Bài giảng Điện tử cơ bản Chương 5 Họ Linh Kiện Bán Dẫn 4 Lớp

Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

CHƯƠNG 5
HỌ LINH KIỆN BÁN DẪN 4 LỚP
GIỚI THIỆU CHƯƠNG
Chương 5 giới thiệu về các linh kiện có 4 lớp bán dẫn. Đây là các linh
kiện thuộc họ thyristor. Thyristor là linh kiện bán dẫn khóa mở mạch mà tác động ở 2
trạng thái bền (khóa và mở) của nó tùy thuộc vào tính hồi tiếp dương của 4 lớp bán dẫn
P-N-P-N.
Thyristor có thể là linh kiện 2 chân cực, 3 chân cực hoặc 4 chân cực, có
thể dẫn điện một chiều hoặc cả hai chiều. Trong họ thyristor quan trọng nhất
là chỉnh lưu Silic có điều khiển (SCR), Triac, Diac, v.v...Phần đầu tiên của
chương sẽ giới thiệu về cấu tạo và ngun lý hoạt động của linh kiện chỉnh
lưu silic có điều khiển (SCR), về các đặc tính và tham số của nó. Linh kiện
thứ hai là triac, đây là linh kiện dẫn điện hai chiều, các đặc tính và tham số
của triac, đây là linh kiện quan trọng được dùng nhiều trong các mạch điều
khiển nguồn điện.
Ngồi ra, trong chương 6 còn giới thiệu về cấu tạo và ngun lý hoạt động của
tranzito đơn nối (UJT). Đây là cấu kiện có 3 chân cực nhưng chỉ có 1 lớp tiếp xúc P-N và
do vậy nó cũng có các đặc tính và tham số rất khác với các tranzito thơng thường.

5.1 Thyristor (SCR):

5.1.1. Cấu tạo:
Thyristor còn được gọi là diode chỉnh lưu có điều khiển SCR (Silicon Controlled
Rectifier).
Thyristor gồm bốn lớp bán dẫn được ghép liên tiếp nhau theo thứ tự P-N-P-N.
Lớp bán dẫn P ngoài cùng đóng vai trò Anode, lớp bán dẫn N ngoài cùng đóng vai trò
Cathode còn hai lớp bán dẫn ở giữa làm nhiệm vụ cực điều khiển Gate.

Nếu cực điều khiển gate ở cạnh Cathode thì SCR gọi là SCR loại P, ngược lại
nếu cực Gate ở cạnh Anode thì ta có SCR loại N.
Bốn lớp bán dẫn P, N sẽ tạo thành ba tiếp giáp J1, J2 và J3.

Hình 5.1: Cấu tạo và ký hiệu của SCR
5.1.2. Nguyên lý hoạt động:
Khi ta cấp một điện áp thuận VAK vào SCR (cực dương ở chân A của SCR), lúc
này tiếp giáp J1 và J3 được phân cực thuận còn tiếp giáp J2 được phân cực nghòch. Lúc
này, dòng điện thuận IA qua SCR là dòng điện rỉ có trò số rất bé (vài uA) và SCR ở
trạng thái tắt.

Trang 78


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Khi ta tăng điện áp thuận VAK đến một giá trò nào đó (gọi là điện áp đánh thủng
VBO) thì hiệu ứng đánh thủng sẽ xảy ra tại tiếp giáp J2, dòng điện thuận IA qua SCR
(theo chiều từ A đến K) có giá trò rất lớn. Lúc này SCR sẽ chuyển sang trạng thái dẫn
và tự duy trì ở trạng thái này.
Tương tự như trên, khi có một xung dòng điện IG được đưa đến cực cổng G thì
lúc này SCR sẽ chuyển sang trạng thái dẫn với một điện áp thuận VAK thấp hơn điện
áp VBO rất nhiều. Đây chính là nguyên lý hoạt động của SCR.
Để đơn giản cho việc khảo sát, ta có thể dùng mô hình mạch tương đương của
SCR gồm hai transistor BJT mắc với nhau như trên hình vẽ.

Hình 5.2: Sơ đồ mạch tương đương của SCR
Từ sơ đồ mạch điện tương đương ta có:

IC1 = 1 . IE1 + ICB01
= 1 . IA + ICB01
IC2 = 2 . IE1 + ICB02
= 2 . IK + ICB02
Chú ý:
IE1= IA
= IC1 + IB1
= IC1 + IC2
IE2 = IK
Ta có:
IA = IC1 + IC2
IA = 1 . IA + ICB01 + 2 . IK + ICB02 (1)
Mặt khác:
IK = IA + IG
Thay vào phương trình (1), ta được:
2 . IG + ICB01 + ICB02
IA =
1 – (1 + 2)
Từ biểu thức trên, ta nhận thấy:
Khi 1 + 2 << 1thì dòng IA chủ yếu là dòng điện rò rất nhỏ nên SCR tắt
Khi 1 và 2 tăng dẫn đến (1 + 2)  1, lúc này dòng IA tăng rất cao tương ứng
SCR chuyển từ trạng thái tắt sang dẫn. Khi SCR dẫn, hồi tiếp dương tạo bởi vùng kín
Trang 79


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

IB2 = IC1 và IB1 = IC2 sẽ duy trì làm cho SCR luôn luôn dẫncho đến khi có tác động làm

cho SCR tắt.

5.1.3 Các Thông Số Kỹ Thuật Của SCR:

a. Dòng điện thuận cực đại IA max hay IF max:
Đây là trò số lớn nhất của dòng điện qua SCR mà SCR có thể chòu đựng liên tục,
nếu quá trò số này thì SCR sẽ bò hư.
b. Điện thế ngược cực đại VBK:
Là điện thế ngược lớn nhất có thể đặt vào giữa chân A và chân K mà SCR chưa
bò đánh thủng. Nếu vượt quá trò số này thì SCR sẽ bò đánh thủng và bò hư.
Điện thế ngược cực đại của SCR thường từ 100V  1000V.
c. Dòng điện kích cực tiểu IG min:
Trong trường hợp điện thế VAK thấp, muốn SCR dẫn thì phải có dòng kích cho
cực G của SCR. IGmin là trò số dòng kích nhỏ nhất để điều khiển SCR dẫn điện.
Thông thường IGmin có trò số từ 1mA  vài chục mA.
IGmin có trò số lớn hay nhỏ là tùy thuộc vào công suất của SCR, SCR có công suất
lớn thì IGmin phải càng lớn.
d. Thời gian mở SCR:
Là thời gian cần thiết hay là độ rộng của xung kích để SCR có thể chuyển từ
trạng thái tắt sang trạng thái dẫn. Thời gian kở SCR khoảng vài us.
e. Thời gian tắt SCR:
Theo nguyên lý, SCR sẽ tự duy trì trạng thái dẫn điện sau khi được kích. Muốn
SCR đang ở trạng thái dẫn chuyển sang trạng thái tắt thì phải cho điện thế VAK = 0V.
Để SCR có thể tắt được thì thời gian cho VAK = 0V phải đủ dài, nếu không khi VAK tăng cao lại ngay thì SCR sẽ dẫn điện trở lại.
Thời gian tắt của SCR khoảng vài chục us.

5.1.4 Hình Dạng Và Cách Xác Đònh Chân Của SCR:
a. Hình dạng:

Hình 5.3: Hình dạng thực tế và ký hiệu của SCR

Trang 80


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

b. Cách xác đònh chân:
Muốn xác đònh các chân A,K và G của SCR ta cần sử dụng VOM ở giai đo Ohm
x1 rồi thực hiện theo các bước sau:
Lần lượt gọi ba chân của SCR là X, Y, Z.
Đo điện trở từng cặp chân XY, XZ và YZ.
Chỉ có một cặp chân của SCR làm kim VOM thay đổi, giả sử là cặp chân XY.
Như vậy chân Z chính là chân A.
Chú ý: khi thay đổi cực tính que đo sẽ làm thay đổi giá trò điện trở giữa các chân
X và Y.
Nếu que đen của VOM (cực dương của pin) đặt vào X mà làm cho điện trở giữa
X và Y có giá trò nhỏ hơn khi nó đặt vào Y thì chân X là chân G.
Chân còn lại Y chính là chân K.
c. Ảnh hưởng của dòng điều khiển IG đến sự làm việc của SCR:
Dòng điều khiển IG có tác dụng làm giảm điện áp mở SCR, IG mà càng lớn thì
điện áp mở SCR càng giảm nhỏ. Như vậy IG thay đổi sẽ có tác dụng điều chỉnh điện
áp mở SCR và chính vì thế mà SCR còn được gọi là diode bán dẫn có điều khiển.
Sau khi kích cho SCR hoạt động và dẫn điện rồi thì dòng kích IG hết tác dụng,
nghóa là dù lúc này nếu ta có ngắt bỏ dòng kích IG thì SCR vẫn hoạt động.
Như vậy SCR có thể mở bằng cổng nhưng không thể tắt bằng cổng. Đây chính là
nhược điểm của SCR so với transistor.
Kết luận: SCR chỉ dẫn điện theo một chiều từ Anode sang Kathode khi có một
điện áp thuận Vak với dòng kích IG. SCR không dẩn điện theo chiều ngược lại từ K

sang A.

5.1.5 Các Biện Pháp Mở SCR Và Khóa SCR Trong Mạch Điện Một
Chiều:
a. Các biện pháp mở SCR:

Hình 5.4: Phương pháp kích dẫn cho SCR
Một trong những biện pháp đơn giản nhất được biểu diển trên hình a. Mỗi khi
nhấn vào nút bấm K, nếu Iđk > Iđk sổ tay (Iđkst) thì SCR sẽ mở cho dòng điện qua.
Trang 81


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Thường chọn Iđk = (1,1 ÷ 1,2) Iđkst
Trong đó Iđkst là dòng điện điều khiển tra được trong sổ tay.
R2 được mắc nối liền cực điều khiển với Kathode cho phép tăng điện áp thuận
UAK của SCR, ta thường chọn R2 = 100 ÷ 1000
Hình b trình bày cách mở SCR bằng một xung áp.
Diode chặn không cho xung âm đặt vào cực điều khiển G khi tụ C phóng điện
(thường chọn C = 0,01  0,05uF)
Điện trở R được sử dụng để hạn chế biên độ dòng xung, giá trò của R được xác
đònh:
Ux
R
Iđkxmax
Trong đó :
- Ux: Là biên độ xung đặt vào chân điều khiển

- Iđkxmax: Giá trò cực đại của dòng xung cho trong sổ tay tra cứu.
b. Các biện pháp khóa SCR:
Trong mạch điện một chiều, khi SCR đã dẫn thì nó sẽ tiếp tục dẫn mặc dù ta đã
bỏ dòng kích IG.
Khóa SCR nghóa là trả nó trở về trạng thái ngưng dẫn, ta có thể dùng một trong
hai phương pháp sau:
- Giảm dòng điện thuận IAK hoặc cắt nguồn cung cấp VAK.
- Đặt một điện áp ngược lên SCR.

Hình 5.5: Phương pháp khóa làm SCR ngưng dẫn.

Trang 82


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

5.1.6 Mở Và Khóa SCR Trong Mạch Điện Xoay Chiều:

Hình 5.6: Mạch điện SCR trong nguồn điện xoay chiều.
Trên hình a, SCR sẽ mở trong ½ bán kỳ dương của điện áp nguồn khi thỏa mãn
điều kiện:
Ut
Iđk =
 Iđkst
R1 + R2
Điện trở R1 được tính theo công thức:
0.05Um – kst
R1 =

(1.1  1.2) . Iđkst
Khi biến trở R2 = 0 thì ta có góc mở  = 50, khi tăng biến trở R2 thì góc mở 
tăng lên.
Khi R1 = 0 và biến trở R2 được chỉnh đến một giá trò nhỏ nhất thì dòng kích IG là
lớn nhất và lúc này SCR sẽ mở ở ½ chu kỳ dương của điện áp nguồn.
Như vậy, khi ta điều chỉnh biến trở R2 thì góc mở  sẽ có giá trò trong khoảng từ
 = 50  900
Muốn điều khiển góc mở  = 50  1800 thì ta phải sử dụng mạch điện hình b.
Mạch điện hình b sử dụng mạch RC để tạo ra góc lệch pha giữa điện áp điều
khiển và điện áp Anode.
Trong nửa chu kỳ âm của điện áp Anode, tụ C được nạp điện qua D2 đến điện
áp
–Um.
Trong nửa chu kỳ dương, được nạp điện qua R1, R2 và từ điện áp –Um sẽ đến
một giá trò điện áp dương đủ mở SCR, góc mở  phụ thuộc vào hằng số thời gian
(R1 + R2).C và với độ tăng của điện áp Anode.
Đối với SCR làm việc trong mạch điện xoay chiều thì không phải sử dụng biện
pháp khóa, vì SCR sẽ tự động khóa ở đầu nửa chu kỳ âm của điện áp Anode.

Trang 83


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Hình 5.7: Dạng sóng dòng điện và điện áp.

5.1.7 Ứng Dụng Của SCR:

a. Mạch điều khiển tốc độ động cơ:
Trong mạch điện trên hình vẽ thì động cơ M là động cơ vạn năng – loại động cơ
có thể dùng điện AC hay DC.

Hình 5.8: Mạch điều khiển tốc độ động cơ AC dùng SCR.
Dòng điện qua động cơ là dòng điện ở bán kỳ dương và được thay đổi trò số bằng
cách thay đổi góc kích của dòng IG.
Khi SCR chưa dẫn thì chưa có dòng điện qua động cơ, điôt D nắn điện bán kỳ
dương nạp vào tụ qua điện trở R1 và biến trở VR. Điện áp cấp cho cực G lấy trên tụ C
và qua cầu phân áp R2 – R3.
Giả sử điện áp đủ để kích cho cực G là VG = 1V và dòng điện kích IGmin = 1mA
thì điện áp trên tụ C phải khoảng 10V. Tụ C nạp điện qua R1 và qua VR với hằng số
thời gian là: t = C.(R1 + VR).
Trang 84


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Khi thay đổi trò số VR sẽ làm thay đổi thời gian nạp của tụ C tức là thay đổi thời
điểm có dòng xung kích IG sẽ làm thay đổi thời điểm dẫn điện của SCR tức là thay
đổi dòng điện qua động cơ và làm cho tốc độ của động cơ bò thay đổi.
Khi dòng AC có bán kỳ âm thì điôt D và SCR đều bò phân cực nghòch nên điôt D
ngưng dẫn và SCR cũng chuyển sang trạng thái ngưng.

Hình 5.9: Dạng sóng dòng điện và điện áp.
b. Mạch báo động:
Nếu SCR dùng với nguồn một chiều thì có thể ứng dụng trong các mạch báo
động quá nhiệt, quá áp suất và báo trộm khi kẽ trộm mở cửa nhà hay cửa tủ.

Theo mạch điện trên hình vẽ, nút P là nút ấn bằng tay để ấn khi khẩn cấp. Công
tắc K là công tắc tự động dùng để báo quá áp suất và S là công tắc tí hon được đặt ở
góc cửa nhà hay góc cửa tủ.
Khi một trong các tiếp điểm trên đóng lại thì SCR sẽ được kích dẫn điện và duy
trì trạng thái dẫn để cấp điện cho đèn báo hiệu và còi hú để báo động.

Hình 5.10: Mạch báo động chuông dùng SCR.
5.2. TRIAC.
Triac được xem là một công tắc bán dẫn xoay chiều ba cực.
5.2.1. Cấu tạo:
Về cấu tạo Triac gồm các lớp bán dẫn P-N ghép nối tiếp nhau như trên hình vẽ
và được nối ra ba chân: Chân đầu và chân cuối gọi là T1 – T2 và một chân điều
khiển G.
Triac có cấu tạo, ký hiệu như trên hình vẽ và cũng được coi như hai SCR ghép
song song, ngược chiều.
Trang 85


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Hình 5.11: Cấu tạo và ký hiệu của Triac.
5.2.2. Nguyên lý hoạt động:
Theo cấu tạo một Triac được xem như hai SCR ghép song song , ngược chiều
nên khi khảo sát đặc tính của Triac người ta tiến hành khảo sát như thí nghiệm trên
hai SCR.
a. Khi cực T2 có điện áp dương và cực G được kích xung dương thì Triac dẫn
điện theo chiều từ T2 qua T1.

Hình 5.12: Nguyên lý hoạt động của triac, chiều dòng điện từ T2  T1.
b. Khi cực T2 có điện áp âm và cực G được kích xung âm thì Triac dẫn điện
theo chiều từ T1 qua T2.

Hình 5.13: Nguyên lý hoạt động của triac, chiều dòng điện từ T1  T2.
c. Trường hợp Triac được dùng trong mạch điện xoay chiều công nghiệp thì
khi nguồn có bán kỳ dương, cực G cần được kích xung dương, còn khi nguồn có bán
kỳ âm thì cực G cần được kích xung âm. Triac cho dòng điện qua cả hai chiều và khi
đã dẫn điện thì điện áp trên hai cực T1- T2 rất nhỏ nên được coi như công tắc bán dẫn
dùng trong mạch điện xoay chiều.

Trang 86


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Hình 5.14: Nguyên lý hoạt động của triac trong nguồn điện xoay chiều.
5.2.3. Đặc tính của triac:
Triac có đặc tính Vôn – Ampe gồm hai điểm đối xứng nhau qua điểm 0. Hai
phần này giống như đặc tuyến của SCR mắc ngược chiều nhau.

Hình 5.15: Đồ thò đường đặc tính Vôn – Ampe của Triac.
5.2.4. Các cách kích triac:
Theo phần nguyên lý của Triac thì Triac cần được kích xung dương khi chân T2
có điện áp dương và cần được kích xung âm khi chân T2 có điện áp âm.
Thực ra, Triac có thể được kích bằng bốn cách như trên hình vẽ. Trong đó cách
thứ nhất, cách thứ hai được coi là cách kích thuận vì theo đúng nguyên lý và chỉ cần
dòng kích có trò số nhỏ hơn so với cách thứ ba và cách thứ tư.

Hình 5.15: Các phương pháp kích dẫn cho Triac.
5.2.5. Xác đònh chân triac:
Dùng VOM giai đo ohm x1 xác đònh các chân T1, T2 và G.
Tiến hành theo các bước sau:
- Gọi các chân triac làX, Y và Z
- Đo điện trở từng cặp chân của Triac.
Trang 87


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

- Chỉ có một cặp chân của Triac có điện trở xác đònh (chú ý giá trò điện trở này
không đổi khi thay đổi cực tính que đo). Giả sử đó là cặp chân X - Y.
Kết luận chân Z còn lại là chân T2.
- Đặt que đen của VOM (cực + của pin) vào chân T2, que đỏ vào 1 trong 2 chân
còn lại (giả sử là chân X) kích xung dương vào chân Y.
- Nếu kim VOM giảm về bên phải rồi đứng im thì chân X là chân G và Y là
chân T1.
- Nếu chân VOM giảm về bên phải nhưng không đứng im mà hơi trả ngược lại
thì chân X là T1 và Y là chân G.
(Ta kích xung dương bằng cách chạm nhẹ que đen vào chân muốn kích).
5.3 DIAC
Tương tự như Triac, diac cũng là một linh kiện bán dẫn cho phép dòng điện đi qua
cả hai chiều. Diac còn được gọi là công tắc bán dẫn xoay chiều hai cực.
5.3.1. Cấu tạo của Diac:
Diac có cấu tạo gồm ba lớp bán dẫn khác loại ghép nối tiếp nhau như một
transistor nhưng chỉ đưa ra có hai cực nên được xem như một Transistor không có cực

nền. Hai cực ở hai đầu được gọi là T1 và T2, do tính chất đối xứng của Diac nên
không cần phân biệt T1 và T2.
Trên hình vẽ cho thấy cấu tạo và ký hiệu của Diac.

Hình 5.16: Cấu tạo và ký hiệu của Diac.
5.3.2 Nguyên lý hoạt động của Diac:
Xét mạch thí nghiệm như trên hình vẽ. Vcc là nguồn điện áp một chiều điều
chỉnh được. Khi Vcc có trò số thấp thì dòng điện qua Diac là dòng điện rỉ có trò số rất
nhỏ, khi tăng điện áp Vcc lên một trò số đủ lớn thì lúc này điện áp trên Diac bò giảm
xuống và dòng điện qua Diac sẽ tăng lên rất nhanh. Điện áp này gọi là điện áp mở
Vmở và dòng điện qua Diac gọi là dòng điện mở Imở.

Trang 88


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Hình 5.17: Nguyên lý hoạt động của Diac.
Điện áp mở có trò số trong khoảng từ 20V  40V, dòng điện mở có trò số trong
khoảng từ vài chục uA đến vài trăm uA.
Hình vẽ cho thấy đặc tính của Diac và đặc tính này hơi giống đặc tính của hai
điôt Zener được ghép nối tiếp nhưng ngược chiều nhau.

Hình 5.18: Đồ thò đường đặc tính Vôn – Ampe của Diac.
Khi có điện áp đặt vào hai chân T1 – T2 của Diac (hay đặt vào hai điôt Zener
Z1–Z2) thì sẽ phân cực thuận một điôt Zener cho ra điện áp Vd = 0,7V và phân cực
ngược một điôt Zener tạo ra hiệu ứng Zener cho ra điện áp Vz.
Như vậy điện áp mở của Diac (hay Z1 – Z2) chính là:

Vmở = Vd + Vz
Khi đổi chiều dòng điện ngược lại thì vẫn có một điôt Zener phân cực thuận và
một điôt Zener phân cực nghòch nên ta cũng có điện áp mở Vmở được tính theo công
thức trên.

Trang 89


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Hình 5.19: Ký hiệu và sơ đồ mạch điện tương đương của Diac của Diac.
Nếu khéo chọn điện áp Vz của Zener ta có thể tạo ra được nhiều linh kiện có
đặc tính tương đương Diac và có nhiều cấp điện áp khác nhau.
5.3.3. Ứng dụng của Triac:
a. Dùng quang trở Cds để điều khiển dòng điện qua tải:

Hình 5.20: Mạch điều khiển dòng xoay chiều qua tải dùng quang trở Cds
(dạng 1).
Trên hình vẽ là mạch điều khiển dòng điện qua tải dùng Diac, Triac kết hợp với
quang trở Cds để tác động theo ánh sáng.
Khi Cds được chiếu sáng sẽ có trò số điện trở nhỏ làm điện áp nạp trên tụ C
thấp, Diac không dẫn điện và Triac không được kích dẫn nên không có dòng điện
qua tải.
Khi Cds bò che tối sẽ có trò số điện trở lớn làm điện áp trên tụ C tăng cao đến
mức đủ để Diac dẫn điện và Triac được kích dẫn điện, lúc này có dòng điện chạy qua
tải.
Tải ở đây có thể là loại đèn chiếu sáng lối đi hay chiếu sáng bảo vệ, khi trời tối
thì đèn tự động sáng.

Trang 90


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

b. Mạch điều khiển bằng ánh sáng:

Hình 5.21: Mạch điều khiển dòng xoay chiều qua tải dùng quang trở Cds
(dạng 2).
Theo sơ đồ mạch điện trên hình vẽ, khi tụ C nạp đến điện áp khoảng 32V thì
Diac bắt đầu dẩn kéo theo triac dẫn tạo ra dòng điện chạy qua điện trở tải. Tải ở đây
có thể là bóng đèn, dây điện trở hay động cơ …
Tụ điện C nạp đến điện áp mở của Diac nhanh hay chậm hoàn toàn phụ thuộc
vào biến trở VR1, quang trở Cds và biến trở VR2.
Giá trò của biến trở VR2 sẽ làm thay đổi sự ảnh hưởng của quang trở Cds nên
VR2 được gọi là độ nhạy.
Còn giá trò của biến trở VR1 sẽ xác đònh tốc độ nạp của tụ điện C, nên VR1
được gọi là độ dốc.

Trang 91


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

c. Mạch điều khiển trong thắp sáng:

Muốn điều khiển độ sáng của bóng đèn tròn, ta có thể thực hiện bằng cách thay
đổi điện thế trung bình cấp cho bóng đèn.

Hình 5.22: Mạch điều khiển độ sáng bóng đèn và dạng sóng điện áp.
Ở bán kỳ dương khi điện thế xoay chiều tăng dẫn đến điện thế trên tụ C cũng
tăng theo nhưng chậm hơn. Khi điện áp nạp trên tụ điện C xấp xỉ bằng điện áp mở
Vmở thì Diac bắt đầu dẫn điện. Mạch tạo dòng điện kích IG đi vào chân điều khiển G
của Triac làm Triac dẫn ngay, và Triac tiếp tục dẫn cho đến hết bán kỳ dương.
Ở đầu bán kỳ âm tiếp theo, tụ sẽ nạp điện theo chiều ngược lại và khi đạt đến
điện áp xấp xỉ bằng điện áp mở (–Vmở) thì Diac lại dẫn điện và cho dòng kích đến
chân G làm Triac dẫn điện theo chiều ngược lại.
Như vậy ở mỗi bán kỳ dương và bán kỳ âm, Triac sẽ dẫn điện với khoảng thời
gian xấp xỉ nhau.
Khi ta thay đổi trò số của biến trở VR thì sẽ làm thay đổi thời hằng nạp điện của
tụ C dẫn đến góc dẫn của Triac ở hai bán kỳ sẽ thay đổi theo  thay đổi điện áp
trung bình cung cấp cho bóng đèn.
d. Mạch điều khiển nhiệt độ:
Đây là mạch điều khiển sự đốt nóng toàn chu kỳ dựa vào điều khiển pha. Cảm
biến là một nhiệt trở có hệ số nhiệt dương PTC.
Khi nhiệt độ cần kiểm soát còn thấp thì lúc này trò số của PTC còn bé dẫn đến
C1, C2 nạp điện nhanh cho nên Diac và Triac dẫn điện sớm.

Trang 92


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Khi nhiệt độ càng cao, PTC có trò số càng lớn nên Diac và Triac sẽ dẫn điện

càng trễ.

Hình 5.23: Mạch điều khiển nhiệt độ dùng điện trở nhiệt PTC.
Do điện áp mở của Diac và dòng kích dẫn của Triac dễ bò ảnh hưởng bởi nhiệt
độ, cho nên ở mạch điện này ta cần dùng hai tụ nạp C1, C2 để góc mở của Triac sẽ
ổn đònh hơn.
e. Mạch điều khiển động cơ:
Mạch điện trên hình vẽ cho phép ta dùng Diac và Triac để điều khiển tốc độ của
động cơ xoay chiều. Trong mạch điện trên, ta dùng hai hai tụ điện C1, C2 để điều
khiển góc dẫn của triac được ổn đònh hơn.
Nhờ vào biến trở VR mà ta có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ trong một
phạm vi khá rộng từ tốc độ chậm cho đến tốc độ yêu cầu.

Hình 5.24: Mạch điều khiển tốc độ động cơ AC.

Trang 93


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

5.4 TRANZITO ĐƠN NỐI UJT - UNITJUNCTION TRANSISTOR
5.4.1. Cấu tạo của transisto đơn nối:
UJT là linh kiện bán dẫn có một tiếp xúc P-N và 3 chân cực. Nó gồm một thanh bán
dẫn Silic loại N có gắn thêm 1 miếng bán dẫn Silic loại P để tạo thành một tiếp xúc P-N.
Chân cực nối với mẩu bán dẫn P gọi là cực phát E. Hai đầu còn lại của thanh Silic loại N
được đưa ra 2 chân cực gọi là Nền 1 ( ký hiệu B1) và Nền 2 (ký hiệu B2).

a- Cấu tạo; b- ký hiệu;

c- Sơ đồ nguyên lý; d- sơ đồ tương đương của UJT
e- bố trí chân cực của UJT
Hình 5.25: Transistor ñôn noái UJT.
5.4.2 Nguyên lý làm việc của UJT.
Đặc tuyến Vôn- Ampe biểu thị quan hệ giữa dòng điện cực phát IE với điện áp trên
cực phát UE. Mối quan hệ này được biểu diễn bằng hàm sau:
IE = f(UE)

Hình 5.26: Đặc tuyến Vôn – Ampe của UJT

Trang 94


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

5.4.3. Ứng dụng:
Người ta thường sử dụng đoạn đặc tuyến điện trở âm để tạo các mạch dao động.
Cho nên UJT thường được dùng trong các mạch phóng nạp tạo xung, trong mạch
định thời các mạch báo động và quan trọng nhất là dùng để kích khởi cho đèn chỉnh lưu
Silic có điều khiển hoạt động.

Trang 95


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Bài Tập Có Lời Giải
Câu 1: Cho sơ đồ mạch điều khiển đèn Lmp1 (Lamp 1) dùng SCR1 như ở hình vẽ.
Giải thích nguyên lý hoạt động của 2 mạch điện trên khi:
a) Nhấn nút on S1.
b) Nhấn nút off S2.

Giải
a) Nhấn nút on S1.
- Khi ta nhấn nút on S1, có một dòng kích chạy từ nguồn 12V qua nút nhấn on S1,
qua điện trở R1 kích dẫn cho chân G của SCR1, SCR1 dẫn điện, bóng đèn Lmp1 sáng.
- Khi ta thả tay ra khỏi nút nhấn on S1, SCR1 vẫn tiếp tục dẫn điện, bóng đèn Lmp1
vẫn tiếp tục sáng.
- Đồng thời có một dòng điện chạy qua điện trở R3 đến nạp cho tụ C1, bản cực phía
bên phải của tụ C1 hình thành một điện áp dương, bản cực phía bên trái của tụ C1 hình
thành một điện áp âm.
b) Nhấn nút off S2.
- Khi ta nhấn nút off S2, tụ C1 xả một điện áp dương qua nút off S2 về mass, tụ C1
xả một điện áp âm đến chân A của SCR1, SCR1 sẽ ngưng dẫn, bóng đèn Lmp1 tắt.
- Khi ta thả tay ra khỏi nút nhấn off S2, SCR1 vẫn tiếp tục ngưng dẫn, bóng đèn
Lmp1 vẫn tắt.
Câu 2: Cho sơ đồ mạch điều khiển đèn Lmp1 (Lamp 1) dùng SCR1 như ở hình vẽ.
Giải thích nguyên lý hoạt động của 2 mạch điện trên khi:
a) Nhấn nút on S1.
b) Nhấn nút off S2.

Giải
a) Nhấn nút on S1:
Khi ta nhấn nút on S1, có một dòng kích chạy từ nguồn 12V qua nút nhấn on S1, qua
điện trở R1 kích dẫn cho chân G của SCR1, SCR1 dẫn điện, bóng đèn Lmp1 sáng.
Khi ta thả tay ra khỏi nút nhấn on S1, SCR1 vẫn tiếp tục dẫn điện, bóng đèn Lmp1

vẫn tiếp tục sáng.
Trang 96


Bài Giảng Điện Tử Cơ Bản

Chương 5

Đồng thời có một dòng điện chạy qua điện trở R3 đến nạp cho tụ C1, bản cực phía
bên phải của tụ C1 hình thành một điện áp dương, bản cực phía bên trái của tụ C1 hình
thành một điện áp âm.
b) Nhấn nút off S2:
Khi ta nhấn nút off S2, có một dòng kích chạy từ nguồn 12V qua nút nhấn off S2, qua
điện trở R4 kích dẫn cho chân G của SCR2, SCR2 dẫn điện, tụ C1 xả một điện áp dương
qua SCR2 về mass, tụ C1 xả một điện áp âm đến chân A của SCR1, SCR1 sẽ ngưng dẫn,
bóng đèn Lmp1 tắt.
Khi ta thả tay ra khỏi nút nhấn off S2, SCR1 vẫn tiếp tục ngưng dẫn, bóng đèn Lmp1
vẫn tắt.

CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Trình bày cấu tạo, ký hiệu và nguyên lý hoạt động của SCR?
2. Hãy giải thích về đặc tuyến Vôn-Ampe của SCR?
3. Trình bày về điều kiện để SCR dẫn điện?
4. Trình bày về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của triac?
5. Hãy vẽ đặc tuyến Vôn-Ampe và chỉ ra các vùng kích nhạy nhất cho triac trên đồ
thị?
6. Trình bày về cấu tạo, ký hiệu và đặc tuyến Vôn-Ampe của diac?
7. Trình bày về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của UJT?
8. Nêu các tham số của UJT và ứng dụng của nó?
9. Vẽ sơ đồ mạch chỉnh lưu hình tia một pha có điều khiển dùng SCR ? Vẽ dạng

sóng điện áp trên tải với góc kích bằng 450.
10. Vẽ sơ đồ mạch điều chỉnh điện áp xoay chiều trên tải dùng Triac ? Vẽ dạng
sóng điện áp trên tải với góc kích dẫn cho Triac bằng 300.

Trang 97