* Cấu tạo : Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng có hai lớp bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực ngược, khi phân cực thuận Diode ze[r]
(1)Bài - Chất bán dẫn Diode 04/12/2008 11:06
1 - Chất bán dẫn
1.1 - Chất bán dẫn ?
Chất bán dẫn nguyên liệu để sản xuất loại linh kiện bán dẫn Diode, Transistor, IC mà ta thấy thiết bị điện tử ngày
Chất bán dẫn chất có đặc điểm trung gian chất dẫn điện chất cách điện, phương diện hoá học bán dẫn chất có điện tử lớp ngồi ngun tử chất Germanium ( Ge) Silicium (Si)
Từ chất bán dẫn ban đầu ( tinh khiết) người ta phải tạo hai loại bán dẫn bán dẫn loại N bán dẫn loại P, sau ghép miếng bán dẫn loại N P lại ta thu Diode hay Transistor Si Ge có hố trị 4, tức lớp ngồi có điện tử, thể tinh khiết nguyên tử Si (Ge) liên kết với theo liên kết cộng hố trị hình
Chất bán dẫn tinh khiết 1.2 - Chất bán dẫn loại N
* Khi ta pha lượng nhỏ chất có hố trị Phospho (P) vào chất bán dẫn Si nguyên tử P liên kết với nguyên tử Si theo liên kết cộng hố trị, ngun tử Phospho có điện tử tham gia liên kết dư điện tử trở thành điện tử tự => Chất bán dẫn lúc trở thành thừa điện tử ( mang điện âm) gọi bán dẫn N ( Negative : âm )
(2)Chất bán dẫn N 1.3 - Chất bán dẫn loại P
Ngược lại ta pha thêm lượng nhỏ chất có hố trị Indium (In) vào chất bán dẫn Si nguyên tử Indium liên kết với nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị liên kết bị thiếu điện tử => trở thành lỗ trống ( mang điện dương) gọi chất bán dẫn P
Chất bán dẫn P
2 - Diode (Đi ốt) Bán dẫn
2.1 - Tiếp giáp P - N Cấu tạo Diode bán dẫn
Khi có hai chất bán dẫn P N , ghép hai chất bán dẫn theo tiếp giáp P - N ta Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, điện tử dư thừa bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào lỗ trống => tạo thành lớp Ion trung hoà điện => lớp Ion tạo thành miền cách điện hai chất bán dẫn
Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo Diode
(3)Ký hiệu hình dáng Diode bán dẫn 2.2 - Phân cực thuận cho Diode.
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) điện áp âm (-) vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , tác dụng tương tác điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si ) 0,2V ( với Diode loại Ge ) diện tích miền cách điện giảm không => Diode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn dịng qua Diode tăng nhanh chênh lệch điện áp hai cực Diode không tăng (vẫn giữ mức 0,6V )
Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim mức 0,6V
Đường đặc tuyến điện áp thuận qua Diode
* Kết luận : Khi Diode (loại Si) phân cực thuận, điện áp phân cực thuận < 0,6V chưa có dịng qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V có dịng qua Diode sau dịng điện qua Diode tăng nhanh sụt áp thuận giữ giá trị 0,6V
2.3 - Phân cực ngược cho Diode.
(4)Diode bị cháy áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V 2.4 - Phương pháp đo kiểm tra Diode
Đo kiểm tra Diode
Đặt đồng hồ thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, :
Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim không lên => Diode tốt
Nếu đo hai chiều kim lên = 0Ω => Diode bị chập
Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => Diode bị đứt
Ở phép đo Diode D1 tốt , Diode D2 bị chập D3 bị đứt
Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim lên chút Diode bị dò 2.5 - Ứng dụng Diode bán dẫn (5)
Diode cầu mạch chỉnh lưu điện xoay chiều
- Các loại Diode
3.1 - Diode Zener
* Cấu tạo : Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường có hai lớp bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener ứng dụng chế độ phân cực ngược, phân cực thuận Diode zener diode thường phân cực ngược Diode zener gim lại mức điện áp cố định giá trị ghi diode
Hình dáng Diode Zener ( Dz )
Ký hiệu ứng dụng Diode zener mạch.
Sơ đồ minh hoạ ứng dụng Dz, nguồn U1 nguồn có điện áp thay đổi, Dz diode ổn áp, R1 trở hạn dòng
Ta thấy nguồn U1 > Dz áp Dz ln ln cố định cho dù nguồn U1 thay đổi
Khi nguồn U1 thay đổi dịng ngược qua Dz thay đổi, dịng ngược qua Dz có giá trị giới hạnkhoảng 30mA
(6)Nếu U1 < Dz U1 thay đổi áp Dz thay đổi Nếu U1 > Dz U1 thay đổi => áp Dz không đổi. 3.2 - Diode Thu quang ( Photo Diode )
Diode thu quang hoạt động chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có miếng thuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối P - N , dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode
Ký hiệu Photo Diode
Minh hoạ hoạt động Photo Diode 3.3 - Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED )
Diode phát phang Diode phát ánh sáng phân cực thuận, điện áp làm việc LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA
Led sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện vv
(7)Diode phát quang LED 3.4 - Diode Varicap ( Diode biến dung )
Diode biến dung Diode có điện dung tụ điện, điện dung biến đổi ta thay đổi điện áp ngược đặt vào Diode
Ứn dụng Diode biến dung Varicap ( VD ) mạch cộng hưởng
Ở hình ta chỉnh triết áp VR, điện áp ngược đặt vào Diode Varicap thay đổi , điện dung diode thay đổi => làm thay đổi tần số công hưởng mạch
Diode biến dung sử dụng kênh Ti vi mầu, mạch điều chỉnh tần số cộng hưởng điện áp3.5 - Diode xung
Trong nguồn xung đầu biến áp xung , ta phải dùng Diode xung để chỉnh lưu diode xung diode làm việc tần số cao khoảng vài chục KHz , diode nắn điện thơng thường khơng thể thay vào vị trí diode xung được, ngựơc lại diode xung thay cho vị trí diode thường, diode xung có giá thành cao diode thường nhiều lần
Về đặc điểm , hình dáng Diode xung khơng có khác biệt với Diode thường, nhiên Diode xung thường có vịng dánh dấu đứt nét đánh dấu hai vòng
Ký hiệu Diode xung 3.6 - Diode tách sóng.
Là loại Diode nhỏ thuỷ tinh gọi diode tiếp điểm mặt tiếp xúc hai chất bán dẫn P - N điểm để tránh điện dung ký sinh, diode tách sóng thường dùng mạch cao tần dùng để tách sóng tín hiệu
3.7 - Diode nắn điện.
Là Diode tiếp mặt dùng để nắn điện chỉnh lưu nguồn AC 50Hz , Diode thường có loại 1A, 2A 5A