3. Diode bán dẫn
3.1 Diode chỉnh lưu
Hình 2.9 là cấu tạo điển hình của loại diode chỉnh lưu, chế tạo theo phương pháp hợp kim.
Bộ phận cơ bản của diode là chuyển tiếp P – N, cĩ đặc tính chỉ dẫn điện chủ yếu theo một chiều và thường được ứng dụng để biến điện xoay chiều thành điện một chiều (do đĩ cĩ tên là diode chỉnh lưu). Hình 2.10 là ký hiệu của diode bán dẫn.
Đặc tuyến của diode chỉnh lưu trong thực tế (loại chế tạo bằng Silic, nhĩm dịng điện nhỏ) như hình 2.11.
Khi điện áp thuận cĩ giá trị nhỏ hơn Vγ≈ 0,6V (đối với diode Ge là Vγ≈ 0,2V) thì dịng
điện thuận cịn bé, chưa đáng kể. Chỉ khi điện áp thuận vượt quá điện áp mở Vγthì dịng
điện mới tăng nhanh theo điện áp, hơn nữa đoạn đặc tuyến này gần như một đường thẳng với độ dốc khơng đổi. Vì vậy cĩ thể biểu thị diode phân cực thuận bằng sơ đồ tương đương như hình 2.12.
Dịng điện ngược cĩ giá trị rất nhỏ. Khi điệp áp ngược tăng, dịng điện ngược thực tế tăng dần và khi đạt đến điện áp đánh thủng VB thì dịng điện ngược tăng vọt. Nếu khơng cĩ biện pháp hạn chế dịng điện để ngăn ngừa sự vượt quá cơng suất cho phép thì quá trình
đánh thủng này sẽ làm hỏng diode. Nhưng vậy phân cực ngược thì sơ đồ tương đương của diode là hở mạch.
* Các thơng số cần quan tâm của diode như sau:
- Điện áp ngược cực đại cho phép Vng max (để khơng bị đánh thủng). - Dịng điện thuận cực đại cho phép Imax.
- Cơng suất tiêu hao cực đại cho phép Pmax.
- Tần số cực đại cho phép của tín hiệu xoay chiều fmax.
- Điện dung mặt ghép: Lớp điện tích l0 tương đương với một tụ điện gọi là điện dung mặt ghép N-P. Ở tần số cao lớp điện dung này quyết định tốc độ đĩng mở của diode khi nĩ làm việc như một khố điện, tức là điện dung mặt ghép N-P quyết định fmax.
- Điện trở 1 chiều (điện trở đối với dịng 1 chiều)
Rth = Vth/Ith : cĩ giá trị rất bé (mấyΩ đến mấy chục Ω). Rng = Vng/Ing : cĩ giá trị rất lớn (hàng trăm kΩ)
- Điện trở xoay chiều (cịn gọi điện trở vi phân) rd = dV/dI
Tham số này chính là nghịch đảo độ dốc đặc tuyến V-A của diode.
Về phía thuận, đặc tuyến cĩ dạng dốc đứng, rd tương đối nhỏ. Về phía ngược, miền đặc tuyến gần như nằm ngang, dịng điện ngược rất nhỏ, giá trị rd tương ứng sẽ rất lớn.