D a vào bi u th c (1) và (2), ng ểứ ườ i ta đ nh nghĩa t s bi n đ i c a m.b.a ủ nh sau (2ư5):ư
Chươ ng 4: K thu t đi n t ử
M c tiờu: ụ
ư Trỡnh bày được đ c đi m c u t o, nguyờn lý làm vi c c a ch t bỏn d n ặ ể ấ ạ ệ ủ ấ ẫ ư Hi u và v n d ng để ậ ụ ược cỏc m ch đi n t c b n ạ ệ ử ơ ả
ư Cú ý th c t giỏc, tớnh k lu t cao, cú tinh th n trỏch nhi m trong cụng vi cứ ự ỷ ậ ầ ệ ệ ư Ch đ ng và sỏng t o trong h c t p.ủ ộ ạ ọ ậ
1. Đ i cạ ương v ch t bỏn d n ề ấ ẫ
1.1. Khỏi ni m chungệ
Chất bán dẫn là chất trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn thờng gặp trong kỹ thuật là chất Gecmany (Ge), silic (Si), Indi (In)....
1.2. Ch t bỏn d n thu nấ ẫ ầ
Bỏn d n mà d n xu t đẫ ẫ ấ ược th c hi n b ng c 2 lo i h t mang đi n (đi n t t do và lự ệ ằ ả ạ ạ ệ ệ ử ự ỗ tr ng) cú s lố ố ượng b ng nhau đằ ược g i là ch t bỏn d n thu nbỏn d n nguyờn ch t)ọ ấ ẫ ầ ẫ ấ
ni = pi
1.3. Bỏn d n t p ch tẫ ạ ấ
*Bỏn d n lo i ẫ ạ P : (pha Ga, In, B (nhúm 3) vào bỏn d n thu n Si)ẫ ầ pp>>np
V t li u bỏn d n mà d n xu t đậ ệ ẫ ẫ ấ ược th c hi n ch y u b ng cỏc l tr ng g i là ch t bỏnự ệ ủ ế ằ ỗ ố ọ ấ d n lo i ẫ ạ P
L tr ng: h t d n đi n đa s .Đi n t t do: h t d n đi n thi u s ỗ ố ạ ẫ ệ ố ệ ử ự ạ ẫ ệ ể ố *Bỏn d n lo i ẫ ạ N
(pha As, P, Sn (nhúm 5) vào bỏn d n thu n Si) nẫ ầ n >> pn
Lo i bỏn d n mà d n xu t đạ ẫ ẫ ấ ược th c hi n ch y u b ng cỏc đi n t t doự ệ ủ ế ằ ệ ử ự g i là ch t bỏnọ ấ d n lo i ẫ ạ N Đi n t t do: h t d n đi n đa s .L tr ng: h t d n đi n thi u sệ ử ự ạ ẫ ệ ố ỗ ố ạ ẫ ệ ể ố
2. Diode bỏn d n và cỏc m ch ng d ng ẫ ạ ứ ụ
2.1. Đ c đi m ti p giỏp PưN ặ ể ế
Điốt bán dẫn là một loại linh kiện điện tử đợc dùng chỉnh lu, biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
ư Điốt có cấu tạo gồm 2 miếng bán dẫn loại P và loại N ghép lại. ở giữa hai chất bán dẫn hình thành một lớp tiếp giáp P-N. ở điều kiện bình thờng thì lớp tiếp giáp nh một hàng rào ngăn cách không cho điện tử và lỗ trống táI hợp với nhau.
2.2. Nguyờn lý làm vi c c a Diode bỏn d nệ ủ ẫ
* Trờng hợp 1: Phân cực thuận cho điốt
ư Nối đầu A của điốt (tơng ứng với đầu P của miếng bán dẫn) với cực dơng nguồn điện và đầu K của điốt (tơng ứng với đầu N) với cực âm nguồn điện (Hình vẽ). ư Khi đó hai đầu của điốt đợc đặt vào một điện trờng của nguồn. Do chất bán dẫn loại P chủ yếu là các lỗ trống mang điện tích dơng nên bị lực điện trờng của âm nguồn hút về; chất bán dẫn loại N chỉ chủ yếu là các điện tử mang điện tích âm nên cũng bị lực điện trờng của dơng nguồn hút về. Dới tác dụng của lực điện tr- ờng điện tử và lỗ trống của chất bán dẫn phá vỡ lớp tiếp giáp P-N sang tái hợp với nhau. ư Trong chất bán dẫn lúc này luôn có các điện tử và lỗ trống tự do chuyển động và dới tác dụng của lực điện trờng sẽ xuất hiện một dòng điện từ dơng nguồn qua điốt về dơng nguồn.
ư Nếu ta nối vào mạch điện một bóng đèn (hình vẽ) thì đèn sẽ sáng do có dòng điện đi qua.
* Trờng hợp 2: Phân cực ngợc cho điốt
ư Nối đầu A của điốt (Cực P chất bán dẫn) với cực âm nguồn điện và đầu K của điốt (cực N chất bán dẫn) với cực dơng nguồn điện (Hình vẽ).
điện trờng của dơng nguồn hút về.
ư Trong điốt do lỗ trống và điện tử bị hút về hai phía của nguồn nên làm lớp tiếp giáp P-N càng dày lên Lỗ trống và điện tử không tái hợp đợc với nhau không có điện tử và lỗ trống tự do không có dòng điện trong mạch.
ư Nếu ta mắc một bóng đèn vào mạch điện (Hình vẽ) thì đèn sẽ không sáng.
2.3. Cỏc m ch ng d ng đi n hỡnh c a Diode bỏn d nạ ứ ụ ể ủ ẫ
2.3.1. M ch ch nh l u ạ ỉ ư
2.3.1.1. M ch ch nh l u 1 phaạ ỉ ư
*Giải thích sơ đồ mạch điện
ư Máy biến áp T: Để hạ áp
ư D: Điốt bán dẫn dể nắn dòng điện ư Đ: đèn
*Nguyên lý làm việc
ư ở nửa chu kì đầu (từ 0 - t1) dòng điện ở bán chu kì dơng (A dơng và B âm) điôt đợc phân cực thuận (điôt thông) cho nửa bán kì dòng điện dơng đi qua
dòng điện qua đèn làm đèn sáng
ư ở nửa chu kì sau (từ t1-t3) dòng điện ở
bán chu kì âm (A âm, B dơng) Điốt phân cực ngợc => Không có dòng điện âm qua đèn Đèn tắt.
ư ở chu kì tiếp theo mạch điện cũng hoạt động tơng tự chu kì đầu. Điện áp trung bình ra tải: Utb = Um
2.3.1.2. M ch ch nh l u 2 n a chu k ạ ỉ ư ử ỳ
Sơ đồ mạch điện
Mạch cơ bản và dạng súng điện áp sau chỉnh lu