GIÁO TRÌNH MÔN KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ

CHƢƠNG 1 .........................................................................................................................8
LINH KIỆN ĐIỆN TỬ .......................................................................................................8
1.1. LINH KIỆN THỤ ĐỘNG..................................................................................................8
1.1.1. Điện trở ...............................................................................................................8
1.1.1.1. Khái niệm chung ..........................................................................................8
1.1.1.2. Các tham số kỹ thuật đặc trƣng của điện trở ................................................8
1.1.1.3. Cách đọc trị số của điện trở .........................................................................9
1.1.2. Tụ điện...............................................................................................................12
1.1.2.1. Khái niệm chung ........................................................................................12
1.1.2.2. Các tham số cơ bản của tụ điện .................................................................12
1.1.2.3. Phân loại .....................................................................................................13
1.1.2.4. Cách đọc trị số của tụ. ................................................................................15
1.1.3. Cuộn dây ...........................................................................................................16
1.1.3.1. Khái niệm chung. .......................................................................................16
1.1.3.2. Các tham số ................................................................................................16
1.1.3.3. Phân loại .....................................................................................................17
1.1.3.4. Cách đọc trị số cuộn cảm ...........................................................................18
1.2. DIODE BÁN DẪN ........................................................................................................20
1.2.1. Mặt ghép P-N ....................................................................................................20
1.2.1.1. Chất bán dẫn thuần .....................................................................................20
1.2.1.2. Chất bán dẫn tạp chất .................................................................................21
1.2.1.3. Mặt ghép P-N và tính chất chỉnh lƣu .........................................................23
1.2.2. Diode bán dẫn ...................................................................................................27
1.2.2.1. Cấu tạo và ký hiệu của diode .....................................................................27
1.2.2.2. Nguyên lý hoạt động và đặc trƣng Vôn-Ampe của diode .........................27
1.2.2.3. Phân loại .....................................................................................................29
1.2.3. Một số ứng dụng của Diode ..............................................................................32
1.2.3.1. Mạch chỉnh lƣu nửa chu kỳ........................................................................32
1.2.3.2. Mạch chỉnh lƣu 2 nửa chu kỳ.....................................................................32
1.2.3.3. Mạch nhân áp .............................................................................................34
3.1. TRANSISTOR LƢỠNG CỰC (BJT) ...............................................................................35

1.3.1. Cấu tạo, ký hiệu và nguyên lý hoạt động của transistor ...................................35
1.3.1.1. Cấu tạo, ký hiệu .........................................................................................35
1.3.1.2. Nguyên lý hoạt động của Transistor ..........................................................36
1.3.1.3. Tham số của Transistor ..............................................................................38
1.3.2. Các cách mắc cơ bản của Transistor................................................................38
4


1.3.2.1. Mạch Base chung (BC) ..............................................................................39
1.3.2.2. Mạch Emitter chung ( EC) .........................................................................40
1.3.2.3. Mạch Collector chung ( CC) ......................................................................42
1.3.3. Phân cực cho BJT .............................................................................................44
1.3.3.1. Đƣờng tải tĩnh và điểm làm việc tĩnh ........................................................44
1.3.3.2. Mạch phân cực cố định ..............................................................................44
1.3.3.3. Mạch phân cực ổn định cực Emitter ..........................................................47
1.3.3.4. Mạch phân cực phân áp .............................................................................50
1.3.3.5. Mạch phân cực hồi tiếp âm điện áp ...........................................................51
1.4. TRANSISTOR TRƢỜNG (FET) ....................................................................................53
1.4.1. Giới thiệu chung ................................................................................................53
1.4.2. Cấu tạo và đặc tính của JFET ..........................................................................54
1.4.2.1. Cấu tạo và ký hiệu ......................................................................................54
1.4.2.2. Nguyên lý hoạt động ..................................................................................55
1.4.3. Cấu tạo đặc tính của MOSFET .........................................................................58
1.4.3.1. Cấu tạo và ký hiệu của MOSFET kênh liên tục.........................................58
1.4.3.2. Cấu tạo và ký hiệu của MOSFET kênh gián đoạn (cảm ứng). ..................60
1.5. PHÂN CỰC CHO FET .................................................................................................61
1.5.1. Giới thiệu ..........................................................................................................61
1.5.2. Mạch phân cực cố định .....................................................................................62
1.5.3. Mạch tự phân cực..............................................................................................63
1.5.4. Mạch phân cực phân áp ...................................................................................66

1.5.5. Các loại MOSFET kênh đặt sẵn .......................................................................68
1.5.6. Các loại MOSFET kênh cảm ứng .....................................................................69
1.6. CÁC DỤNG CỤ BÁN DẪN KHÁC ..................................................................................73
1.6.1. Transistor một chuyển tiếp (UJT: Unijunction Transistor) ..............................73
1.6.1.1. Cấu tạo và ký hiệu ......................................................................................73
1.6.1.2. Nguyên lý hoạt động ..................................................................................73
1.6.1.3. Ứng dụng của UJT .....................................................................................75
1.6.2. Thyristor (SCR: Silicon Controlled Rectifier) ..................................................76
1.6.2.1. Cấu tạo và ký hiệu ......................................................................................76
1.6.2.2. Nguyên lý hoạt động ..................................................................................76
1.6.2.3. Ứng dụng của Thyristor .............................................................................78
1.6.3. Triac, Diac ........................................................................................................78
1.6.3.1. Triac (Triode for Alternating Curent) ........................................................78
1.6.3.2. Diac ............................................................................................................80
1.6.4. Các linh kiện quang điện tử ..............................................................................81
1.6.4.1. Khái niệm chung ........................................................................................81
5


1.6.4.2. Điện trở quang............................................................................................81
1.6.4.3. Diode quang ...............................................................................................83
1.6.4.4. Diode phát quang (LED) ............................................................................83
1.6.4.5. Transistor quang .........................................................................................85
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ...................................................................................................87
CHƢƠNG 2 .......................................................................................................................91
MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ TẦN SỐ THẤP ...........................................91
2.1. KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG TRANSISTOR LƢỠNG CỰC ...................................91
2.1.1. Giới thiệu ..........................................................................................................91
2.1.2. Các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ ....................................................................92
2.1.2.1. Mạch Emitter chung (EC) ..........................................................................92

2.1.2.2. Mạch Collector chung ................................................................................94
2.1.2.3. Mạch Base chung BC ................................................................................95
2.2. CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG FET ...................................................97
2.2.1. Giới thiệu ..........................................................................................................97
2.2.2. Mơ hình của FET ở chế độ tín hiệu nhỏ ...........................................................97
2.2.2.1. Cách xác định gm bằng phƣơng pháp hình học (hình 2.10) .......................98
2.2.2.2. Tính gm bằng biểu thức tốn học ................................................................99
2.2.2.3. Ảnh hƣởng của ID tới gm ..........................................................................100
2.2.2.4. Trở kháng vào ZV của FET ......................................................................100
2.2.2.5. Trở kháng ra Zr.........................................................................................101
2.2.2.6. Mạch tƣơng đƣơng của FET ở chế độ xoay chiều ...................................101
2.2.3. Sơ đồ phân cực cố định của JFET ..................................................................102
2.2.4. Sơ đồ tự phân cực JFET..................................................................................104
2.2.5. Sơ đồ phân áp JFET ........................................................................................108
2.2.6. Sơ đồ lặp cực nguồn ........................................................................................109
2.2.7. Sơ đồ JFET cổng chung ..................................................................................111
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP .................................................................................................114
CHƢƠNG 3 ..................................................................................................................1166
KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN .....................................................................................117
3.1. CÁC ĐẶC TÍNH VÀ THAM SỐ CƠ BẢN .......................................................................117
3.1.1. Các khái niệm cơ bản ......................................................................................117
3.1.2. Đặc tuyến truyền đạt .......................................................................................118
3.2. CÁC SƠ ĐỒ CƠ BẢN CỦA BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN ..........................................118
6


3.2.1. Bộ khuếch đại đảo ...........................................................................................118
3.2.2. Mạch khuếch đại không đảo ...........................................................................120
3.2.3. Mạch cộng .......................................................................................................120
3.2.3.1. Mạch cộng đảo .........................................................................................120

3.2.3.2. Mạch cộng không đảo ..............................................................................121
3.2.4. Mạch trừ ..........................................................................................................121
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP .................................................................................................125
CHƢƠNG 4 .....................................................................................................................128
MẠCH NGUỒN CUNG CẤP ........................................................................................128
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................................................128
4.2. BIẾN ÁP NGUỒN VÀ MẠCH CHỈNH LƢU ....................................................................128
4.2.1. Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ .............................................................................129
4.2.2. Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ ................................................................................129
4.2.2.1. Chỉnh lƣu hai nửa chu kì sử dụng hai diode ............................................129
4.2.2.2. Chỉnh lƣu hai nửa chu kỳ sử dụng mạch chỉnh lƣu cầu ...........................130
4.2.2.3. Mạch bội áp ..............................................................................................130
4.3. TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC...........................................................................................131
4.3.1. Bộ lọc dùng tụ điện .........................................................................................132
4.3.2. Bộ lọc RC ........................................................................................................135
4.4. MẠCH ỔN ÁP ...........................................................................................................137
4.4.1. Mạch ổn áp dùng diode zener .........................................................................137
4.4.2. Mạch ổn áp dùng transistor ............................................................................140
4.4.2.1. Mạch ổn áp nối tiếp ..................................................................................140
4.4.2.2. Ổn áp song song .......................................................................................144
4.4.3. Ổn áp dùng IC .................................................................................................146
4.4.3.1. Ổn áp cố định dòng IC .............................................................................146
4.4.3.2. Ổn áp dùng IC có thể điều chỉnh đƣợc điện áp ra ....................................147
4.4.4. Một số mạch ổn áp khác dùng IC ...................................................................148
4.4.4.1. Mạch tăng dòng ra....................................................................................148
4.4.4.2. Mạch tăng điện áp ra ................................................................................148
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP .................................................................................................149
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................................151

7

Chƣơng 1
Linh kiện điện tử
1.1. Linh kiện thụ động
1.1.1. Điện trở
1.1.1.1. Khái niệm chung
-

Điện trở là linh kiện dùng để ngăn cản dịng điện trong mạch.

R

R

Hình 1.1: Hình dạng và ký hiệu điện trở

Đơn vị đo điện trở: Để đặc trƣng khả năng cản trở dịng điện nhiều hay ít, ngƣời
ta dùng đơn vị đo điện trở là  (Ôm), k (Kilơ Ơm), M (Mêga Ơm)…
1M = 103k = 106
1.1.1.2. Các tham số kỹ thuật đặc trưng của điện trở
Để đánh giá và lựa chọn điện trở ta phải dựa vào các tham số của nó. Các tham
số gồm có:
a)

Trị số điện trở và dung sai

+ Trị số của điện trở là tham số cơ bản, và yêu cầu trị số điện trở phải ổn định,
ít thay đổi theo nhiện độ, độ ẩm, v.v... Trị số của điện trở phụ thuộc vào vật liệu cản
điện, vào kích thƣớc của điện trở và nhiệt độ môi trƣờng.

+ Dung sai hay sai số của điện trở: Dung sai biểu thị mức độ chênh lệch của trị
số thực tế của điện trở so với trị số danh định và đƣợc tính theo %.
b)

Cơng suất tiêu tán cho phép (Pttmax)

Khi có dịng điện chạy qua, điện trở tiêu tán năng lƣợng điện dƣới dạng nhiệt
một công suất là:
Ptt  R.I 2 

U2
[W ]
R

(1.1)

8


Công suất tiêu tán cho phép của điện trở Pttmax là cơng suất điện cao nhất mà
điện trở có thể chịu đựng đƣợc, nếu quá mức đó điện trở sẽ nóng cháy và khơng dùng
đƣợc.
Ptt max  R.I 2 max 

U 2 max
[W ]
R

(1.2)

c) Hệ số nhiệt của điện trở: TCR
Hệ số nhiệt của điện trở biểu thị sự thay đổi trị số của điện trở theo nhiệt độ môi
trƣờng và đƣợc tính theo cơng thức:
TCR 

1 R 6
10 [ ppm/ o c]
R T

(1.3)

trong đó:
R: là trị số của điện trở
R: là đại lƣợng thay đổi của trị số điện trở khi nhiệt độ thay đổi một lƣợng là
T.
TCR: là trị số biến đổi tƣơng đối tính theo phần triệu của điện trở trên 1oC (viết
tắt là ppm/oC)
.
1.1.1.3. Cách đọc trị số của điện trở
Cách đọc trị số của điện trở tuỳ thuộc vào cách biểu diễn điện trở.


Ghi bằng số và chữ

Thƣờng ghi các chữ R, K, M. Chữ R ứng với đơn vị , chữ K ứng với đơn vị
k, chữ M ứng với đơn vị M. Vị trí của chữ thể hiện vị trí của dấu phẩy trong chữ số
thập phân.

9

Đặc biệt đối với điện trở dán: Điện trở dán dùng 3 chữ
số in trên thân linh kiện để chỉ giá trị của điện trở. 2 chữ số
đầu là giá trị thông dụng và số thứ 3 là số mũ của mƣời (số
các số 0 thêm vào).
Biểu thị trị số điện trở bằng các vòng màu
Bảng quy luật màu
4 vạch màu

Đen
Nâu
Đỏ
Cam
Vàng
Xanh lá
Xanhcây
lam
Tím
Xám
Trắng
Nhũ vàng

Nhũ bạc

5 vạch màu

Thƣờng dùng 4 vịng hoặc 5 vòng để biểu diễn. Các quy định màu đối với điện
trở 4 vòng màu nhƣ sau:
Vòng 1, 2 là vòng giá trị.
Vòng 3 là vòng biểu thị số luỹ thừa của 10.

Vòng 4 là vòng sai số.
Để xác định thứ tự vòng màu căn cứ vào ba đặc điểm:
-

Vòng 1 gần đầu điện trở nhất.

-

Tiết diện vòng cuối cùng là lớn nhất.
10


-

Vịng 1 khơng bao giờ là nhũ vàng, nhũ bạc.

Hình 1.2: Ví dụ xác định giá trị điện trở 4 vòng màu

Trƣờng hợp điện trở 3 vòng màu (vòng 4 trùng với thân điện trở) có sai số 20%.
Với điện trở 5 vòng màu gồm 3 vòng giá trị, vòng 4 biểu thị số luỹ thừa của 10,
vòng 5 biểu thị sai số.

Hình 1.3: Ví dụ xác định giá trị điện trở 5 vòng màu



Biến trở
Biến trở là điện trở có giá trị thay đổi đƣợc.
Ký hiệu trên mạch:
VR

Hình 1.4: Ký hiệu và hình dạng của biến trở

Biến trở có hai dạng: Điện trở biến đổi và chiết áp:
11


Điện trở biến đổi đƣợc chế tạo nhƣ điện trở khơng đổi nhƣng có thêm con trƣợt
để thay đổi trị số. Chiết áp cũng là điện trở biến đổi.
1.1.2. Tụ điện
1.1.2.1. Khái niệm chung
Tụ điện là một linh kiện có khả năng phóng nạp điện tích.
Cấu tạo chung gồm hai bản cực làm bằng kim loại đặt song song, cách điện với
nhau, môi trƣờng giữa 2 bản cực này đƣợc gọi là điện môi. Từ hai bản cực nối với hai
dây dẫn ra ngoài làm hai chân tụ, toàn bộ đặt trong vỏ bảo vệ.
Bản cực
Chân tụ
Vỏ bọc

Chất điện mơi

Hình 1.5a: Cấu tạo của tụ điện

Ký hiệu của tụ trên mạch điện:
C
+
Tụ có điện dung thay đổi

Tụ thƣờng

Hình 1.5b: Ký hiệu của tụ điện

Để đặc trƣng cho khả năng phóng nạp điện tích của tụ điện ngƣời ta đƣa ra khái
niệm điện dung. Đơn vị đo điện dung là F, F, nF, pF…
1F = 106F =109nF = 1012pF
1.1.2.2. Các tham số cơ bản của tụ điện
Mỗi một loại tụ điện đều có các tham số kỹ thuật để giúp ta lựa chọn và sử dụng
tụ điện một cách tốt nhất. Tụ điện gồm có các tham số chính sau:
a)

Trị số điện dung và dung sai

+ Trị số điện dung(C): Trị số điện dung tỉ lệ với tỉ số giữa điện tích hữu dụng
của bản cực S với khoảng cách giữa hai bản cực. Điện dung đƣợc tính theo cơng thức:
C = ξ.S/(4.k.d.π)

(1.4)

trong đó:
C: là điện dung tụ điện, đơn vị là Fara (F).
ξ: Là hằng số điện môi của lớp cách điện.
12


d: là chiều dày của lớp cách điện.
S: là diện tích bản cực của tụ điện.
k = 9.109
+ Dung sai của tụ điện: Đây là tham số chỉ độ chính xác của trị số điện dung
thực tế so với trị số danh định của nó.
b)

Điện áp làm việc

Mỗi tụ điện chỉ có một điện áp làm việc nhất định, nếu quá điện áp này lớp
điện môi sẽ bị đánh thủng và làm hỏng tụ điện.
c)

Điện trở cách điện

Tính chất và kích thƣớc của điện mơi quyết định điện trở cách điện của tụ điện.
Đối với tụ hoá điện trở cách điện đƣợc biểu thị bằng dòng dò.
d)

Hệ số nhiệt của tụ điện

Khi nhiệt độ xung quanh biến đổi sẽ làm cho kích thƣớc của các bản, khoảng
cách giữa các bản và cả hệ số điện môi thay đổi, nên điện dung sẽ biến đổi. Sự biến
thiên tƣơng đối của điện dung khi nhiệt độ thay đổi 10C gọi là hệ số nhiệt của tụ điện.
e)

Điện cảm tạp tán

Phụ thuộc vào kích thƣớc của các bản và các đầu nối. Điện cảm này dẫn đến
cộng hƣởng. Để công tác ổn định, tần số công tác lớn nhất phải nhỏ hơn tần số cộng
hƣởng của tụ điện.
1.1.2.3. Phân loại
Tụ điện thƣờng phân loại theo cấu tạo, có hai loại: tụ điện cố định và tụ điện
biến đổi.
a) Tụ giấy
Chất cách điện trong tụ giấy làm

bằng những loại giấy mỏng cách điện
không thấm nƣớc còn đầu ra làm bằng các
lá kim loại rất mỏng.
Đối với tụ giấy có điện dung nhỏ
hơn 0,1F, điện trở cách điện ít nhất là
5000M; cịn với tụ giấy có điện dung lớn hơn 0,1F, điện trở cách điện nhỏ hơn.
Phẩm chất của tụ giấy vào khoảng 60-100.

13


Tụ giấy dùng để phân đƣờng, ngăn, nối tầng, lọc trong những mạch điện tần số
thấp.

b) Tụ mica
Chất cách điện trong tụ mica
làm bằng các bản mica chất luợng
cao, các bản tụ điện làm bằng các lá
kim loại mỏng hay một lớp bạc mỏng
tráng lên một mặt của bản mica. Tụ
điện mica có các bản làm bằng lá kim
loại kém ổn định hơn loại tráng một
lớp bạc.
Tụ mica có tổn hao rất bé và điện trở cách điện cao (khoảng 10000 M) nên
đƣợc dùng chủ yếu trong các mạch cao tần, các phần tử cách ly trong các máy radio.
c) Tụ gốm
Cấu tạo: gồm một miếng gốm nhỏ hình
trụ hoặc giống khuy áo hai mặt đƣợc tráng
bạc, cách điện với nhau tạo thành hai má của
tụ điện (chất điện môi là gốm).

Đặc tính: kích thƣớc nhỏ, điện dung
lớn. Tụ gốm hình đĩa trị số điện dung nhỏ thƣờng đƣợc ghi bằng pF, lớn hơn đƣợc ghi
bằng F. Tụ gốm kích thƣớc nhỏ dùng trong các mạch thông thƣờng hiện nay có điện
áp làm việc cực đại cho phép là 50 V.
d) Tụ hố
Tụ hố có trị số điện dung rất lớn, so
với các tụ khác thƣờng đạt từ vài F đến vài
nghìn F. Chất điện mơi dùng trong tụ hố
thƣờng là hợp chất hoá học nhƣ Al203 hoặc
oxit tantan Ta205. Đặc điểm của chất điện
mơi này là có tính chất dẫn điện không đổi
nghĩa là khi đặt điện áp một chiều lên tụ thì
tụ có một chiều điện trở rất cao và một chiều
có điện trở rất nhỏ do đó phải phân cực + và cực – và đƣợc ghi trên thân tụ. Khi lắp tụ
vào trong mạch phải chú ý cực tính của tụ.
14


e)

Tụ biến đổi (tụ xoay)

Tụ xoay là một hệ thống gồm các má động và các má tĩnh đƣợc đặt xen kẽ với
nhau. Các má động có thể xoay quanh một trục để thay đổi S dẫn đến thay đổi giá trị
C. Chất điện mơi có thể là chất khí, mica, thạch anh. Khi C = C max thì hai nhóm má
tĩnh và động hồn tồn đối điện nhau nghĩa là S = Smax.
Khi C = Cmin thì hai nhóm má tĩnh và động hoàn toàn lệch nhau nghĩa là S =
Smim
Trục xoay

Má động

Má tĩnh

Hình 1.6: Cấu tạo của tụ xoay

f) Tụ tinh chỉnh
Có nhiều loại tụ tinh chỉnh:
+

Tụ tinh chỉnh bằng sứ: có kích thƣớc nhỏ, các chỉ tiêu về điện cao.

+
Tụ tinh chỉnh có lị xo gồm có hai bản cực kim loại, giữa hai bản là một
chất điện mơi. Một bản cố định, cịn một bản có thể đàn hồi đƣợc, khi ta vặn đinh ốc
thì bản đàn hồi sẽ gần hoặc cách xa bản cố định do đó điện dung có thể biến đổi đƣợc.
Loại này không ổn định nhƣng đơn giản.
1.1.2.4. Cách đọc trị số của tụ.
Cách đọc trị số của tụ điện tuỳ thuộc vào cách biểu diễn tụ điện.

Ghi bằng số và chữ: Ghi bằng số và chữ: Chữ K, Z, J,  ứng với đơn vị
pF; chữ n, H ứng với đơn vị nF; chữ M, m ứng với đơn vị F. Vị trí của chữ thể hiện
chữ số thập phân, giá trị của số thể hiện giá trị tụ điện.
-

Ghi bằng các con số không kèm theo chữ:

+ Nếu các con số kèm theo dấu chấm hay phẩy thì đơn vị là F, vị trí dấu phẩy
(dấu chấm) thể hiện chữ số thập phân.
+ Nếu các con số không kèm theo dấu thì đơn vị là pF và con số cuối cùng biểu

thị số luỹ thừa của 10. Đặc biệt số cuối cùng là số “0” thì con số đó là giá trị thực.

15


Ví dụ:



Ghi bằng quy luật màu

Khi tụ điện đƣợc biểu diễn theo các vạch màu thì giá trị các vạch màu cũng
giống nhƣ điện trở, đơn vị tính của nó là pF.
Riêng đối với tụ phân cực thì cực tính đƣợc ghi trên thân tụ.
1.1.3. Cuộn dây
1.1.3.1. Khái niệm chung.
Cuộn dây là một linh kiện có khả năng cảm ứng điện từ. Cuộn dây gồm những
vòng dây quấn trên một cốt bằng chất cách điện có lõi hoặc khơng lõi tuỳ theo tần số
làm việc.

Cuộn dây lõi sắt từ

Cuộn dây lõi Ferit

Cuộn dây khơng lõi

Hình 1.7: Ký hiệu của cuộn dây

Để đặc trƣng cho khả năng cảm ứng điện từ ngƣời ta đƣa ra khái niệm điện
cảm. Đơn vị đo điện cảm là H, mH, H.

1H = 103 mH = 106 H
1.1.3.2. Các tham số
a) Độ tự cảm của cuộn dây: L
L  r 0 N 2

S
l

(1.5)

Trong đó:
S: là tiết diện của cuộn dây (m2).
N: là số vòng dây.
16


L: là chiều dài của cuộn dây (m).
r, 0: là độ từ thẩm của vật liệu lõi sắt từ và của khơng khí
(H/m).
b) Hệ số phẩm chất của cuộn dây: (Q)
Để tính hệ số phẩm chất của cuộn dây ta xem xét đến sự tổn thất của
cuộn dây khi có dịng điện chạy qua. Một cuộn dây thực khi có dịng điện chạy qua
ln có tổn thất đó là cơng suất điện hao phí để làm nóng cuộn dây. Các tổn thất này
đƣợc biểu thị bởi một điện trở RS nối tiếp với điện kháng XL của cuộn dây. Hệ số
phẩm chất Q của cuộn dây là tỷ số của cảm kháng XL trên điện trở nối tiếp hiệu dụng
RS đó.
Q

XL
RS

(1.6)

c) Tần số làm việc giới hạn (fgh)
Cuộn dây thực cịn có tần số làm việc bị giới hạn bởi điện dung riêng của nó
(đó là điện dung phân tán giữa các vòng dây,...). Ở tần số thấp, điện dung này đƣợc bỏ
qua vì dung kháng của nó rất lớn. Nhƣng ở tần số cao thì cuộn dây trở thành một mạch
cộng hƣởng song song.
1.1.3.3. Phân loại
* Dựa theo ứng dụng mà cuộn dây có một số loại sau:
-

Cuộn cộng hƣởng là các cuộn dây dùng trong các mạch cộng hƣởng LC.

-

Cuộn lọc là các cuộn dây dùng trong các bộ lọc một chiều.

-

Cuộn chặn dùng để ngăn cản dòng cao tần, v.v...

* Dựa vào loại lõi của cuộn dây, có thể chia các cuộn dây ra một số loại sau.
Chúng ta sẽ xem xét cụ thể từng loại một:
Cuộn dây lõi khơng khí hay cuộn dây khơng có lõi
Cuộn dây lõi khơng khí là các cuộn dây đƣợc quấn trên cốt bằng bìa hoặc cốt
bằng sứ, hoặc khơng có cốt. Thƣờng gặp nhất là các cuộn cộng hƣởng làm việc ở tần
số cao và siêu cao.
Các yêu cầu chính của cuộn cảm không lõi là:
-

Điện cảm phải ổn định ở tần số làm việc.

Hệ số phẩm chất cao ở tần số làm việc. Muốn hệ số phẩm chất tốt thì
chiều dài cuộn dây chỉ nên bằng hoặc gấp rƣỡi lần đƣờng kính lõi.
17


-

Điện dung ký sinh C nhỏ.

Các cuộn dây thƣờng đƣợc tẩm để chống ẩm, tăng độ bền cơ học, ở tần số
Radio các cuộn dây thƣờng đƣợc bọc kim để tránh các liên kết điện từ không mong
muốn.
Cuộn dây lõi sắt bụi
Cuộn dây lõi sắt bụi (bột nguyên chất trộn với chất dính khơng từ tính) đƣợc
dùng ở tần số cao và trung tần. Cuộn dây lõi sắt bụi có tổn thất thấp, đặc biệt là tổn hao
do dòng điện xoáy ngƣợc, và độ từ thẩm thấp hơn nhiều so với loại lõi sắt.
Chế tạo cuộn dây lõi sắt bụi giống nhƣ cuộn dây lõi khơng khí. Cuộn dây lõi sắt
bụi cũng có yêu cầu giống nhƣ cuộn dây lõi khơng khí cao tần về ảnh hƣởng điện dung
riêng của cuộn dây, về tổn thất điện môi và hiệu ứng mặt ngồi.
Cuộn cảm có lõi Ferit
Cuộn dây lõi Ferit là các cuộn dây làm việc ở tần số cao và trung tần. Lõi Ferit
có nhiều hình dạng khác nhau nhƣ: thanh, ống, hình chữ E, chữ C, hình xuyến, hình
nồi, hạt đậu,v,v...Dùng lõi hình xuyến dễ tạo điện cảm cao, tuy vậy lại dễ bị bão hồ từ
khi có thành phần một chiều.
Cuộn dây lõi sắt từ
Lõi của cuộn dây thƣờng là hợp chất sắt-silic và sắt silic hạt định hƣớng, hoặc
hợp chất sắt-niken tuỳ theo mục đích ứng dụng. Đây là các cuộn dây làm việc ở tần số

thấp. Dây quấn là dây đồng đã đƣợc tráng men cách điện, quấn thành nhiều lớp có
cách điện giữa các lớp và đƣợc tẩm chất chống ẩm sau khi quấn.
Cuộn chặn tần số thấp đƣợc dùng chủ yếu để lọc bỏ điện áp gợn cho nguồn
cung cấp một chiều qua chỉnh lƣu, làm tải anôt trong các tầng khuếch đại, và trong các
ứng dụng một chiều khác.
1.1.3.4. Cách đọc trị số cuộn cảm
Tƣơng tự nhƣ đối với điện trở, trên thế giới có một số loại cuộn cảm có cấu trúc
tƣơng tự nhƣ điện trở. Quy định màu và cách đọc màu đều tƣơng tự nhƣ đối với các
điện trở. Tuy nhiên, do các giá trị của các cuộn cảm thƣờng khá linh động đối với yêu
cầu thiết kế mạch cho nên các cuộn cảm thƣờng đƣợc tính tốn và quấn theo số vòng
dây xác định.

18




Ghi bằng quy luật màu

Màu

Vạch 2

Vạch 1

Hệ số

Dung sai

Đen

Nâu

±1%

Đỏ

±2%

Cam
Vàng
Xanh lá cây
Xanh lam
Tím
Xám
Trắng
Khơng màu

±20%

Nhũ vàng

0.1

±5%

Nhũ bạc



±10%

Ghi bằng chấm màu

- Chấm I, II, III đọc giống điện trở, đơn vị là H.
- L: Số lũy thừa 10

I

II

L

S
Ư

S

I

II

III

L

- S: Sai số.

Hình 1.8: Cuộn dây bằng chấm màu
l

Ví dụ 1: Chấm I: Nâu; chấm II: đen; chấm L: đen; chấm S: nâu
L = 10. 100  1% H.
Ví dụ 2: Chấm I: Nâu; chấm II: đen; chấm III: đen; chấm S: đỏ; chấm L: nâu
19


L = 100.101  2% H.
1.2. Diode bán dẫn
1.2.1. Mặt ghép P-N
1.2.1.1. Chất bán dẫn thuần
Chất bán dẫn mà ở mỗi nút của mạng tinh thể của nó chỉ có ngun tử của một
loại ngun tố thì chất đó gọi là chất bán dẫn thuần (Intrinsic).
Hai chất bán dẫn thuần hay đƣợc sử dụng nhất trong kỹ thuật điện tử là Silic và
Gecmani. Trong đó Si đƣợc sử dụng nhiều hơn Ge.

Silicon

Germanium

Hình 1.9: Cấu trúc nguyên tử của Si và Ge

Hình 1.9 là cấu trúc nguyên tử của Silic và Gemani. Silic và Gemani đều có 4
điện tử hố trị. Các điện tử hoá trị trong nguyên tử Gemani ở lớp thứ tƣ cịn điện tử
hố trị của ngun tử Silic ở lớp thứ ba, gần hạt nhân hơn. Có nghĩa là các điện tử hoá
trị trong nguyên tử Gemani có mức năng lƣợng cao hơn trong nguyên tử Silic, do đó
chỉ cần một năng lƣợng nhỏ thì điện tử hoá trị của nguyên tử Gemani sẽ trở thành điện
tử tự do. Điều này làm cho Gemani không ổn định ở nhiệt độ cao, đây là lý do tại sao
Silic là vật liệu bán dẫn đƣợc sử dụng rộng rãi.
Silic và Gemani có cấu trúc mạng tinh thể, nghĩa là mỗi nguyên tử Silic (hoặc
Gemani) liên kết với bốn nguyên tử xung quanh theo liên kết cộng hố trị (hình 1.10).

20


b)

a)
các electron góp
chung

Hình 1.10: a) Cấu trúc mạng tinh thể; b) Liên kết cộng hoá trị trong Si

Hạt tải điện trong chất bán dẫn thuần
Tinh thể Silic thuần ở nhiệt độ phòng nhận đƣợc một năng lƣợng (nhiệt, ánh
sáng) từ mơi trƣờng ngồi, làm cho một số điện tử hố trị đƣợc tăng năng lƣợng và
nhảy mức từ vùng hoá trị lên vùng dẫn, trở thành điện tử tự do và gọi là điện tử dẫn
điện. Khi điện tử nhảy lên vùng dẫn để lại một khoảng trống ở vùng hoá trị và gọi là lỗ

vùng dẫn

điện tử tự
do

lỗ trống
vùng hố trị

Hình 1.11. Q trình tạo ra cặp điện tử tự do - lỗ trống trên đồ thị vùng năng lượng

trống hình 1.11. Do đó khi có năng lƣợng ngồi kích thích thì tạo nên một cặp điện tửlỗ trống. Sự tái hợp xuất hiện khi điện tử ở vùng dẫn bị mất năng lƣợng và quay trở về
lỗ trống trong vùng hoá trị.

Trong chất bán dẫn thuần, nồng độ điện tử tự do bằng nồng độ lỗ trống và đƣợc
ký hiệu là ni:
n = p = ni
1.2.1.2. Chất bán dẫn tạp chất
Chất bán dẫn mà một số nguyên tử ở nút mạng tinh thể của nó đƣợc thay thế
bằng nguyên tử của chất khác gọi là chất bán dẫn tạp chất.
Có hai chất bán dẫn tạp chất là: chất bán dẫn loại N và chất bán dẫn loại P.
21




Chất bán dẫn loại N

Ngƣời ta pha thêm các nguyên tử nhóm V nhƣ As (asen), P (photpho), Bi
(bitmut), Sb (antimon) vào chất bán dẫn thuần Silic hoặc Gemani. Các nguyên tử tạp
chất nhóm V sẽ thay thế một số các nguyên tử của Si (hoặc Ge) trong mạng tinh thể,
nó sẽ góp 4 điện tử trong 5 điện tử hóa trị của mình vào liên kết cộng hóa trị với 4
nguyên tử Si (hoặc Ge) lân cận, còn điện tử thứ 5 sẽ thừa ra nên liên kết của nó trong
mạng tinh thể là rất yếu, xem hình 1.12. Các tạp chất nhóm V đƣợc gọi là tạp chất cho
điện tử (Donor) hay tạp chất n.
Electron tự do
từ nguyên
tử Sb

Vùng dẫn
Mức năng
lƣợng
tạp chất

Vùng hố trị

Hình 1.12: Đồ thị vùng năng lượng và cấu trúc mạng tinh thể của
chất bán dẫn loại N

Số lƣợng electron dẫn điện có thể thay đổi đƣợc bằng cách thay đổi nồng độ
chất pha tạp vào. Electron dẫn điện đƣợc tạo ra do sự pha tạp nhƣng lại khơng tạo ra lỗ
trống ở vùng hố trị. Ở chất bán dẫn tạp loại N: nồng độ hạt dẫn điện tử (n n) nhiều hơn
nhiều nồng độ lỗ trống pn và điện tử đƣợc gọi là hạt dẫn đa số, lỗ trống đƣợc gọi là hạt
dẫn thiểu số:
nn >> pn
trong đó:

nn: là nồng độ hạt dẫn điện tử trong bán dẫn tạp loại N
pn: là nồng độ hạt dẫn lỗ trống trong bán dẫn tạp loại N
 Chất bán dẫn loại P

Để tạo ra chất bán dẫn loại P, ngƣời ta pha các ngun tử có hố trị III,
ví dụ nhƣ các ngun tử Al (nhơm), B (Bo), In (Indi), Ga (Gali), vào chất bán dẫn
thuần Silic hoặc Gemani.

22


Mức năng
lƣợng
tạp chất

lỗ trống từ ngun
tử B

Vùng dẫn

Vùng hố trị

Hình 1.13: Đồ thị vùng năng lượng và cấu trúc mạng tinh thể của
chất bán dẫn loại P

Nhƣ minh hoạ ở hình 1.13 mỗi ngun tử tạp chất (ví dụ là B) liên kết cộng hoá
trị với 4 nguyên tử Silic xung quanh. Ba electron hoá trị của nguyên tử B tham gia vào
liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử Silic mà do cần bốn electron hoá trị nên một lỗ
trống đƣợc tạo ra. Điện tử của mối liên kết gần đó có thể nhảy sang để hồn chỉnh mối
liên kết thứ 4 còn để dở. Do nguyên tử tạp chất có thể nhận electron nên gọi là nguyên
tử nhận (acceptor).
Trong chất bán dẫn P dòng điện đƣợc tạo ra phần lớn là do các lỗ trống nên các
lỗ trống đƣợc gọi là hạt dẫn đa số. Nhƣng cũng có một số các electron tham gia vào
q trình dẫn điện khi cặp điện tử - lỗ trống đƣợc tạo ra do hiện tƣợng nhiệt. Các
electron này đƣợc gọi là hạt dẫn thiểu số. Trong chất bán dẫn loại P:
pP >> nP
trong đó:

pP: nồng độ hạt dẫn lỗ trống trong bán dẫn P
nP: nồng độ hạt dẫn điện tử trong bán dẫn P

Số lƣợng lỗ trống có thể thay đổi đƣợc bằng cách thay đổi số nguyên tử tạp chất
pha tạp vào. Lỗ trống đƣợc tạo ra do sự pha tạp không phụ thuộc vào điện tử tự do.
1.2.1.3. Mặt ghép P-N và tính chất chỉnh lưu
a) Phương pháp tạo mặt ghép P-N
Trên một miếng bán dẫn đơn tinh thể, bằng các phƣơng pháp công nghệ pha
tạp, ta tạo ra hai vùng có bản chất dẫn điện khác nhau: một vùng là bán dẫn tạp loại P

và một vùng kia là bán dẫn tạp loại N. Nhƣ vậy, tại ranh giới tiếp xúc giữa hai vùng
bán dẫn P và N này sẽ xuất hiện một lớp có đặc tính vật lý khác hẳn với hai vùng bán
dẫn P và N, đƣợc gọi là mặt ghép P-N (lớp tiếp giáp P-N) hình 1.14a.

23


Hình 1.14: a) Mặt ghép P-N
b) Sự hình thành miền nghèo
b) Mặt ghép P-N khi chưa phân cực
Ngay khi tạo tiếp xúc P-N, do tồn tại một giá trị lớn gradient nồng độ hạt dẫn
giữa hai phía của lớp tiếp giáp nên các điện tử tự do trong miền N ở lân cận lớp tiếp
xúc bắt đầu khuếch tán sang miền P, ở đây chúng kết hợp với các lỗ trống ở gần lớp
tiếp xúc. Miền N mất các điện tử tự do, tạo ra một lớp tích điện dƣơng gần lớp tiếp
xúc. Miền P nhận thêm các điện tử tự do, đồng thời các lỗ trống khuếch tán sang miền
N, tạo ra một lớp tích điện âm gần lớp tiếp xúc. Hai lớp tích điện dƣơng và âm này
đƣợc gọi là miền điện tích khơng gian hoặc miền nghèo nhƣ hình 1.14b. Khái niệm
miền nghèo là để chỉ vùng gần lớp tiếp xúc P-N bị mất hầu hết các hạt mang điện (điện
tử và lỗ trống). Trong vùng nghèo hình thành một điện trƣờng theo định luật Coulomb
hƣớng từ N sang P. Điện trƣờng này tạo ra một thế cản ngăn cản các electron trong
miền N khuếch tán sang miền P và ngăn cản các lỗ trống khuếch tán từ P sang N.
Nhƣng điện trƣờng này lại tăng cƣờng chuyển động của các hạt dẫn thiểu số qua lớp
tiếp giáp (chuyển động trơi). Khi dịng điện do các hạt dẫn chuyển động khuếch tán và
các hạt dẫn chuyển động trơi qua tiếp xúc P-N có giá trị bằng nhau thì ta nói tiếp xúc
P-N ở trạng thái cân bằng động. Mức năng lƣợng E0 - thế năng của điện tử hay hàng
rào thế năng của điện tử ở tiếp xúc P-N khi nó ở trạng thái cân bằng là:
E0  KT ln

ND N A
ni2

(1.7)

Trong đó:
E0: đo bằng [eV]
K: hằng số Bolzman = 1.38×10-23J/0K
T: nhiệt độ tuyệt đối
ND, NA: nồng độ các nguyên tử tạp chất nhóm 5 và nhóm 3
24


ni: nồng độ hạt dẫn sinh ra do nhiệt.
Các hạt dẫn đa số muốn vƣợt qua miền nghèo phải nhận đƣợc năng lƣợng đủ
lớn để thắng đƣợc thế cản này. Điện thế cần cung cấp để cho electron di chuyển qua
vùng nghèo gọi là điện áp mở. Điện áp mở của tiếp xúc P-N phụ thuộc vào nhiều yếu
tố, bao gồm loại chất bán dẫn, nồng độ tạp chất và nhiệt độ. Điện áp mở điển hình xấp
xỉ 0,7V đối với Si và 0,3V đối với Ge ở 25oC.
Đồ thị vùng năng lượng của tiếp xúc P-N và vùng nghèo
Vùng dẫn

Vùng hố trị

Hình 1.15. Đồ thị vùng năng lượng của tiếp xúc PN

Vùng hoá trị và vùng dẫn trong chất bán dẫn loại N có mức năng lƣợng thấp
hơn vùng hoá trị và vùng dẫn trong chất bán dẫn loại P do sự khác nhau về đặc tính
của nguyên tử tạp chất.
Đồ thị vùng năng lƣợng của tiếp xúc P-N ngay khi vừa hình thành đƣợc minh
hoạ trên hình 1.15. Vùng hố trị và vùng dẫn của miền N có mức năng lƣợng thấp hơn
vùng hoá trị và vùng dẫn của miền P nhƣng bề rộng vùng cấm thì bằng nhau.

Các electron tự do trong miền N chiếm mức năng lƣợng cao trong vùng dẫn dễ
dàng khuếch tán qua lớp tiếp xúc (khơng cần thêm năng lƣợng ngồi) và tạm thời trở
thành electron tự do chiếm mức năng lƣợng thấp trong vùng dẫn của miền P. Sau khi
qua lớp tiếp xúc các electron nhanh chóng bị mất năng lƣợng và kết hợp với các lỗ
trống trong vùng hoá trị của miền P.
Hiện tƣợng khuếch tán xảy ra, vùng nghèo bắt đầu hình thành và mức năng
lƣợng của vùng dẫn bị giảm. Sự giảm mức năng lƣợng này là do các electron năng
lƣợng cao bị khuếch tán qua lớp tiếp xúc sang miền P. Khi khơng có electron rời từ
vùng dẫn miền N sang vùng dẫn miền P, ta nói lớp tiếp xúc ở trạng thái cân bằng bởi
hiện tƣợng khuếch tán bị dừng lại.
c) Mặt ghép P-N khi phân cực thuận
Tiếp xúc P-N đƣợc phân cực thuận khi ta đặt một điện áp bên ngồi lên lớp tiếp
xúc P-N có chiều cực dƣơng đƣợc nối vào bán dẫn loại P và cực âm nối vào bán dẫn N
(hình 1.16a). Điện áp ngoài Uth phải đủ lớn để thắng đƣợc thế cản.

25


Hiện tƣợng tái hợp
Vùng dẫn

Dịng lỗ trống

Dịng điện tử
Vùng hố trị

R
Uth
Hình 1.16a. Tiếp xúc PN khi phân cực thuận và đồ thị vùng năng lượng
.

Khi phân cực thuận, cực âm và cực dƣơng của Uth sẽ đẩy các electron tự do
trong miền N và các lỗ trống trong miền P về phía tiếp xúc P-N, làm giảm độ rộng
miền nghèo. Vì vậy phần lớn các hạt dẫn đa số dễ dàng khuếch tán qua tiếp xúc P-N,
kết quả là dòng điện qua tiếp xúc P-N tăng lên. Dòng điện chạy qua tiếp xúc P-N khi
nó phân cực thuận gọi là dòng điện thuận Ith.
Khi phân cực thuận, vùng dẫn của miền N đƣợc nâng lên đến mức năng lƣợng
cao và gối lên vùng dẫn của miền P. Một số lƣợng lớn các electron tự do có đủ năng
lƣợng để vƣợt qua rào và sang phía miền P ở đây chúng kết hợp với các lỗ trống ở
vùng hoá trị.
Khi tăng điện áp thuận lên, tiếp xúc P-N đƣợc phân cực thuận càng mạnh, hiệu
điện thế tiếp xúc càng giảm, hàng rào thế năng càng thấp xuống, đồng thời điện trở lớp
tiếp xúc giảm, bề dày của lớp tiếp xúc cũng giảm, các hạt dẫn đa số khuếch tán qua
tiếp xúc P-N càng nhiều nên dòng điện thuận càng tăng.
d) Tiếp xúc P-N khi phân cực ngược

Vùng hố trị

Vùng dẫn

R
Ung
Hình 1.16b. Tiếp xúc PN khi phân cực ngược và đồ thị vùng năng lượng

Tiếp xúc P-N phân cực ngƣợc khi ta đặt một nguồn điện áp ngoài sao cho cực
dƣơng của nó nối với phần bán dẫn N, cịn cực âm nối với phần bán dẫn P (hình

26

1.16b). Khi đó điện áp ngồi sẽ tạo ra một điện trƣờng cùng chiều với điện trƣờng tiếp
xúc, làm cho điện trƣờng trong lớp tiếp xúc tăng lên.
Cực dƣơng của điện áp nguồn sẽ hút các electron tự do trong miền N ra khỏi
tiếp xúc P-N. Cực âm của điện áp nguồn sẽ hút các lỗ trống trong miền P ra khỏi tiếp
xúc P-N. Kết quả làm cho vùng nghèo rộng ra. Các hạt dẫn đa số khó khuếch tán qua
vùng nghèo, làm cho dòng điện khuếch tán qua tiếp xúc P-N giảm xuống so với trạng
thái cân bằng. Đồng thời, do điện trƣờng của lớp tiếp xúc tăng lên sẽ thúc đẩy q
trình chuyển động trơi của các hạt dẫn thiểu số và tạo nên dịng điện trơi có chiều từ
bán dẫn N sang bán dẫn P và đƣợc gọi là dòng điện ngƣợc Ingƣợc.
Nếu ta tăng điện áp ngƣợc lên, điện thế tiếp xúc càng tăng lên làm cho dòng
điện ngƣợc tăng lên. Nhƣng do nồng độ các hạt dẫn thiểu số có rất ít nên dịng điện
ngƣợc nhanh chóng đạt giá trị bão hịa và đƣợc gọi là dịng điện ngƣợc bão hịa I S có
giá trị rất nhỏ và có thể bỏ qua (khoảng từ vài nA đến vài chục µA).
1.2.2. Diode bán dẫn
1.2.2.1. Cấu tạo và ký hiệu của diode
Cấu tạo: Diode bán dẫn có cấu tạo là một chuyển tiếp P-N với 2 điện cực nối
với hai miền P và N. Điện cực nối với miền P gọi là Anôt, điện cực nối với miền N gọi
là Katôt. Ký hiệu của diode chỉ ra ở hình 1.17.
A

P

N

K

A

K

Hình 1.17: Cấu tạo, ký hiệu của Diode

1.2.2.2. Nguyên lý hoạt động và đặc trưng Vôn-Ampe của diode
I

M
Ungmax

U

0
Vùng 3

Vùng 1
Vùng 2

Hình 1.18: Đặc trưng Vơn-Ampe của diode bán dẫn

Nguyên lý hoạt động của diode dựa vào tính chất của mặt ghép PN:
27


Khi UAK > 0 thì diode phân cực thuận.
Khi UAK  0 thì diode phân cực ngƣợc.
Đặc trƣng Vơn-Ampe của diode là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa dòng điện
đi qua diode và điện áp đặt lên hai đầu của diode. Đặc trƣng Von-Ampe của diode có
dạng hình 1.18. Đặc trƣng này chia làm 3 vùng:
- Vùng 1: ứng với trƣờng hợp phân cực thuận, đƣờng đặc trƣng có dạng hàm e
mũ:

qU
qU
Ith  I S (e KT  1)  I S .e KT
Trong đó:

(1.8)

IS: là dịng điện ngƣợc bão hòa.
U: Điện áp phân cực thuận.
UT: Thế nhiệt, có giá trị từ 25mV đến 26mV.

Đƣờng đặc trƣng xuất phát từ điểm M, UM phụ thuộc vật liệu chế tạo diode, UM
gọi là điện áp mở.
+ Diode gốc Ge: UM khoảng 0,2 ÷ 0,3V
+ Diode gốc Si: UM khoảng 0,6  0,7V.
- Vùng 2: khi điện áp tăng thì dịng ngƣợc Ing tăng khơng đáng kể.
- Vùng 3: Khi Ung  Ungmax thì dịng điện chạy qua diode tăng đột biến trong khi
điện áp tăng không đáng kể, hiện tƣợng này gọi là hiện tƣợng đánh thủng lớp tiếp xúc
PN. Có 2 cơ chế đánh thủng chính:
- Đánh thủng vì nhiệt độ do tiếp xúc P-N bị nung nóng cục bộ, vì va chạm của
hạt thiểu số đƣợc gia tốc trong trƣờng mạnh. Điều này dẫn tới quá trình sinh hạt ồ ạt
(ion hoá nguyên tử chất bán dẫn thuần, có tính chất thác lũ) làm nhiệt độ nơi tiếp xúc
tăng dẫn đến dòng điện ngƣợc tăng đột biến và mặt ghép P-N bị phá hỏng.
- Đánh thủng vì điện do 2 hiệu ứng: ion hoá do va chạm (giữa hạt thiểu số đƣợc
gia tốc trong trƣờng mạnh với nguyên tử của chất bán dẫn thuần thƣờng xảy ra ở các
mặt ghép P-N rộng (hiệu ứng Zener) và hiệu ứng đƣờng hầm (Tunen) xảy ra ở các tiếp
xúc P-N hẹp do pha tạp chất với nồng độ cao liên quan tới hiện tƣợng nhảy mức trực
tiếp của các điện tử hoá trị bên bán dẫn P xuyên qua hàng rào thế tiếp xúc sang vùng
dẫn bên bán dẫn N).

28