Vật liệu và linh kiện bán dẫn Các loại diode

NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH
1.
2.
3.
4.

Diode là gì?
Diode chỉnh lưu
Diode Schottky
Diode Cao tần

5.
6.
7.
8.

Diode Zenner
Diode Quang
LED
Diode Lazer


1.1 Định Nghĩa:
• Nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta
được một Diode.


1.2 Quan điểm phân loại
• Theo đặc điểm cấu tạo có loại diode tiếp điểm, diode tiếp
mặt, loại vật liệu sử dụng: Ge hay Si.

• Theo tần số giới hạn fmax có loại diode tần số cao, diode
tần số thấp.

• Theo công suất Pacf có loại diode công suất lớn, côngsuất
trung bình hoặc công suất nhỏ (IAcf < 300mA)

• Theo nguyên lý hoạt động hay phạm vi ứng dụng có các
loại diode chỉnh lưu, diode ổn định điện áp (Diode
Zener),diode biến dung (Varicap), diode sử dụng hiệu ứng
xuyên hầm (diode Tunen)….


1.3 Các thông số cần lưu ý:
• Khi sử dụng 1 diode ra cần chú ý:
•
•
•
•

VF : điện thế áp thuận tối đa.
VBR ( PRV hoặc PIV): điện thế nghịch tối đa.
IF : dòng thuận tối đa.
IR : dòng nghịch tối đa.


2.DIODE CHỈNH
LƯU


2.1. Cấu tạo:

• Diode chỉnh lưu có cấu tạo gồm 2
mẫu bán dẫn là bán dẫn p và n tiếp
xúc điểm với nhau

• -> Hình thành lớp chuyển tiếp p-n
=> chỉ cho dòng điện chạy qua theo
chiều từ mẫu p sang mẫu n; còn
chiều ngược lại thì U rất nhỏ (coi
như ko có).


2.2. Phân cực thuận:
• Phân cực thuận:Khi ta cấp điện vào diode, dưới tác
dụng tương tác của điện áp, miền cách điện giảm
bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện.


2.3. Phân cực ngược:
• Khi phân cực ngược cho Diode miền cách điện càng rộng ra
và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp. Diode có thể
chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới
bị đánh thủng.


2.4. Ứng dụng:
•
•
•
•

Trong kĩ thuật điện tử (các bo,mạch, thiết bị điện tử)
Mạch chỉnh lưu tách sóng trong radio AM.
Chỉnh lưu nhạy pha: các mạch tách sóng trong radio FM.
Ngoài ra còn dùng trong nhiều mạch khác như: mạch chống
chảy ngược dòng, mạch logic "và" hay "hoặc", mạch lựa
chọn tín hiệu cao nhất, thấp nhất trong điều khiển tự động...
Một số trường hợp, diode chỉnh lưu có thể được dùng như
một cảm biến đo nhiệt độ.


3. Diode schottky


3.1. Định nghĩa:
• Một loại diode dùng để đóng, mở mạch điện
nhanh với một điện thế kích hoạt thuận nhỏ
khoảng , 0.15 V đến 0.45 V

• Diode Schottky khắc phục được hiện tượng
ngưng dẫn khi thay đổi từ phân cực thuận
sang nghịch ở tần số đạt ngưỡng.


3.2. Tính Chất
• Diode Schottky dùng kim loại bán dẫn điện thay vì chỉ bán
dẩn điện thường cho nên khi dẩn điện chỉ cần một điện thế
kích hoạt nhỏ hơn điện thế kích hoạt thuận của diode Bán
Dẩn rất hửu dụng trong việc Đóng mở mạch điện cực
nhanh

• Diode giúp cho mạch điện hoạt động hiệu quả cực cao
• Giới hạn của Diode Schottky là dòng điện nhiểu (Leak
Current) trong vùng nghịch gây ra một một năng lượng
nhiệt thất thoát.


3.3. Ứng Dụng
• Diode Schottky hữu dụng trong việc chỉnh dòng
điện với một điện thế kích hoạt nhỏ, ổn điện tại một
cường độ.

• Diode Schottky hữu dụng trong việc Đóng , Mở
mạch điện nhanh hửu dụng trong những Bộ Phận
RF như Bộ Trộn (mixers) và Bộ Dò (detectors).


4.DIODE
CAO TẦN


4.1. Cấu tạo
_ Có cấu tạo tương tự như diod chỉnh lưu, gồm
1 chuyển tiếp p-n được đặt ở trong vỏ linh
kiện và được kết nối với bên ngoài bằng các
chân linh kiện.
_ Thay vì tiếp xúc mặt như diod chỉnh lưu, diod
cao tần chỉ tiếp xúc điểm ở tại lớp chuyển tiếp
p-n nên nó còn được gọi là diod điểm.

P

N
Đặc điểm của diode tiếp điểm:
+ Tiếp giáp PN rất nhỏ
+ Dòng điện đi qua diode nhỏ
+ Điện dung nhỏ
+ Cho tần số cao dễ đi qua
+Điện thế thấp

KL IIIA
Cỡ µm


4.2. Phân cực thuận và ngược
Tương tự như diode chỉnh lưu

Phân cực thuận

Phân cực nghịch


4.3. Đặc tuyến Volt-Ampe


Kết luận:
Diode cao tần có nhiệm vụ như diode chỉnh
lưu nhưng do lớp p-n là tiếp xúc điểm nên nó
chỉ hoạt động ở tần số cao ( đây là điểm khác
biệt cơ bản giữa diode chỉnh lưu và diode cao

tần)


4.4. Ứng dụng
_ Được sử dụng trong mạch tách sóng radio, tivi,…
_ Ngoài ra nó còn được sử dụng trong mạch logic,
mạch số


5.Diode zener
- Cấu tạo: Diode zener cấu tạo từ hai chất bán
dẫn P, N ghép lại với nhau (tương tự như
diode thường, nhưng có nồng độ tạp chất đặc
biệt).
- Ký hiệu:


5.1. Nguyên lý hoạt động
+ Phân cực thuận: Khi diode zener được phân cực
thuận nó hoạt động như diode thông thường.
+ Phân cực ngược: Trong các diode thông thường
hiện tượng đánh thủng sẽ làm hỏng diode, nhưng
trong các diode zener do được chế tạo đặc biệt và khi
làm việc mạch ngoài có điện trở hạn chế dòng ngược
(không cho phép nó tăng quá dòng ngược cho phép)
nên diode luôn làm việc ở chế độ đánh thủng nhưng
không hỏng


• Điện áp ổn định Uz (điện áp Zener) là điện áp ngược

đặt lên diode làm phát sinh ra hiện tượng đánh
thủng. Trên thực tế đối với mọi diode zener chỉ có
một khoảng rất hẹp mà nó có thể ổn định đượcDiode
được


• Ứng dụng trong các mạch ổn áp có dòng nhỏ.
Thường chế tạo diode zener có điện áp từ vài vôn
đến vài chục vôn


Linh kiện quang
• Khái niệm:Một linh kiện bán dẫn có khả năng
hấp thụ hoặc phát xạ sóng ánh sáng .

• Các linh kiện loại này được chia làm hai
loại:phát điện quang học, phát quang học .

• Trong một linh kiện quang điện tử luôn luôn có
sự trao đổi năng lượng giữa tia sóng và vật chất.

• Tia sóng được đặc trưng bởi bước sóng, vật chất
được đặc trưng bằng độ rộng vùng cấm .