Bài giảng Điện tử căn bản - Chương 8: Chất bán dẫn & Diode - Xuân Vinh

 Biến áp nguồn Biến áp nguồn hình xuyến 
 Biến áp nguồn thường gặp trong Cassete, Âmply .. , biến áp này 
hoạt động ở tần số điện lưới 50Hz , lõi biến áp sử dụng các lá 
Tônsilic hình chữ E và I ghép lại, biến áp này có tỷ số vòng / vol lớn. 
 Biến áp âm tần sử dụng làm biến áp đảo pha và biến áp ra loa 
trong các mạch khuyếch đại công xuất âm tần,biến áp cũng sử dụng lá 
Tônsilic làm lõi từ như biến áp nguồn, nhưng lá tônsilic trong biến áp 
âm tần mỏng hơn để tránh tổn hao, biến áp âm tần hoạt động ở tần số 
cao hơn , vì vậy có số vòng vol thấp hơn, khi thiết kế biến áp âm tần 
người ta thường lấy giá trị tần số trung bình khoảng 1KHz - đến 
3KHz. 
 * Biến áp xung & Cao áp . 
Biến áp xung Cao áp 
 Biến áp xung là biến áp hoạt động ở tần số cao khoảng vài chục 
KHz như biến áp trong các bộ nguồn xung , biến áp cao áp . lõi biến 
áp xung làm bằng ferit , do hoạt động ở tần số cao nên biến áp xung 
cho công xuất rất mạnh, so với biến áp nguồn thông thường có cùng 
trọng lượng thì biến áp xung có thể cho công xuất mạnh gấp hàng 
chục lần. 
 Chương VIII - Chất bán dẫn & Diode . 
 1. Chất bán dẫn. 
 Chất bán dẫn là nguyên liệu để sản xuất ra các loại linh kiện bán 
dẫn như Diode, Transistor, IC mà ta đã thấy trong các thiết bị điện tử 
ngày nay. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
 Chất bán dẫn là những chất có đặc điểm trung gian giữa chất dẫn 
điện và chất cách điện, về phương diện hoá học thì bán dẫn là những 
chất có 4 điện tử ở lớp ngoài cùng của nguyên tử. đó là các chất 
Germanium ( Ge) và Silicium (Si) 
 Từ các chất bán dẫn ban đầu ( tinh khiết) người ta phải tạo ra hai 
loại bán dẫn là bán dẫn loại N và bán dẫn loại P, sau đó ghép các 
miếng bán dẫn loại N và P lại ta thu được Diode hay Transistor. 
 Si và Ge đều có hoá trị 4, tức là lớp ngoài cùng có 4 điện tử, ở thể 
tinh khiết các nguyên tử Si (Ge) liên kết với nhau theo liên kết cộng 
hoá trị như hình dưới. 
Chất bán dẫn tinh khiết . 
 2. Chất bán dẫn loại N 
 * Khi ta pha một lượng nhỏ chất có hoá trị 5 như Phospho (P) vào 
chất bán dẫn Si thì một nguyên tử P liên kết với 4 nguyên tử Si theo 
liên kết cộng hoá trị, nguyên tử Phospho chỉ có 4 điện tử tham gia 
liên kết và còn dư một điện tử và trở thành điện tử tự do => Chất bán 
dẫn lúc này trở thành thừa điện tử ( mang điện âm) và được gọi là bán 
dẫn N ( Negative : âm ). 
Chất bán dẫn N 
 3. Chất bán dẫn loại P 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
 Ngược lại khi ta pha thêm một lượng nhỏ chất có hoá trị 3 như 
Indium (In) vào chất bán dẫn Si thì 1 nguyên tử Indium sẽ liên kết 
với 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị và liên kết bị thiếu một 
điện tử => trở thành lỗ trống ( mang điện dương) và được gọi là chất 
bán dẫn P. 
Chất bán dẫn P 
 4. Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn. 
 Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán 
dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có 
đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N 
khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành 
một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách 
điện giữa hai chất bán dẫn. 
Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode . 
 * Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của 
Diode bán dẫn. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn. 
 5. Phân cực thuận cho Diode. 
 Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện 
áp âm (-) vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương 
tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ 
hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) 
thì diện tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn 
điện. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh 
nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ 
ở mức 0,6V ) 
Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn 
điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V 
Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode 
 * Kết luận : Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp 
phân cực thuận < 0,6V thì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân 
cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua 
Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V . 
 6. Phân cực ngược cho Diode. 
 Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán 
dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện 
áp ngược, 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. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V 
 7. Phương pháp đo kiểm tra Diode 
Đo kiểm tra Diode 
z Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, 
nếu : 
z Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim 
lên, đảo chiều đo kim không lên là => Diode tốt 
z Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập. 
z Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt. 
z Ở phép đo trên thì Diode D1 tốt , Diode D2 bị chập và D3 bị 
đứt 
z Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một 
chút là Diode bị dò. 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
 8. Ứng dụng của Diode bán dẫn . 
 * Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng 
trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều, các 
mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động . 
trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu có 
dạng . 
Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều . 
 9. Diode Zener 
 * Cấu tạo : Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng 
có hai lớp bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng 
trong chế độ phân cực ngược, khi phân cực thuận Diode zener như 
diode thường nhưng khi phân cực ngược Diode zener sẽ gim lại một 
mức điện áp cố định bằng giá trị ghi trên diode. 
Hình dáng Diode Zener ( Dz ) 
Ký hiệu và ứng dụng của Diode zener trong mạch. 
z Sơ đồ trên minh hoạ ứng dụng của Dz, nguồn U1 là nguồn có 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
điện áp thay đổi, Dz là diode ổn áp, R1 là trở hạn dòng. 
z Ta thấy rằng khi nguồn U1 > Dz thì áp trên Dz luôn luôn cố 
định cho dù nguồn U1 thay đổi. 
z Khi nguồn U1 thay đổi thì dòng ngược qua Dz thay đổi, dòng 
ngược qua Dz có giá trị giới hạn khoảng 30mA. 
z Thông thường người ta sử dụng nguồn U1 > 1,5 => 2 lần Dz và 
lắp trở hạn dòng R1 sao cho dòng ngược lớn nhất qua Dz < 
30mA. 
Nếu U1 < Dz thì khi U1 thay đổi áp trên Dz cũng thay đổi 
 Nếu U1 > Dz thì khi U1 thay đổi => áp trên Dz không đổi. 
 10. Diode Thu quang. ( Photo Diode ) 
 Diode thu quang hoạt động ở chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có 
một miếng thuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối P - N , dòng điện 
ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode. 
Ký hiệu của Photo Diode 
Minh hoạ sự hoạt động của Photo Diode 
 11. Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED ) 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
 Diode phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực 
thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led 
khoảng từ 5mA đến 20mA 
 Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo 
trạng thái có điện . vv... 
Diode phát quang LED 
 12. Diode Varicap ( Diode biến dung ) 
 Diode biến dung là Diode có điện dung như tụ điện, và điện dung 
biến đổi khi ta thay đổi điện áp ngược đặt vào Diode. 
Ứn dụng của Diode biến dung Varicap ( VD ) 
 trong mạch cộng hưởng 
z Ở hình trên khi ta chỉnh triết áp VR, điện áp ngược đặt vào 
Diode Varicap thay đổi , điện dung của diode thay đổi => làm 
thay đổi tần số công hưởng của mạch. 
z Diode biến dung được sử dụng trong các bộ kênh Ti vi mầu, 
trong các mạch điều chỉnh tần số cộng hưởng bằng điện áp. 
 13. Diode xung 
 Trong các bộ nguồn xung thì ở đầu ra của biến áp xung , ta phải 
dùng Diode xung để chỉnh lưu. diode xung là diode làm việc ở tần số 
cao khoảng vài chục KHz , diode nắn điện thông thường không thể 
thay thế vào vị trí diode xung được, nhưng ngựơc lại diode xung có 
thể thay thế cho vị trí diode thường, diode xung có giá thành cao hơn 
diode thường nhiều lần. 
 Về đặc điểm , hình dáng thì Diode xung không có gì khác biệt với 
Diode thường, tuy nhiên Diode xung thường có vòng dánh dấu đứt 
nét hoặc đánh dấu bằng hai vòng 
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959
Ký hiệu của Diode xung 
 14. Diode tách sóng. 
 Là loại Diode nhỏ vở bằng thuỷ tinh và còn gọi là diode tiếp điểm 
vì mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P - N tại một điểm để tránh điện 
dung ký sinh, diode tách sóng thường dùng trong các mạch cao tần 
dùng để tách sóng tín hiệu. 
 15. Diode nắn điện. 
 Là Diode tiếp mặt dùng để nắn điện trong các bộ chỉnh lưu nguồn 
AC 50Hz , Diode này thường có 3 loại là 1A, 2A và 5A. 
Diode nắn điện 5A
www.hocnghe.com.vn
Xuan Vinh : 0912421959