Linh kiện điện tử bán dẫn

Hình I.1b : Điện áp tiếp xúc hình thành.
I/ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ BÀN DẪN
1/ Khái Niệm
Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng điện đi qua
nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn.
Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông thường, điốt Zener, LED. Chúng đều có
nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N.
2/ Hoạt Động
Khối bán dẫn loại P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với
khối bán dẫn N (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyễn động khuếch
tán sang khối N. Cùng lúc khối P lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển
sang. Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối N
tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống).
Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần
nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này
có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần
đó).
Sự tích điện âm bên khối P và dương bên khối N hình thành một điện áp gọi là điện áp
tiếp xúc (UTX). Điện trường sinh ra bởi điện áp có hướng từ khối n đến khối p nên cản trở
chuyển động khuếch tán và như vậy sau một thời gian kể từ lúc ghép 2 khối bán dẫn với nhau
thì quá trình chuyển động khuếch tán chấm dứt và tồn tại điện áp tiếp xúc. Lúc này ta nói tiếp
xúc P-N ở trạng thái cân bằng. Điện áp tiếp xúc ở trạng thái cân bằng khoảng 0.6V đối với
điốt làm bằng bán dẫn Si và khoảng 0.3V đối với điốt làm bằng bán dẫn Ge.
Hai bên mặt tiếp giáp là vùng các điện tử và lỗ trống dễ gặp nhau nhất nên quá trình tái
hợp thường xảy ra ở vùng này hình thành các nguyên tử trung hòa. Vì vậy vùng biên giới ở hai
bên mặt tiếp giáp rất hiếm các hạt dẫn điện tự do nên được gọi là vùng nghèo. Vùng này
không dẫn điện tốt, trừ phi điện áp tiếp xúc được cân bằng bởi điện áp bên ngoài. Đây là cốt
lõi hoạt động của điốt.
Nếu đặt điện áp bên ngoài ngược với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và
lỗ trống không bị ngăn trở bởi điện áp tiếp xúc nữa và vùng tiếp giáp dẫn điện tốt. Nếu đặt
điện áp bên ngoài cùng chiều với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và lỗ trống

càng bị ngăn lại và vùng nghèo càng trở nên nghèo hạt dẫn điện tự do. Nói cách khác điốt chỉ
cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định.
Hình 2.1a: Cấu tạo điốt chỉnh lưu
II/ MỘT SỐ LINH KIỆN DIỆN TỬ
1/ Điốt chỉnh lưu
a/ Cấu tạo
Điốt chỉnh lưu cấu tạo bởi 2 lớp bàn dẫn P-N ghép lại với nhau .
b/ Kí hiệu
c/ Thông số kỹ thật
Hai thông số cần lưu ý khi sử dụng điốt:
- Dòng thuận tối đa: chịu dược dòng từ vài tăm mA dến loại công suất chịu được
vài trăm ampere.
- Điện thế nghịch tối đa: nếu ta áp dụng một thế diện nghịch lớn điện thế nghịch
tối đa thì điốt sẽ dẫn theo chều nghịch tối đa vài chục volt đến vài ngàn volt.
d/ Một số hình ảnh
d/ Một số mạch ứng dụng
Điốt chỉnh lưu ứng dụng trong rất nhiều mạch điện nhưng đặc trưng nhất là mạch
chỉnh lưu
2/ Zenner
a/ Cấu tạo
Điốt Zenner là ghép 2 lớp P-N phân cực nghịch, nhưng được chế tạo bằng vật liệu chịu
nhiệt và tảo nhiệt tốt , do đó nó có thể chịu được dòng nghịch lớn. Điốt Zenner có thể chế tạo
với các mức điện áp thay đổi tứ 1.8 V đến 220V với công suất tiêu tán từ 1/4 W đến 50W. Do
nhiệt độ cao và khả năng chịu dòng lớn nân chủ yếu Silic được dùng làm Điốt Zenner.
b/ Kí hiệu
c/ Thông số kỹ thuật
Các thông số chủ yếu của điốt Zenner
- Điện áp làm việc Vz
- Dòng điện làm việc Iz
- Dòng điện tối đa cho phép Iz max

- Công suất tổn hao Pz = Vz . Iz max
b/ Một số hình ảnh
Hình 2.1d: Mạch chỉnh lưu
d/ Ứng dụng
Ứng dụng trong các mạch ổn áp , tạo điện áp chuần.
3/ Led
a/ Cấu tạo
Điốt phát quang là một điốt phát ra ánh sáng khi nó được phân cực thuận. Nguyên tử
khi nhận được năng lượng sẽ phóng thích điện tử, ngược lại sự tái hợp của điện tử và lỗ trống
sẽ phát sinh năng lượng.
b/ Kí hiệu
c/ Sử dụng
Khi sử dụng led phải mắc với một diện trở để hạn chế dòng qua led , diện trở này được
tính như sau:
Hình 2.2d: Mạch ổn áp
Ta có: I = I
R
= I
Leb
V
CC
= V
R
+ V
Leb
=I.R + V
Leb
d/ Một số hình ảnh
d/ Ứng dụng
Leb thường dùng trong các mạch hiển thị.

3/ Transistor
a/ Cấu tạo và phân loại
Transistor gốm hai nối P-N có chung một chất bán dẫnlà Silic hoặc Germanium.
Các cực được lấy ra từ ba vùng, có tên là:
- Cực phát ( Emitter viết tắt là E )
- Cực thu ( Collector viết tắt là C )
- Cực nền ( Base viết tắt là B)
Transistor có 2 loại :
- PNP có 2 lớp P ghép với 1 lớp N
- NPN có 1 lớp P ghép với 2 lớp P
b/ Kí hiệu
c/ Một số hình ảnh
a) b)
Hình 2.3a Cấu tạo Transistor
a) Transistor NPN b) Transistor PNP
Transistor NPN Transistor PNP
d/ Ứng dụng
III KẾT BÀI
Một số hình ảnh và thông tin tham khảo từ các website
www.google.com.vn
www.vi.wikipedia.org
và một số web site khác.
Sách: Bài giảng LINH KIỆN ĐỆ TỪ( Bùi Thị Kim Chi )
Trong bài làm có gì sai sót xin các bạn và thầy cô góp ý .