Tài liệu Thiết bị điện và điện tử sử dụng trên ô tô P2 pdf

1. Chất bán dẫn
Chất bán dẫn là một loại vật liệu có điện trở cao hơn điện trở của các dây dẫn tốt như
đồng hoặc sắt, nhưng thấp hơn điện trở của các chất cách điện như cao su hoặc thuỷ tinh.
Hai loại vật liệu bán dẫn được sử dụng phổ biến nhất là Germani (Ge) và Silic (Si).Tuy
nhiên trong trạng thái tinh khiết của chúng, các ch
ất này không thích hợp với việc sử
dụng thực tế của các chất bán dẫn.Vì lý do này chúng phải được pha với chất phụ gia, đó
là một lượng nhỏ của các tạp chất phải thêm vào để nâng cao công dụng thực tế của
chúng.
Các đặc tính của chất bán dẫn:
- Khi nhiệt độ của nó tăng lên, điện trở của nó giảm xuống.
- Tính dẫn điện của nó tă
ng lên khi được trộn với các chất khác.
- Điện trở của nó thay đổi khi có tác dụng của ánh sáng, từ tính hoặc các ứng suất cơ
học.
- Nó phát sáng khi đặt điện áp vào, v.v...
Có thể chia các chất bán dẫn thành hai loại: Loại N và loại P.

Hình 31. Chất bán dẫn loại N và loại P
- Các chất bán dẫn loại N: Một chất bán dẫn loại N gồm có một chất nền là silic (Si)
hoặc germani (Ge), đã được pha tr
ộn với một lượng nhỏ asen (As) hoặc phốtpho (P) để
cung cấp cho nó nhiều điện tử tự do, có thể chuyển động dễ dàng qua silic hoặc germani
để tạo ra dòng điện. Chữ "n" của chất bán dẫn loại n có nghĩa là "âm"
Hình 32. Hoạt động của diode
Một số l
- Diode
- Diode
- LED (
d
- Photo D

Hình 23
- Khi c
ự
dương c
do của c
vực nối
dòng đi
ệ
- Khi đả
ắcquy hú
hút lẫn n
tử tự do
chạy qu
a
2.1 Diod
Diode th
một điện
loại diode:
chỉnh lưu t
h
Zener
diode phát s
Diode
cho thấy
d
ực dương (+
của chất bán
chất bán dẫ
p-n. Do đ
ó

ện chạy qua
ảo ngược cá
út lẫn nhau
nhau, vì thế
hoặc các l
a.
de thường
hường làm c
n áp tối thiể
- Các c
gồm có
trộn vớ
các điệ
ngược
ngh
ĩa l
2. Diod
Các dio
nhau.
hường
sáng)
dòng điện ch
+) của ắc qu
n dẫn loại P
n loại N và
ó các điện tử
a khu vực n
ác cực ở ắc
, và các điệ
ế kéo xa khỏ

ỗ dương đư
cho dòng đi
ểu để dòng đ
chất bán dẫ
ó một chất n
ới gali (Ga)
ện tử "khuyế
với các điệ
là "dương".
de
ode bán dẫn
hạy qua mộ
uy được nố
P và cực dư
à cực âm củ
ử tự do và c
ối p-n.
cquy, các lỗ
ện tử tự do c
ỏi khu vực n
ược tạo nên
iện chỉ chạy
điện chạy từ
ẫn loại P: M
nền là silic
hoặc Indi
(
ết" và vì cá
n tử tự do.
n bao gồm c

ột diode như
i với phía P
ương của ắc
ủa ắcquy đẩ
các lỗ dươn
ỗ dương củ
của chất bá
nối p-n. Kế
n ở khu vực
y theo một
ừ phía p san
Mặt khác, m
(Si) hoặc g
(In) để tạo r
ác tích điện
Chữ "p" c
ủ
chất bán dẫ
ư thế nào.
P và cực âm
c quy đẩy lẫ
ẩy lẫn nhau
ng này hút l
ủa chất bán
án dẫn loại n
ết quả là, mộ
c nối p-n, v
chiều: từ p
h
ng phía n.

một chất bán
ermani (Ge
ra "các lỗ",
dương chạ
y
ủa chất bán
ẫn loại N và
m (-) nối vớ
ẫn nhau. V
u, vì vậy đẩ
lẫn nhau, n
dẫn loại p
n và cực dư
ột lớp khôn
ì vậy ngăn
hía p sang p
n dẫn loại p
e) đã được p
có thể coi l
y theo chiều
dẫn loại P c
à loại P nối v
ới phía N, c
Và các điện
ẩy chúng về
như vậy làm
và cực âm
ương của ắc
ng chứa các
chặn dòng

phía n. Cần
p
pha
là
u
có
với
ác lỗ
tử tự
ề khu
m cho
m của
c quy
điện
điện
có
- Diode silic (A) : khoảng 0,7V
- Diode germani (B) : khoảng 0,3V

Hình 33. Diode thường
Dòng điện này sẽ không chạy nếu một điện áp được đặt vào chiều ngược lại (từ phía
N sang phía P). Mặc dù một dòng điện cực nhỏ chạy thực tế, gọi là dòng điện rò ngược
chiều, nó được xử lý như không chạy vì nó không tác động đến hoạt động của mạch thực.
Tuy nhiên nếu điện áp rò ng
ược chiều này được tăng lên đầy đủ, cường độ của dòng điện
cho phép đi qua bởi diode sẽ tăng lên đột ngột. Hiện tượng này được gọi là đánh thủng
diode, và điện áp này được gọi là điện áp đánh thủng.
Chức năng chỉnh lưu:
- Điện áp chỉnh lưu bán kỳ:
Điện áp từ máy phát AC được đặt vào một diode.

Vì điệ
n áp được ở đoạn (a), (b) được đặt vào diode theo chiều thuận, dòng điện sẽ chạy
qua diode này. Tuy nhiên, điện áp được đọan (b), (c) được đặt vào diode này theo chiều
ngược, nên dòng điện không được phép đi qua diode này. Vì chỉ có một nửa dòng điện do
máy phát sinh ra được phép đi qua diode này.

- Chỉ
Hình 35
Khi cực
trên của
như thể
luôn chỉ
Ví dụ v
ề
ỉnh lưu toàn
5. Ứng dụng
A của máy
hình minh
hiện ở sơ
đ
chạy về mộ
ề ứng dụng
H
n kỳ:
g diode
y phát là dươ
họa (2). Kh
đồ dưới của
ột chiều qu
g:

Hình 34. H
ơng, cực B
hi sự phân c
hình minh
a điện trở
R

Hoạt động ch
là âm, và d
cực của các
họa (2). Đi
R.
hỉnh lưu
dòng điện c
c đầu này ng
ều này có n
chạy như th
gược lại, dò
nghĩa là dòn
hể hiện ở sơ
òng điện chạ
ng điện ra lu
ơ đồ
ạy
uôn
Các diode nắn dòng thường được sử dụng nhcác bộ chỉnh lu cho các máy phát điện
xoay chiều
2.2 Diode Zener
2.2.1. Mô tả

Hình 36. Diode Zenner
Diode Zenner cho phép dòng điện chạy qua theo chiều thuận giống như diode thường.
Tuy nhiên, nó cũng có thể cho dòng điện ngược đi qua trong một số trường hợp.
2.2.2. Các đặc điểm


Hình 37. Hoạt động của diode Zenner
Các diod
dụng tro
xuyên, b
2.3 LED
2.3.1. M
LED là m
điện đi q
màu đỏ,
2.3.2.
C
Các LED
- Phát nh
- Phát án
- Phản ứ
de Zener đư
ong bộ tiết c
bằng cách g
D (Diode ph
Mô tả
một diode l
qua theo m
vàng và x
a

Các đặc điể
D có các đặ
hiệt ít hơn v
nh sáng tốt
ứng với điện
ược sử dụn
chế cho má
gắn diode Ze
hát sáng)
liên kết p-n
ột chiều thu
anh lục.
ểm
ặc điểm sau
và có tuổi th
với mức tiê
n áp thấp (tố
Dòng
qua
m
điện c
đầu Ze
này đư
thay đ
như th
điện á
mục đ
Hình
2.2.3.
ng cho các m

áy phát điện
ener vào m
n cũng giốn
uận, các LE
:
họ dài hơn
êu thụ điện
ốc độ phản
điện chạy t
một diode Ze
chạy theo ch
enner lớn h
ược gọi là đ
đổi trong thự
hế nào. Một
áp hoạt động
đích của nó.
38. Ứng d
ụ
Ví dụ về ứ
mục đích kh
n xoay chiều
ột mạch điệ
ng như diod
ED có thể p
các bóng đi
thấp.
ứng nhanh
)
theo chiều t

ener như mộ
hiều ngược
hơn điện áp
điện áp Zen
ực tế, bất kể
t diode Zen
g khác nhau

ụng của diod
ứng dụng
hác nhau, q
u. Điện áp
ện.
de thường. N
phát sáng v
iện thường.
).
thuận từ phí
ột diode thư
lại khi điện
hoạt động c
ner, nó giữ n
ể cường độ
er có thể ấ
n
u tuỳ theo s
de Zenner
quan trọng
ra được đi
ề

Nó phát sán
với các màu
.
ía p sang ph
ường. Một d
n áp đặt vào
của nó. Điề
nguyên khô
của dòng
đ
n định với c
sự áp dụng h
nhất là đượ
ều chỉnh thư
ng khi một d
u khác nhau
hía n
dòng
o hai
ều
ng
điện
các
hoặc
ợc sử
ường
dòng
u như

Hình 39. LED
2.3.3. Ví dụ về ứng dụng
Các LED được sử dụng trong các loại đèn phanh lắp trên cao và các đèn báo, v.v...
2.4 Diode quang
2.4.1. Mô tả
Diode quang là diode liên kết p-n gồm có một chất bán dẫn và một thấu kính. Nếu đặt
một điện áp ngược chiều vào diode quang được chiếu ánh sáng, thì một dòng điện ngược
chiều sẽ chạy qua. Cường độ của dòng điện này sẽ thay đổi theo tỷ
lệ thuận với lượng ánh
sáng rơi trên diode quang này. Nói khác đi, diode quang có thể xác định cường độ ánh
sáng bằng cách phát hiện cường độ của dòng điện ngược khi đặt điện áp ngược.