BAI 24- LINH KIEN BAN DAN

Xưởng giặt dùng năng lượng Mặt Trời

KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ
1. Hãy giải thích sự hình thành lớp
chuyển tiếp p- n? Vì sao ta nói lớp chuyển
tiếp p – n có tính chất chỉnh lưu?

p
n
p
n
E
t

KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ
2. Lớp chuyển tiếp p – n có tính chất gì?
+
-
np
E
t
E
n
I
th
-
+
np

E
t
E
n
I
ng

KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ
Lớp chuyển tiếp p – n dẫn điện tốt
theo một chiều, từ p sang n. Lớp
chuyển tiếp – n có tính chất chỉnh
lưu.


Cấu tạo: Điôt là dụng cụ bán dẫn hai cực, trong
đó có một lớp chuyển tiếp p - n
U ~
R



Tác dụng
Tác dụng
: Chỉnh lưu dòng xoay chiều
: Chỉnh lưu dòng xoay chiều
thành dòng 1 chiều
thành dòng 1 chiều


Nửa chu kì đầu phân cực thuận có
Nửa chu kì đầu phân cực thuận có
dòng điện qua R theo chiều từ trên
dòng điện qua R theo chiều từ trên
xuống
xuống



Nửa chu kì sau phân cực ngược
Nửa chu kì sau phân cực ngược
không có dòng qua R
không có dòng qua R
a. Điốt chỉnh lưu
a. Điốt chỉnh lưu
1. Điôt
1. Điôt


H1a. Điôt chỉnh lưu được phân cực
thuận. Dòng điện qua điot có
cường độ lớn. Đèn sáng.
H1a. Điôt chỉnh lưu được phân
cực ngược. Dòng điện qua điot có
cường độ nhỏ. Đèn không sáng.
p n
+
-
p n
+

-


b. Phôtôđiôt
Tác dụng : Phôtôđiôt biến tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện
⇒ Làm cảm biến ánh sáng
R
Nguyên tắc hoat động :Chiếu ánh
sáng có bước sóng thích hợp vào
lớp tiếp xúc p – n ⇒ tạo ra các
cặp êlectron và lỗ trống . Khi mắc
điốt vào hiệu điện thế ngược thì
dòng ngược qua lớp tiếp xúc tăng
lên

n
p
c. Pin quang điện
* Cấu tạo: Là một điốt bán dẫn được chiếu sáng trở thành
một nguồn điện với p là cực dương và n là cực âm .
Một lớp bán dẫn loại n
Một lớp bán dẫn loại p
Một lớp kim loại mỏng
trong suốt đối với ánh
sáng
Một lớp đế kim loại



Nhà máy cung cấp năng lượng Mặt Trời lớn nhất thế giới

(khánh thành năm 2010 tai Singapore
Điện thoại di động dùng năng lượng Mặt trời



d) Điốt phát quang (đèn LED)
d) Điốt phát quang (đèn LED)
*Cấu tạo
*Cấu tạo
:
:
Là một điốt được
Là một điốt được
chế
chế
tạo từ
tạo từ
những vật liệu bán dẫn thích hợp để khi có
những vật liệu bán dẫn thích hợp để khi có
dòng điện thuận chạy qua thì phát ra ánh
dòng điện thuận chạy qua thì phát ra ánh
sáng tại lớp tiếp xúc p – n
sáng tại lớp tiếp xúc p – n
* Tính chất : Màu sắc ánh sáng phát ra phụ thuộc vào các bán
dẫn dùng làm điốt và cách pha tạp chất vào bán dẫn đó .
*
Nguyên nhân:
Nguyên nhân:
Khi dòng điện thuận đi qua điot thì tại lớp
Khi dòng điện thuận đi qua điot thì tại lớp

chuyển tiếp xảy ra sự tái hợp e và lỗ trống nên năng lượng
chuyển tiếp xảy ra sự tái hợp e và lỗ trống nên năng lượng
được giải phóng dưới dạng ánh sáng.
được giải phóng dưới dạng ánh sáng.
*
Ứng dụng:
Ứng dụng:
Bộ hiển thị, đèn báo, màn hình quảng cáo,
Bộ hiển thị, đèn báo, màn hình quảng cáo,
nguồn sáng
nguồn sáng


Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán
dẫn.
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
electron 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 electron 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).

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng
ánh sáng phát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau).
Mức năng lượng(và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào
cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.



Pin nhiệt điện
Dây đồng
Dây Constantan


e. Pin nhiệt điện bán dẫn
e. Pin nhiệt điện bán dẫn
* Cấu tạo:
* Cấu tạo:
Là một cặp nhiệt điện làm từ hai thanh
Là một cặp nhiệt điện làm từ hai thanh
bán dẫn khác loại ( n và p ).
bán dẫn khác loại ( n và p ).
*
Tính chất :
Tính chất :


+ Hệ số
+ Hệ số
α
α
T

T
lớn hơn gấp hàng trăm lần
lớn hơn gấp hàng trăm lần
so với ở cặp nhiệt điện kim loại
so với ở cặp nhiệt điện kim loại
+ Xuất hiện hiện tượng nhiệt điện
+ Xuất hiện hiện tượng nhiệt điện
ngược
ngược
(hiệu ứng Pen- chie)
(hiệu ứng Pen- chie)
: Khi cho dòng
: Khi cho dòng
điện chạy qua một dãy các bán dẫn khác nhau
điện chạy qua một dãy các bán dẫn khác nhau
xếp xen kẽ thì các mối hàn hoặc nóng lên hoặc
xếp xen kẽ thì các mối hàn hoặc nóng lên hoặc
lạnh đi. Các mối hàn nóng, lạnh xen kẽ nhau.
lạnh đi. Các mối hàn nóng, lạnh xen kẽ nhau.


n
p
n
p
n
p
n
p
2

4
6
1
3
5
7
* Ứng dụng :
+ Pin nhiệt điện bán dẫn có
suất điện động lớn hơn pin
nhiệt điện kim loại rất nhiều
⇒ nguồn điện.
+ chế tạo ra các thiết bị làm
lạnh gọn nhẹ và hiệu quả cao
trong y học , khoa học .


n
p
n
p
n
p
n
p
2
4
6
1
3
5

7
B
A
+
-
Thiết bị làm lạnh nhờ hiệu ứng Pen – chiê
Các mối hàn lẻ lạnh đi. Các mối hàn chẵn nóng lên.
B là bộ phận cần làm lạnh. A là bộ phận tản nhiệt.


2. Tranzito (triot bán dẫn)
2. Tranzito (triot bán dẫn)
* Cấu tạo:
* Cấu tạo:
Là một dụng cụ bán dẫn có hai lớp chuyển tiếp
Là một dụng cụ bán dẫn có hai lớp chuyển tiếp
p – n . Nó gồm ba phần có tính chất dẫn điện khác
p – n . Nó gồm ba phần có tính chất dẫn điện khác
nhau
nhau


* Lưu ý:
* Lưu ý:


Khu vực giữa có chiều dày rất nhỏ (cỡ
Khu vực giữa có chiều dày rất nhỏ (cỡ
µ
µ

m) và mật
m) và mật
độ hạt tải điện rất thấp nên điện trở suất rất lớn
độ hạt tải điện rất thấp nên điện trở suất rất lớn
(Ba zơ)
(Emitơ)
(côlectơ)
(Ba zơ)
(côlectơ)
(Emitơ)
* Phân loại : Tranzito p – n – p và Tranzito n – p – n


B
E C
B
CE
n
n
p
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+

-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
B
C
E
Bazơ
Côlectơ
Emitơ


b. Hoạt động:
b. Hoạt động:
+ Mắc nguồn
+ Mắc nguồn
E
E
1
1


≈
≈

1 V
1 V
⇒
⇒
lớp chuyển
lớp chuyển
tiếp E – B phân cực thuận
tiếp E – B phân cực thuận
+ Mắc nguồn
+ Mắc nguồn
E
E
2
2


≈
≈
(5
(5
→
→
10) lần
10) lần
E
E
1
1

⇒
⇒
lớp chuyển tiếp B – C phân cực
lớp chuyển tiếp B – C phân cực
ngược
ngược
⇒
⇒


Phun lỗ trống từ E sang
Phun lỗ trống từ E sang
B
B
⇒
⇒
dòng I
dòng I
E
E
⇒
⇒


Phần rất nhỏ dòng I
Phần rất nhỏ dòng I
E
E
⇒
⇒

dòng I
dòng I
B
B
.
.
Do I
Do I
B
B
<< I
<< I
E
E
nên
nên
⇒
⇒
I
I
C
C


≈
≈
I
I
E
E

⇒
Phần lớn lỗ trống từ
Phần lớn lỗ trống từ
E sang B vượt qua lớp
E sang B vượt qua lớp
chuyển tiếp B – C
chuyển tiếp B – C
⇒
⇒
dòng I
dòng I
C
C
β - hệ số khuếch đại dòng điện
⇒
⇒
β
β


=
=
I
I
C
C
I
I
B
B

+
I
E
I
B
I
C
+
-
-
B
C
E
E
1
E
2
Sơ đồ nguyên lí mạch khuếch đại dùng
Sơ đồ nguyên lí mạch khuếch đại dùng
tranzito p – n - p
tranzito p – n - p
p
p
n
R


b. Hoạt động:
b. Hoạt động:

* U
* U
BE
BE
biến thiên một lượng
biến thiên một lượng
∆
∆
U
U
BE
BE


⇒
⇒
I
I
E
E
và I
và I
B
B
cũng biến thiên
cũng biến thiên


⇒

⇒
I
I
C
C


cũng biến thiên. Với R khá lớn
cũng biến thiên. Với R khá lớn
⇒
⇒


∆
∆
U
U
C
C
= R.
= R.
∆
∆
I
I
C
C
= R.
= R.
β

β
.
.
∆
∆
I
I
B
B
⇒ ∆U
C
>> ∆U
BE
+
I
E
I
B
I
C
+
-
-
Sơ đồ nguyên lí mạch khuếch đại dùng
Sơ đồ nguyên lí mạch khuếch đại dùng
tranzito p – n - p
tranzito p – n - p
p
p
n

R
B
C
E
E
1
E
2


b. Hoạt động:
b. Hoạt động:


* Họ đặc tuyến Vôn - ampe của tranzito p – n - p
* Họ đặc tuyến Vôn - ampe của tranzito p – n - p
I
C
(mA)
O
1
2
3
4
5
6
I
B
= 0 µA
I

B
= 20 µA
I
B
= 60 µA
I
B
= 40 µA
-1
U
CE
(V)
-2 -3 -4 -5 -6
I
B
= 80 µA
⇒
⇒
β
β


=
=
I
I
C
C
I
I

B
B
⇒
⇒
β
β


=
=
20.10
20.10
-6
-6
(A)
(A)
2,5.10
2,5.10
-3
-3
(A)
(A)
β
β


= 125 (lần)
= 125 (lần)
+ Từ họ đặc tuyến,có
+ Từ họ đặc tuyến,có

thể xác định, lựa chọn
thể xác định, lựa chọn
được các thông số của
được các thông số của
mạch
mạch