CD, VCD,…

Thanks for your attention