Bài giảng Điện tử cơ bản - Bài 2: Linh kiện tích cực

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
BÀI 2: LINH KIỆN TÍCH CỰC.
•
•
•
•

I. Chất bán dẫn.
1. Khái niệm về chất bán dẫn.
Chất bán dẫn là những chất có đặc tính dẫn điện trung gian
giữa chất dẫn điện và chất cách điện.
Chúng có điện trở suất lớn hơn chất dẫn điện rất nhiều nhưng
lại rất nhỏ so với chất cách điện.
•2. Tính chất của chất bán dẫn.
•- Chất bán dẫn bị ảnh hưởng nhiều đến tính chất dẫn điện của
nó như nhiệt độ, ánh sáng và độ thuần khiết của nó.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•3. Phân loại bán dẫn.
•- Có 2 loại chất bán dẫn đó là bán dẫn loại N mang dấu – và
bán dẫn P mang dấu +

Cấu tạo loại N

Cấu tạo loại P


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
4. Đặc điểm chung tiếp giáp P –N.
Bán dẫn loại P

Mặt tiếp xúc

Lỗ trống

Bán dẫn loại N

Điện tử
Miền điện tích không gian

•Khi các chất bán dẫn loại P, N được hình thành trong cùng một
khối thì xảy ra một sự tương tác trong đó các điện tử dư thừa bán
dẫn loại N khuếch tán sang mặt tiếp xúc để điền vào lỗ trống trong
bán dẫn loại P. Tạo thành 1 mặt tiếp xúc có rất ít điện tử thừa (có
điện trở rất lớn)


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
II. Diode.
1.. Cấu tạo.
•- Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn P – N ghép lại với nhau
tạo thành lớp tiếp giáp P-N. Hai lớp bán dẫn được nối ra ngoài cực
nối với bán dẫn P gọi là cực Anôt cực với bán dẫn N goi là Ktốt.

A

K


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

- Ký hiệu:
Anốt

Katốt

- Hình dạng của một số loại diode.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
2. Nguyên lý làm việc.
a. Phân cực thuận cho diode:

N

P

+

Vdc1

•Khi diode có điện thế Anốt cao hơn so với điện thế Katốt khi đó
diode được phân cực thuận.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•b. Phân cực ngược cho diode.
N

P

+

Vdc

•- Khi ta nối cực âm của nguồn với Anốt và cực dương của nguồn
với Katốt. Do tác dụng của nguồn ngoài làm cho bề rộng của miền
điện tích không gian tại bề mặt tiếp giáp P-N tăng lên. Hàng rào
điện áp tăng, ngăn cản các điện tử ở phía bán dẫn N sang lớp bán
dẫn P và lỗ trống từ lớp bán P sang lớp bán dẫn N.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•3. Phân loại diode.
• a, Diode tiếp điểm :
•- Diode tiếp điểm là diode có măt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P –
N rất nhỏ, hầu như thành một điểm, dùng để tách sóng. Diode này
thường có hình dạng nhỏ được bọc bởi vỏ thuỷ tinh, dùng để tách
sóng.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•b, Diode tiếp mặt :
• - Diode tiếp mặt là diode có mặt tiếp xúc giữa hai chất bán
dẫn là một mặt phẳng, thường có màu đen, bọc nhựa dùng để
nắn điện.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•4. Tác dụng của diode trong mạch điện tử.
•- Diode được dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành một

chiều để cấp nguồn cho máy hoạt động.
•- Ngoài ra diode còn được sử dụng làm mạch tách sóng để lấy tín
hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu cao tần trong Radio hoặc lấy tín hiêu
hình tổng hợp từ tín hiêu trung tần hình trong tivi. Hoặc diode còn
được mắc trong mạch trộn tần để biến đổi tín hiệu cao tần thành tín
hiệu trung tần
•- Lợi dụng đặc tính ghim áp của diode trong các mạch khuếch đại
công suất âm tần người ta thường dùng diode để phân cực cho các
TZT nhằm ổn định điện áp phân cực.
•- Dùng làm công tắc chuyển đổi trạng thái (chuyển mạch điện tử)
trong lĩnh vực điện tử số.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•5. Các thông số cơ bản của Diode.
•- Điện áp ngược cực đại Vref: là điện áp phân cực ngược lớn nhất
đưa vào diode mà không đánh thủng diode, nếu vượt quá điện áp này
diode sẽ bị hỏng.
•- Dòng điện thuận cực đại IFmax: là dòng điện lớn nhất có thể chạy
qua diode mà diode khkông bị đánh thủng, vượt quá giá trị nàydiode
sẽ bị hỏng.
•- Dòng điện thuận trung bình là dòng điện làm việc của diode
•- Điện áp thuận rơi trên diode Vf là điện áp ngưỡng của lớp tiếp giáp
P – N. Điện áp này đo được ở một dòng điện cố định.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•6. Cách xác định cực tính và chất lượng của diode.
•a. Cách xác định cực tính .
•- Sử dụng đồng hồ vạn năng(VOM)

•Ta biết thang đo ohm của đồng hồ vạn năng sử dụng nguồn Pin 1,5v hay
3v để đo điện trở Rx1, Rx10 , Rx100 Rx1k. Thường que đen nối với cực
dương của Pin và que đỏ nối với cực cực âm của Pin.
•Đặt đồng hồ ở thang X1. Đo điện trở thuận và ngược của diode có một
phép đo cho giá trị điện trở. Ứng với que đỏ là Ktôt, que đen là Anôt của
diode.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•b. Xác định chất lượng diode.
•- Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode,
nếu:
• + Đo chiều thuận que đen vào Anốt, que đỏ vào Katốt => kim lên,
đảo chiều đo kim không lên là => Diode tốt
+ Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập.
+ Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt.
+ Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút
là Diode bị dò.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•II. Các diode đặc biệt
•1. Diode ổn áp.
•a, Cấu tạo và kí hiệu quy ước.
•- Cấu tạo: Diode zener có cấu tạo giống như diode thường
nhương có nồng độ tạp chất cao hơn, thường được tạo từ tinh thể
Si.
•- Ký hiệu và hình dáng:
DZ 6.8

D
ZENER


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•Giá trị điện áp diode ổn áp đựơc thường được ghi trên thân của
diode.
•
- Do diode Zener có nồng độ tạp chất cao nên miền điện tích
không gian bị thu hẹp. Do đó khi phân cực ngược dễ dàng xảy ra
hện tượng huỷ thác hay còn gọi hiệu ứng zener làm cho điện áp ở
hai đầu diode có giá trị không đổi mặc dù dòng điện thay đổi.
Người ta thay đổi nồng độ tạp chất để tạo ra các loại diode ổn áp có
giá trị điện áp khác nhau: ví dụ 5V, 7.5V, 6V, 6.8V, 8V, 9V, 12V...
•
- Khi phân cực thuận thì diode ổn áp có đặc tính giống diode
thường.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•b, Ứng dụng của diode ổn áp:
• Được ứng dụng dùng để ổn định điện áp.
•
+ Khi điện áp tác dụng dưới mức Vz của diode ổn áp thì điện
áp trên diode bằng điện áp tác dụngvà không có dòng điện chạy qua
diode ổn áp.
•
+ Khi điện áp tác dụng lớn hơn điện áp Vz của diode zener,
thì dòng điện bắt đầu chảy qua diode và điện áp ra được ghim tại giá
tri Vz của diode, điện áp còn lại sụt trên R.

R

+

E

Dz

Rt


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
2. Diode quang.
• a, Cấu tạo:
•Gồm hai lớp bán dẫn P và N ghép với nhau, nhưng vỏ bọc cách
điện có một miếng thuỷ tinh hay chất dẻo trong suất để thu nhận
ánh sáng chiếu vào lớp tiếp giáp.
•b, Tính chất.
•- Khi không có ánh sáng chiếu vào, diode được phân cực ngược,
dòng điện ngược rất nhỏ. Khí có ánh sáng chiếu vào lớp tiếp giáp
PN làm nội trở của diode giảm dòng điện ngược tăng lên tỷ lệ
với cường độ ánh sáng.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•- Ký hiệu và hình dáng:
D

A

K

•c, Ứng dụng: Thường được ứng dụng trong các mạch tự động
điều khiển, mạch đếm sản phẩm, trong hệ thống báo cháy, các
cảm biến trong máy VCD, CD…


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•3. Diode phát quang (Light Emiting Diode: LED).
•a, Cấu tạo:
•Diode phát quang có cấu tạo giống diode thường nhưng được
dùng chất bán dẫn đặc biệt như Ga (gallium), As khi có dòng
điện chạy qua diode tại lớp tiếp giáp P - N phát ra ánh sáng. Tuỳ
theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu sắc khác nhau.

D
LED
A
A

K

A
K

A đôi
LED


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

- Mach phân cực cho đèn LED.
R
1k

+ V1
10V

D

•Ứng dụng:
•LED Thường được dùng trong các mạch hiển thị, mạch quảng
cáo, cho biết trạng tháI của mạch như báo nguồn, báo mức
logic,….


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
III. TRANSISTOR.
• Khái niệm:
• - Transistor là linh kiện điện tử được cấu tạo từ các chất bán
dẫn dùng để khuếch đại tín hiệu, làm công tắc điện tử.
•2. Cấu tạo:
• *Gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp
P-N. Nếu ghép theo thứ tự PNP ta có Transitor thuận, nếu ghép
theo thứ tự NPN ta có Transitor nghich. Về phuơng diện cấu tạo thì
Transitor tương đương với hai Điode có dấu ngược chiều nhau


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•*Nguyên tắc hoạt động của Transitor:
•Đối với NPN ta xét hoạt động của nó theo hình vẽ sau

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•Ta cấp nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó cực C
nối với (+) còn cực E nối (-) như hình vẽ.
•Ta cấp nguồn UBE đi qua công tắc và hạn trở dòng vào hai cực
B và E trong đó (+) vào chân B còn (-) vào chân E .
•Khi ta mở công tắc ta thấy rằng khi hai cực C và E đã có dòng
điện nhương đèn lại không sáng lúc này dòng qua C =0
•Khi công tắc đóng mối P_N được phân cực thuận do đó có dòng
điện chạy từ (+) nguồn UE B qua công tắc rồi qua mối BE về cực
âm tạo thành dòng baso .Khi dòng bazơ xuất hiện thì ngay lập tức
cũng có dòng C làm cho bóng đèn sáng và dòng C mạnh hơn gấp
nhiều lần dòng B. Do đó dòng C phụ thuộc hoàn toàn vào dòng B
được tính theo công thức :


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•* Hình dạng và ký hiệu của Transitor


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
•* Kí hiệu trên transistor và loại transistor.
•Hiện nay trên thị trường phổ biến với 3 loại Transitor với 3 hãng sản
suất : Nhật Bản , Trung Quốc , Mỹ.

•+ Nhật Bản thì trên Transitor chữ đầu tiên Thường là các chữ cái A,
B, C, D. sau au đó là các là chữ cái A , B là transitor
thuận PNP còn Transitor nào có bắt đầu bằng chữ cái C, D là Transitor
nghịch NPN . Tran có

chữ cái là A , C là Tran có công suất lớn. Còn B, D là tran có công suất
nhỏ và tần số làm việc
thấp hơn.
số .nh− D846 , A 564 , C1815, B7333 .Transitor nào có bắt đầu