Kĩ thuật điện tử-Diode

1/72
Lession 3 : Diode
☺
2/72
Nội dung
• CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña §iot b¸n dÉn
• C¸c tham sè chÝnh cña §iot b¸n dÉn
• S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng cña §iot b¸n dÉn
• Mét sè øng dông phæ biÕn cña §iot b¸n dÉn
3/72
Tiếp giáp PN
4/72
5/72
Dũng khuch tỏn I
kt
Do chênh lệch nồng độ hạt dẫn giữa hai phía của khu
vực mặt ghép PN: p
p
>> p
n
và n
n
>> n
p
nên xảy ra quá
trình khuyếch tán lỗ trống từ bán dẫn P sang bán dẫn N
và điện tử từ N sang P tạo thành dòng khuyếch tán I
kt
I
kt
= I

pkt
+ I
nkt
: dòng của hạt dẫn đa số
6/72
ðiện thế tiếp xúc U
tx
7/72
8/72
U
tx
Do tồn tại lớp điện tích kép Q, hình thành một điện thế
tiếp xúc U
tx
tại vùng tiếp giáp. Giá trị U
tx
tính theo công
thức sau:
Với chất bán dẫn
Ge: Utx 0,3V Si: Utx 0,7V
I
trôi
= I
n trôi
+ I
p trôi
: dòng của hạt dẫn thiểu số
I

= I

kt
- I
trôi
= 0 : ?
















p
n
n
p
tx
n
n
ln
q
KT

=
P
P
ln
q
KT
=U
9/72
Phân cực cho diode
10/72
11/72
Figure 3: Structure of a
vacuum tube diode
Figure 2: Various
semiconductor
diodes. Bottom: A
bridge rectifier
Figure 1: Closeup of a
diode, showing the
square shaped
semiconductor crystal
12/72
Light Emitting Diode
13/72
14/72
Ph©n lo¹i diode
15/72
ðặc tuyến V-A
16/72
ðặc tuyến V-A

• I=I
s
[exp( ) -1]
• U
D
: ñiện áp ñặt vào ñiốt D
• U
T
: thế nhiệt (=KT/q)
• I
s
: dòng ñiện ngược bão hòa
• m : hệ số tỷ lệ (1÷2)
• K=1,38.10
-23
J/
o
K
• q= 1,6.10
-19
C
• r
D
=m.U
T
/I
D
T
D
mU

U
17/72
ðặc tuyến V-A
18/72
Điện áp mở của Điot Ge nhỏ hơn so với Điot Si:
U
D0
= 0,3V (Ge)
U
D0
= 0,7V (Si)
Điot Si có điện áp ngợc đánh thủng lớn hơn Điot Ge, (Điot Si
giá trị này có thể đạt tới 1000V còn Điot Ge chỉ cỡ khoảng
400V.)
Điot Si có dải nhiệt độ làm việc lớn hơn Điot Ge (nhiệt độ cực đại
của Điot Si có thể đạt tới 200
0
C còn đối với Điot Ge là không quá
100
0
C).
Dòng ngợc của Điot Si nhỏ hơn nhiều so với Điot Ge
I
S
(Si)
<<
I
S
(Ge).
19/72

¶
¶¶
¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é lªn ®Æc tuyÕn cña §iot
I
D
(mA)
U
D
(V)
5
10
15
20
0,5 0,70,3
0,1µA
0
-10-20-30-40
-50-60
100
o
C 25
o
C -75
o
C
100
o
C 25
o
C -75

o
C
20/72
21/72
Đối với Điot bán dẫn, cứ tăng nhiệt độ thêm 10
0
C dòng
I
S
sẽ tăng gấp đôi (điều này sẽ không tốt, đặc biệt đối
với Điot loại Ge).
Ví dụ ở 25
0
C, I
S
1àA thì ở 100
0
C, I
S
> 0,1mA
Nhiệt độ tăng, điện áp ngợc đánh thủng tăng
Nếu giữ dòng I
D
thuận không đổi thì điện áp trên Điot
sẽ phải giảm đi khi nhiệt độ tăng (ngời ta nói hệ số
nhiệt - điện áp là âm) và bằng khoảng:
K
mV
2=
T

U
0
D
const=
D
I
-


22/72
C¸c tham sè chÝnh cña §iot b¸n dÉn
• C¸c tham sè giíi h¹n
• C¸c tham sè ®iÖn
• C¸c tham sè c¬ khÝ
• C¸c hä ®−êng cong ®Æc tuyÕn cña tham sè ®iÖn
• www.datasheetcatalog.com
23/72
C¸c tham sè giíi h¹n
24/72
C¸c tham sè ®iÖn
25/72
C¸c hä ®−êng cong ®Æc tuyÕn cña tham sè ®iÖn