Khi ta tăng nhiệt độ của tinh thể sẽ có một số điện tử trong dải hóa trị nhận năng lượng và trở thành những điện tử trong dải dẫn điện, chừa ra các lỗ trống... 12 tổng số lỗ trống tron[r]
(1)TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ SỐ TÍN CHỈ: 02
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: CAO ĐẲNG CHÍNH QUY NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
(2)1
CHƢƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG
1.1 Các khái niệm, quy ƣớc mã 1.1.1 Điện áp
Là hiệu số điện hai điểm khác mạch điện
UAB = VA – VB
Trong UAB điện áp hai điểm A, B mạch VA, VB điện A
và B so với gốc (điểm mát) Đơn vị: Vôn (V)
1.1.2 Dòng điện
Là dòng chuyển động hạt mang điện vật chất, có chiều chuyển động từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp
Ký hiệu: I
Đơn vị: Ampe (A)
1.1.3 Điện trở
Điện trở có tác dụng cản trở dịng điện, tạo sụt áp để thực chức
năng tùy theo vị trí điện trở mạch Ký hiệu: R
Đơn vị: Ôm (Ω)
1.1.4 Nguồn điện
Là nơi chứa dạng lượng khác chuyển hóa thành điện Ở ta nói đến nguồn áp
Ký hiệu: E Đơn vị: Vôn (V)
1.1.5 Định luật Ohm cho đoạn mạch
Cho đoạn mạch có điện trở R đặt vào điện áp U quan hệ dòng điện điện áp biểu diễn theo định luật Ohm: I = U/R
I - dòng điện mạch tỷ lệ thuận với điện áp tỷ lệ nghịch với điện trở toàn mạch
Hình 1.1: Định luật Ohm
1.1.6 Định luật Ohm cho nhánh có nguồn
Cho nhánh có nguồn có suất điện động E điện trở Ri Định luật Ohm
(3)2
Hình 1.2: Định luật Ohm cho nhánh có nguồn
Thường điện trở nguồn nhỏ mạch hở (không tải) I = 0, U = E Khi điện trở mạch ngồi nhỏ so với điện trở nguồn U = gọi
nguồn bị ngắn mạch, lúc I = E/Ri
1.1.7 Xung
Là tín hiệu điện áp hay dòng biến đổi theo thời gian dạng rời rạc (gián đoạn) Nó thay đổi cách đột biến có quy luật khơng có quy luật Xung điện xung chiều hay xung xoay chiều
Hình 1.3: Một số dạng xung ôtô
1.2 Linh kiện điện điện tử 1.2.1 Linh kiện thụ động
1.2.1.1 Điện trở
a. Khái niệm
Điện trở có tác dụng cản trở dịng điện tạo sụt áp để thực chức tùy theo vị trí điện trở mạch
Điện trở gồm có dạng là:
- Điện trở có trị số cố định
- Biến trở
- Điện trở biến thiên
* Điện trở có trị số cố định
(4)3 + Điện trở than tổng hợp (than nén)
+ Điện trở than nhiệt giải than màng (màng tinh thể)
+ Điện trở dây quấn gồm sợi dây điện trở dài (dây NiCr manganin, constantan) quấn ống gốm ceramic phủ bên lớp sứ bảo vệ + Điện trở màng kim, điện trở màng oxit kim loại điện trở miếng: điện trở miếng thuộc thành phần vi điện tử Dạng điện trở miếng thông dụng in dáp mạch
+ Điện trở cermet (gốm kim loại)
a
b
Hình 1.4: Điện trở có trị số cố định
a – Hình dạng thực tế b – Ký hiệu mạch
Dựa vào ứng dụng điện trở phân loại liệt kê bảng 1.1
Bảng 1.1: Các đặc tính điện trở tiêu biểu
Loại điện trở Trị số R Pt.t.max (w) To làm việc oC TCR
ppm/oC
Chính xác
Dây Màng kim
Bán xác
Oxit kim loại Cermet Than màng
Đa dụng
Than tổng hợp
Cơng suất
Dây Hình ống
0.1 1.2 10 10 15 10 1.5 10 2.7 100 0.1 180
1/8 3/4 125oC
1/20 1/2 125oC
1/4 70oC
1/20 1/2
125oC
1/8 70oC
1/8 70oC
-55 +145 -55 +145 -55 +150 -55 +175 -55 +165 -55 +130 -55 +275
(5)4 Bắt sườn máy
Chính xác
Màng kim loại
Điện trở miếng (màng vi điện tử)
3.8 0.1 40 20 2M 22M
1 21 25oC
5 30 25oC
1 10 25oC
7 1000 25oC
-55 +275 -55 +275 -55 +225 -55 +125
50 20 500
25 200
Cách đọc giá trị điện trở cố định:
Giá trị điện trở ghi trực tiếp:
Hình 1.5: Cách đọc giá trị điện trở
Bảng ghi đọc giá trị điện trở trực tiếp thân theo bảng 1.2
Bảng 1.2: Cách ghi đọc giá trị điện trở
STT MÃ GHI GIÁ TRỊ
1 R22 0.22Ω
2 2R2 2.2Ω
3 47R 47Ω
4 100R 100Ω
5 1K0 1KΩ
6 10K0 10KΩ
7 1M0 1MΩ
Giá trị điện trở sơn mã màu:
Tùy theo số vòng điện trở (4, hay vòng), ý nghĩa vòng minh họa hình vẽ sau:
(6)5
- Điện trở có màu: điện trở thường gặp
Hình 1.6: Điện trở có vịng màu
Vịng thứ nhất: giá trị hàng trục giá trị điện trở Vòng thứ hai: giá trị hàng đơn vị giá trị điện trở
Vòng thứ ba: hệ số nhân với số mũ 10 dùng nhân với giá trị điện trở Vòng thứ tư: sai số điện trở
Ví dụ: Điện trở có màu theo thứ tự : vàng, tím, cam, nhũ, bạc Giá trị điện trở là:
Vàng Tím Cam Nhũ Bạc 000 ±10 % Kết : 47.000Ω hay 47kΩ, sai số ±10 %
- Điện trở có vịng màu: điện trở có độ xác cao
Hình 1.7: Điện trở có vòng màu
Vòng thứ nhất: giá trị hàng trăm giá trị điện trở Vòng thứ hai: giá trị hàng trục giá trị điện trở Vòng thứ ba: giá trị hàng đơn vị giá trị điện trở
Vòng thứ tư: hệ số nhân với số mũ 10 dùng nhân với giá trị điện trở Vòng thứ năm: sai số giá trị điện trở
Ví dụ: Điện trở có màu, theo thứ tự: Nâu, tím, đỏ, đỏ, nâu Giá trị điện trở:
Nâu Tím Đỏ Đỏ Nâu 00 ±1 % Kết quả: 17200 Ω hay 17.2 kΩ, sai số ±1 %
* Biến trở:
(7)6
Hình 1.8a:Biến trở
Hình 1.8b:Kỹ hiệu biến trở
+ Điện trở biến thiên: chia dạng sau
Điện trở nhiệt tecmixto: Đây loại linh kiện bán dẫn có trị số điện trở thay đổi theo nhiệt độ Khi nhiệt độ bình thường tecmixto điện trở, nhiệt độ tăng cao điện trở giảm
Hình ảnh thực tế điện trở nhiệt tecmixto:
a b
Hình 1.9: Điện trở nhiệt tecmixto
a- Hình ảnh thực tế b – Ký hiệu mạch
Quang trở:
Quang trở: Là loại điện trở, mà điện trở suất giảm xuống nhanh có ánh sáng chiếu vào, làm CdS hoạt dộng tượng quang dẫn
a b
Hình 1.10: Quang trở
a – Hình ảnh thực tế b – Ký hiệu mạch
Đơn vị điện trở: đơn vị Ω (Ohm) 1KΩ = 1000Ω
(8)7
1.2.1.2 Tụ điện
a. Khái niệm
Là thiết bị mà tích trữ điện tích cấp lên điện áp Tụ điện linh kiện thu động sử dụng rộng rãi mạch điện tử cấu tạo từ hai cực làm hai chất dẫn điện (kim loại) đặt song song nhau, có lớp cách điện gọi điện môi
Người ta thường dùng chất: thủy tinh, gốm sứ, mica, giấy, dầu, paraffin, khơng khí… để làm chất điện mơi
Hình 1.11: Cấu tạo tụ điện
Tụ điện chia thành loại sau:
- Tụ hóa
- Tụ thường
- Tụ điện có điện dung thay đổi
Chúng ta tìm hiểu loại tụ điện
+ Tụ hóa:
Tụ hóa loại tụ có phân cực Chính sử dụng tụ hóa yêu cầu người sử dụng phải cắm chân tụ điện với điện áp cung cấp Thơng thường, loại tụ hóa thường có kí hiệu chân cụ thể cho người sử dụng ký hiệu + - tương ứng với chân tụ
a Hình ảnh thực tế b Ký hiệu Hình 1.12: Tụ hóa
+ Tụ thƣờng:
(9)8
+Tụ điện có điện dung thay đổi:
Tụ điện có trị số điện dung thay đổi loại tụ qua trình làm việc ta điều chỉnh thay đổi trị số điện dung chúng
Hình 1.14: Ký hiệu mạch
b.Cách ghi đọc giá trị tụ điện
Hai tham số quan trọng thường ghi thân tụ điện trị số điện dung (kèm theo dung sai sản xuất) điện áp làm việc
- Cách ghi trực tiếp:
Ghi trực tiếp cách ghi đầy đủ tham số đơn vị đo chúng Cách dùng cho loại tụ điện có kích thước lớn
- Cách ghi gián quy ước:
Tụ điện có tham số ghi theo qui ước thường có kích thước nhỏ điện dung ghi theo đơn vị đo pF
Có nhiều quy ước khác quy ước mã, quy ước màu … Sau ta nêu số quy ước thông dụng
+ Ghi theo quy ước số: Cách ghi thường gặp tụ Pơlystylen
Ví dụ: Trên thân tụ ghi 47/630, có nghĩa tử số giá trị điện dung tính pF, 47pF, mẫu số điện áp làm việc chiều, 630Vdc
+ Ghi theo quy ước mã: Giống điện trở, mã gồm chữ số trị số điện dung chữ % dung sai
Tụ có kích thước nhỏ thường ghi theo quy ước sau: Ví dụ tụ ghi 204 nghĩa trị số điện dung 20.000 pF Vdc
Tụ Tantan tụ phân cực thường ghi theo đơn vị µF điện áp làm việc cực tính rõ ràng
+ Ghi theo quy ước màu: Tụ điện giống điện trở ghi theo quy ước màu Quy ước màu có nhiều loại: loại vạch, loại vạch màu Nhìn chung vạch màu quy ước gần giống điện trở
(10)9
Bảng 1.3: Quy ước mã màu tụ điện
Vạch Vạch Vạch Vạch Vạch Vạch
Màu Số có
ngĩa
Số có nghĩa
Số nhân(pF) Tantan(
UDc(V)
Tụ Tantan
Dung sai Polyster
Đen 0 - 2PF 20% -
Nâu 1 10
10
100 -
0,1PF 1% -
Đỏ 2 100
100
250 - 2% 250 w
Cam 3 1K - - -
2,5%
-
Vàng 4 10K - 400
6,3
-
-
-
Lục 5 100K -
16
0,5PF 5%
-
Lam 6 - - 630
20
- -
-
Tím 7 - - -
-
- - -
Xám 8 0,01
0,01 - 25 0,25PF - -
Trắng 9 0,1
0,1 - 1PF 10% -
Hồng - - - - -
35
-
Bảng 1.4: Bảng phân loại tụ điện theo vật liệu công dụng
Loại tụ Điện dung U làm việc (Vdc) t0 làm việc
+ Chính xác: -Mica
-Thủy tinh -Gốm
1 91000 PF 10000 PF 1100 PF
100
300 500
150 500
(11)10 -Màng Polystylen
+ Bán xác -Màng chất dẻo -Màng chất dẻo giấy (tráng kim loại) + Đa dụng -Gốm Li-K
-Ta2O3 (nung dính, chất
điện giải rắn có cực tính) -Màng dính ướt có cực
-Al2O3 khơ có cực tính
+ Triệt ni -Giấy
-Mica(hình khuy) -Gốm
+Thốt -Giấy
1000 220000 PF
1000 10 F 4700 10 F
10 100000 PF 580 PF
5,6 PF 560 F 150 PF 120000 F
5 2400 PF 10000 PF F 100 4500PF 10000 35000PF
200
30
50 400
50 200 10 300
4 85 450
100 600 500 500 1500 100
-55 85
-55 125 -55 125
-55 125 -55 125
-55 125 -40 85
-55 125 -55 125 -55 125 -55 85
1.2.2 Linh kiện bán dẫn 1.2.2.1 Chất bán dẫn
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 kế cận cấu tạo thành liên kết hóa trị Vì tinh thể Ge Si nhiệt độ thấp chất cách điện
ở nhiệt độ thấp (T = 00 K ) nhiệt độ cao (T = 3000 K) Hình 1.16: Tinh thể chất bán dẫn
(12)11 bị gãy ta có lỗ trống (hole) Về phương diện lượng, ta nói nhiệt làm tăng lượng điện tử dải hóa trị
Khi lượng lớn lượng dải cấm (0,7 eV Ge 1,12 eV Si), điện tử vượt dải cấm vào dải dẫn điện chừa lại lỗ trống (trạng thái lượng trống) dải hóa trị Ta gọi n mật độ điện tử tự dải dẫn điện p mật độ lỗ trống dải dẫn điện Nếu n = p ta gọi chất bán dẫn Thông thường chế tạo loại chất bán dẫn khó khăn
+ Chất bán dẫn loại N:
Giả sử ta pha vào Si nguyên tử thuộc nhóm V bảng tuần hồn ngun tố hóa học Arsenic (As), photpho (P), Antimony (Sb) Bán kính nguyên tử As gần bán kính nguyên tử Si nên thay nguyên tử Si mang tinh thể Bốn điện tử As kết hợp với điện tử Si lân cận tạo thành nối hóa trị, cịn dư lại điện tử As mức lượng gần tới dải dẫn nhiệt Ở nhiệt độ thấp chất bán dẫn chưa dẫn điện
loại N loại P
Hình 1.17:Tinh thể chất bán dẫn
Khi ta tăng nhiệt độ tinh thể, số hóa trị bị gãy, ta có lỗ trong dải hóa trị điện tử dải dẫn điện Ngoài ra, hầu hết điện tử dư As nhận nhiệt để trở thành điện tử có lượng dải dẫn điện Do tổng số điện tử dải dẫn điện nhiều số lỗ dải hóa trị, ta gọi bán dẫn loại N
+ Chất bán dẫn loại P:
Thay pha vào Si nguyên tố thuộc nhóm V, tap pha vào nguyên tố thuộc nhóm III Indium (In), Galium (Ga), Nhơm (Al)… Bán kính nguyên tử In gần bán kính nguyên tử Si nên thay nguyên tử Si mạng tinh thể Ba điện tử nguyên tử nguyên tử In kết hợp với ba điện tử ba nguyên tử Si có lượng giải hóa trị khơng tạo nối với Indium Giữa In Si có trạng thái lượng trống (lỗ trống)
(13)12 tổng số lỗ trống dải hóa trị nhiều số điện tử dải dẫn điện Ta gọi chất bán dẫn loại P
1.2.2.2 Loại tiếp xúc P – N
Tại lớp tiếp xúc xuất dòng tải điện theo chế khuếch tán: Các lỗ trống khuếch tán từ vùng P sang vùng N, điện tử khuếch tán từ vùng N sang vùng P Q trình hình thành lớp điện tích trái dấu vùng gần lớp tiếp xúc
cường độ điện trường vùng lân cận tiếp xúc E0 Điện trường tiếp xúc Eo có chiều tác
dụng từ bán dẫn N sang bán dẫn P tạo nên hàng rào ngăn cản khuếch tán lỗ trống qua lớp tiếp xúc
Hình 1.18: Lớp tiếp xúc P – N
Khi đặt nguồn điện áp lên lớp tiếp xúc P–N có chiều cho VP >
VN điện trường ngược chiều điện trường Eo, làm tăng dòng điện qua lớp tiếp xúc
P – N giảm xuống, có giá trị nhỏ gọi dòng bão hòa Ta gọi phân cực ngược
Hình 1.19: Phân cực thuận phân cực ngược
1.2.2.3 Điốt bán dẫn
a. Khái niệm chung
a b
Hình 1.20: Điốt bán dẫn
(14)13
Cấu tạo :
Điốt bán dẫn linh kiện gồm có lớp tiếp xúc P – N hai cực anốt (A)
được nối với bán dẫn P catốt (K) nối với bán dẫn N
Khi UAK > điốt dẫn điện mạch có
dòng điện chạy qua lúc tiếp xúc P – N phân cực
thuận Khi UAK < điốt khóa tiếp xúc P – N phân cực
ngược, dòng điện ngược nhỏ chạy qua
Hình 1.21: Cấu tạo điốt
b.Đặc tính Vơn – Ampe điốt bán dẫn
Đặc tính Vơn – Ampe (V – A) biểu thị mối quan hệ dòng điện qua điốt với điện áp đặt
nó UAK
- UD điện áp thuận ngưỡng điốt UD =
0.2 V điốt Ge UD = 0,6 V
điốt Si
- Udt điện áp đánh thủng
- Ith.max dòng điện thuận cực đại cho phép,
điốt không làm việc với dòng điện
- I0 dòng điện ngược
Hình 1.22: Đặc tuyến V – A
c. Điốt ổn áp
Khi phân cực thuận đặc tuyến điốt giống hệt điốt thường Khi phân cực ngược vùng Zenner, điện ngang qua điốt gần không thay đổi dịng điện qua biến thiên khoảng rộng
Hình 1.23: Ký hiệu đặc tuyến V – A điốt Zenner
d.Điốt Tunen (hay điốt xuyên hầm)
(15)14 tuyến AB để tạo mạch dao động phóng nạp Điốt tunen có kich thước nhỏ, ổn định cao tần số làm việc lên tới GHZ
Hình 1.24: Ký hiệu đặc tính V – A điốt tunen
e Điốt xung
Điốt xung điốt làm tần số cao khoảng vài chục KHz Điốt Schốtky điốt xung điển hình, có thời
gian hồi phục nhỏ (đổi trạng thái nhanh) nên dùng phổ biến kỹ thuật số điều khiển
Hình 1.25: Ký hiệu điốt xung
f. Điốt phát quang (LED – Lighting Emitting Diode)
LED linh kiện bán dẫn quang điện tử Nó có khả phát ánh sang có tượng tái hợp xảy lớp tiếp xúc P – N Tùy theo vật liệu chế tạo mà ta có ánh sang xạ có màu khác
a – Hình ảnh thực tế b- Ký hiệu mạch Hình 1.26: Điốt phát quang
g. Điốt thu quang (Photo diode)
Điốt thu quang làm việc chế độ phân cực nghịch vỏ điốt có miếng thủy tinh để ánh sang chiếu vào mối P-N dòng điện ngược qua điốt tỉ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu qua điốt
a – Hình ảnh thực tế b – Ký hiệu mạch Hình 1.27: Điốt thu quang
1.2.2.4 Tranzito bán dẫn
a Cấu tạo ký hiệu sơ đồ mạch
(16)15 khác nhau: PNP (tranzito thuận) NPN (tranzito ngược) Vùng bán dẫn nằm gọi Bazơ (B-cực gốc) hai vùng lại gọi collect (C-cực C) emitơ (E-emitơ)
Lớp tiếp xúc P-N cự E B gọi TE C B gọi TC
Hình 1.28: Ký hiệu cấu tạo tranzito loại P-N-P N-P-N
b Nguyên lý làm việc
Khi chưa cung cấp điện áp lên cực tranzito hai tiếp xúc phát
TE góp TC trạng thái cân dòng điện tổng chạy qua cực
tranzito
Muốn cho tranzito làm việc ta phải cung cấp cho cực điện áp chiều thích hợp Tùy theo điện áp đặt vào cực mà ta tạo cho tranzito làm việc chế độ khác Cả hai loại tranzito P-N-P N-P-N có nguyên lý làm việc riêng biệt giống hệt nhau, có chiều nguồn điện cung cấp ngược dấu
Chế độ tích cực (hay chế độ khuyếch đại): cung cấp nguồn điện chiều lên
các cực cho tiếp xúc phát TE phân cực thuận tiếp xúc góp TC phân cực ngược
Khi tranzito làm vệc chế độ có khả khuyếch đại
Hình 1.29: Các dòng điện điện áp cực tranzito PNP chế độ tích cực
Hệ số khuếch tán :
β=
Trường hợp tranzito loại P-N-P: β = 0.98 – 0.995
Hệ số khuếch đại dòng điện emitơ α= ICP/IE(a = 0.90 – 0.995)
Quan hệ thành phần dòng điện tranzito :
IC = α.IE + ICBO
IB = (1-α ).IE - ICB0
(17)16
- Chế độ ngắt: Trong chế độ hai tiếp giáp TE TC phân cực ngược Tức
là: UBE < ; UCE > O UBE < UCE →
UBC <
Hinh 1.30: Chế độ ngắt tranzito
Lúc điện trở tranzito lớn, cực E coi hở mạch Dòng điện qua
cực B dòng ICB0 ngược dấu (IB = -ICB0) UCE = EC
- Chế độ bão hoà: Ở chế độ
này hai tiếp giáp TE TC
đều phân cực thuận điện E-B lớn điện B-C
Điện áp UCE nhỏ, tính
toán thường sử dụng giá trị
UCE = 0.3 V
Hinh 1.31: Chế độ bão hòa tranzito
Đặc tuyến truyền đạt tranzito chế độ làm việc:
Hình 1.32: Đặc tuyến truyền đạt tranzito
c Đặc tính V-I tranzito
Chúng ta khảo sát đặc tính V-I tranzito mắc theo kiểu cực Bazơ chung Mạch điện mắc sau:
(18)17 - Đặc tuyến ngõ vào (Input curves): đặc tuyến biểu diễn thay đổi điện áp
vào UBE với dòng điện vào IB. Trên họ đặc tuyến vào
ta thấy điện áp UCE ảnh hưởng lên dịng điện IB
Hình 1.34: Đặc tính ngõ vào tranzito Ge loại PNP
- Đặc tuyến ngõ (Output curves): đặc tuyến biểu diễn thay đổi dòng điện mạch IC
theo điện áp mạch UCB với
dịng điện cực phát IB làm thơng
số
Hình 1.35: Đặc tuyến ngõ tranzito Ge loại PNP
d Ứng dụng
- Điều khiển âm điều khiển dương:
+ Điều khiển âm: Dòng điện cấp thẳng tới đầu dương (đầu vào) tải cịn phía đầu âm (đầu ra) tải điều khiển (ON/OFF)
+ Điều khiển dương: Dòng điện đầu dương (đầu vào) tải điều khiển (ON/OFF) đầu âm (đầu ra) tải nối mát
Hình 1.36: Điều khiển âm điều khiển dương
- Chế độ làm việc Tranzito:
+ Chế độ công tắc (ON/OFF): Chế độ dùng hệ thống phun xăng, đánh lửa, điều khiển loại van điện dùng loại cảm biến
`
Hình 1.37: Chế độ cơng tắc Tranzito
+ Chế độ vòi nước:
(19)18
C
E B I
h U
Hinh 1.38: Chế độ vòi nước Tr
1.2.2.5 Tranzito trƣờng (FET _ Field-Efect Transistor) a Nguyên lý làm việc
Hoạt động tranzito trường dựa nguyên lý hiệu ứng trường nghĩa độ
dẫn điện đơn tinh thể bán dẫn điện trường bên ngồi điều khiển Dịng điện tranzito trường loại hạt dẫn tạo nên: Lỗ trống điện tử nên cịn gọi cấu kiện đơn cực Nguyên lý hoạt động tranzito trường dịng điện qua mơi trường bán dẫn có tiết diện thay đổi tác động điện trường vng góc với lớp bán dẫn Khi thay đổi cường độ điện trường làm thay đổi điện trở lớp bán dẫn làm thay đổi dịng điện qua Lớp bán dẫn gọi kênh dẫn điện
b Phân loại
Tranzito trường có hai loại là:
- Tranzito trường điều khiển tiếp xúc P-N (hay gọi tranzito trường mối nối): Junction field-effect transistor – JFET
- Tranzito trường có cực cửa cách điện: Insulated-gate field effect transistor-IGFET Thông thường lớp cách điện dùng lớp oxit nên gọi Metal-Oxide-Semiconductor Transistor (MOSFET)
Trong loại tranzito trường có cực cửa cách điện chia làm hai loại MOSFET kênh sẵn MOSFET kênh cảm ứng Mỗi loại FET lại phân chia thành loại kênh N loại kênh P
Tranzito trường có ba chân cực cực nguồn S (Source); cực cửa G (gate) cực máng D (drain)
Cực nguồn S: cực mà qua hạt dẫn đa số vào kênh tạo dòng điện nguồn IS
Cực máng D: Là cực mà hạt dẫn đa số rời khỏi kênh Cực cửa G: Là cực điều khiển dòng điện chạy qua kênh
c Một số ƣu nhƣợc điểm tranzito trƣờng so với tranzito lƣỡng cực Ƣu điểm:
(20)19 kiện đơn cực (unipolar device)
- FET có trở kháng vào cao
- Tiếng ồn FET nhiều so với tranzito lưỡng cực
- Nó khơng bù điện áp dịng ID = ngắt điện tốt
- Có độ ổn định nhiệt cao - Tần số làm việc cao
Nhƣợc điểm:
- Hệ số khuếch đại thấp nhiều so với tranzito lưỡng cực
d Ký hiệu FET sơ đồ mạch
Hình 1.39: Ký hiệu FET sơ đồ mạch
e Tranzito trƣờng loại điều khiển tiếp xúc P-N (JFET) Cấu tạo:
Tranzito JFET cấu tạo gồm có miếng bán dẫn mỏng loại N (kênh loại N) loại P (kênh loại P) hai tiếp xúc P-N gọi kênh dẫn điện Hai đầu miếng bán dẫn đưa hai chân cực gọi cực máng D cực nguồn S Hai miếng bán dẫn hai bên kênh nối với đưa chân cực gọi cửa G Cho nên, cực cửa tách khỏi kênh tiếp xúc P-N
Các tranzito trường JFET hầu hết loại đối xứng, có nghĩa đấu mạch đổi chỗ hai chân cực máng nguồn cho tính chất tham số tranzito không thay đổi
Hình 1.40: Cấu tạo tranzito trường JFET kênh dẫn loại N
Nguyên lý hoạt động JFET:
Nguyên lý làm việc tranzito trường JFET kênh loại N kênh loại P giống Chúng khác chiều nguồn điện cung cấp vào chân cực
Để cho tranzito trường làm việc chế độ khuếch đại phải cung cấp nguồn
điện UGS có chiều cho hai tiếp xúc P-N phân cực ngược Còn nguồn điện
UDS có chiều cho hạt dẫn đa số chuyển động từ cực nguồn S qua kênh cực