IV. Biến áp
2.Nguyờn tắc làm việc, đặc tuyến Von-ampe của diode
+ Nguyờn tắc làm việc cđa diode
Dựa trên tính chất dẫn điƯn một chiỊu cđa chun tiếp P - N. Khi đ−a điƯn ỏp ngoài cú cực dơng nối vào anốt, cực õm nối vào catốt (UAK > 0) thì diode sẽ dẫn điện và trong mạch cú dũng điện chạy qua (coi nh ngắn mạch). Khi điện tử dịch chuyển từ bờn N (catot) sang bên P (anot) do sự chênh lƯch nồng độ thỡ sự thiếu hụt này sẽ đợc cực âm của nguồn pin cung cấp. Đồng thời, cực d−ơng cđa ngn cịng thu lại cỏc điện tử này từ bờn P. Khi này ng−ời ta nói chun tiếp P - N đợc phõn cực thuận và diode nh một khoỏ đúng làm ngắn mạch.
Khi điện ỏp ngoài cú cực õm nối vào anốt, dơng nối vào catốt (UAK < 0) diode sẽ bị khoỏ (coi nh làm hở mạch). Sở dĩ vậy là
do cỏc điện cực hỳt điện tử bờn N về phớa cực dơng cũn lỗ trống bờn P lại bị hút vỊ phía cực âm,
Sơ đồ nguyờn lý của diode
Ch−ơng III: Linh kiƯn tích cực
Kỹ tht điƯn tư 41
nghĩa là cỏc hạt dẫn điện đa số bị kộo về hai đầu cực. Điều này làm cho số hạt dẫn trong vùng chuyển tiếp giảm đi rừ rệt và hoạt động nh một chất cỏch điện. Ta nói chun tiếp P - N phân cực ngợc và diode nh một khoỏ mở làm ngắt mạch (thực chất là chỉ cú dũng điện ngợc rất nhỏ chạy qua)
+ Đặc tuyến Von-ampe của diode
Đặc tuyến Von-ampe của diode biểu thị mối quan hệ giữa dũng điện qua diode và điện ỏp đặt giữa 2 chõn cực anốt và catốt (UAK). Đõy chớnh là đặc tuyến Von-ampe của lớp chuyển tiếp P - N vì bộ phận chính cđa diode là lớp chun tiếp P - N.
Phần thuận của đặc tuyến (khi UAK > 0)
+ Khi UAK < UD: dòng điện tăng chậm theo quy lt hàm mị là: −1 ) . 2 exp( T AK V V (thông th−ờng khi này Ith < 1% Ithmax)
+ Khi UAK > UD: dũng điện tăng nhanh hơn theo quy lt hàm mị là: −1 ) exp( T AK V V
(tăng gần nh tuyến tớnh với điện áp)
Trong đó, UD đợc gọi là điện ỏp ngỡng của diod Khi UAK = UD diode mới bắt đầu đợc tớnh là phõn cực thuận, lỳc này dũng điện thuận mới đủ lớn và bằng 0,1Ithmax
Ithmax là dũng điện thuận cực đại cho phộp của diode, diode khụng đợc làm việc với dũng điện cao hơn trị số nà Điện ỏp ứng với giỏ trị Ithmax đợc gọi là Ubh, nó có giá trị khoảng 0,8V đối với diode Ge và khoảng 1,2V đối với diode S
Với diode Ge giỏ trị UD ≈ 0,3V và với diode Si giỏ trị UD ≈ 0,7V
Vùng phân cực thuận cú đặc trng là dũng lớn (mA), điện ỏp nhỏ và điện trở nhỏ ()
Phần ngợc của đặc tuyến Von-ampe
Vựng phõn cực ngợc (hay cũn gọi là vựng khoỏ của diode) với đặc trng là dũng nhỏ cú giỏ trị IS0 (àA)gần nh khụng đổi, ỏp lớn (hàng chục cho tới hàng trăm V tuỳ từng loại diode) và điện trở lớn (hàng chục nghỡn )
Khi UAK tăng tới một giỏ trị Udt thỡ dũng điện ngợc tăng vọt, ngời ta gọi đú là hiƯn t−ỵng
đỏnh thủng chuyển tiếp P - N. Hiện tợng này làm mất khả năng chỉnh l−u của diode (trừ diode
Zene là diode sử dụng đoạn đỏnh thủng của đặc tuyến để ổn định điện ỏp). Điện ỏp tại điểm đỏnh thủng gọi là điện ỏp đỏnh thủng và ký hiệu là Udt.
Udt cú giỏ trị khoảng 12V đối với diode tỏch súng và khoảng 100V đối với diode nắn điện.