Đặc điểm chung của linh kiện bán dẫn
Lý thuyết Công nghệ 12: Bài 4: Linh kiện bán dẫn và ICI. ĐIỐT BÁN DẪN1. Công dụng: Show Dùng chỉnh lưu, tách sóng, ổn định điện áp nguồn 1 chiều 2. Cấu tạo: Điôt bán dẫn là linh kiện bán dẫn có một tiếp giáp P-N, có vỏ bọc bằng thủy tinh, nhựa hoặc kim loại. Có hai dây dẫn ra là hai điện cực: anốt (A) và katốt (K). 3. Phân loại: - Theo công nghệ chế tạo: 2 loại + Điôt tiếp điểm: Chỗ tiếp giáp P-N là một tiếp điểm rất nhỏ, chỉ cho dòng điện rất nhỏ đi qua, dùng để tách sóng và trộn tần + Điôt tiếp mặt : Chỗ tiếp giáp P-N có diện tích tiếp xúc lớn, cho dòng điện lớn đi qua, dùng để chỉnh lưu. - Theo chức năng: 2 loại + Điôt ổn áp (điốt zêne) dùng để ổn định điện áp một chiều. + Điốt chỉnh lưu: dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều 4. Ký hiệu của điôt: Xem hình 4.1 ở trên II/ TRANZITO1. Công dụng: Dùng khuyếch đại tín hiệu 2. Cấu tạo: Tranzito là linh kiện bán dẫn có 2 tiếp giáp P-N, có vỏ bọc bằng nhựa hoặc kim loại. Tranzito có 3 dây dẫn là 3 điện cực 3. Phân loại: Tuỳ theo cấu tạo chia 2 loại - Tranzito PNP: Chất N xen giữa, chất P hai đầu - Tranzito NPN: Chất P xen giữa, chất N hai đầu 4. Kí hiệu: III/ TIRIXTO (scr)1. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng: a) Cấu tạo Trixto là linh kiện bán dẫn có 3 lớp tiếp giáp P-N, có vỏ bọc bằng nhựa hoặc kim loại, có 3 dây dẫn ra là ba điện cực: anốt (A); catốt (K) và cực điều khiển (G) b)Kí hiệu c)Công dụng Được dùng trong mạch chỉnh lưu có điều khiển 2. Nguyên lí làm việc và số liệu kĩ thuật a) Nguyên lí làm việc - Khi chưa có điện áp dương UGKvào cực G, tirixto không dẫn điện dù UAK> 0 - Khi đồng thời có và UAK> 0 và UGK> 0 thì tirixt dẫn điện. Khi tirixto dẫn điện UGKkhông còn tác dụng, dòng điện chỉ dẫn theo một chiều từ A sang K và sẽ ngưng khi UAK= 0 b) Số liệu kĩ thuật - IAK định mức: Dòng điện định mức qua 2 cực A, K - UAK định mức:Điện áp định mức đặt lên hai cực A, K - UGK định mức: Điện áp định mức hai cực điều khiển GK - IGK định mức:Dòng điện định mức qua 2 cực G, K . IV/ TRIAC VÀ ĐIAC1. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng: a)Cấu tạo:Triac và điac là linh kiện bán dẫn. + Triac có 3 điện cực A1,A2và G, + Điac có cấu tạo hoàn toàn giống triac nhưng không có cực điều khiển. b)Kí hiệu: Hình vẽ trên c)Công dụng Dùng để điều khiển các thiết bị điện trong các mạch điện xoay chiều. 2. Nguyên lí làm việc và số liệu kĩ thuật a) Nguyên lí làm việc - Triac: + Khi G và A2có điện thế âm so với A1thì triac mở cho dòng điện đi từ A1sang A2 + Khi G và A2có điện thế dương so với A1thì triac mở dòng điện đi từ A2sang A1 - Điac: Do điac không có cực điều khiển nên được kích mở bằng cách nâng cao điệp áp ở hai cực. b)Số liệu kĩ thuật:Giống tristo V/ QUANG ĐIỆN TỬ- Khi cho dòng điện chạy qua nó bức xạ ánh sáng được gọi là đèn LED - Dùng trong các mạch điện tử điều khiển bằng ánh sáng. VI/ VI MẠCH TỔ HỢP (IC)1. Khái niệm chung Vi mạch tổ hợp (IC) là mạch vi điện tử tích hợp, được chế tạo bằng các công nghệ đặc biệt tinh vi và chính xác. Trên chất bán dẫn Si làm n ền người ta tích hợp, tạo ra trên đó các linh kiện như: Tụ, trở, điốt, tranzito…Chúng được mắc với nhau theo nguyên lí từng mạch điện và có chức năng riêng. 2. Phân loại Chia hai nhóm: - IC tương tự dùng đ ể khuyếch đại, tạo dao đ ộng, ổn áp… - IC số dùng trong các thiết bị tự động, thiết bị xung số , máy tính điện tử… Sử dụng -Tra sổ tay xác định chân để lắp mạch cho đúng chân - Cách xác định chân: lý thuyết về các linh kiện bán dẫn trong điện tử công suấtBạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (150.4 KB, 7 trang ) 1, Diode A ) Khi dòng điều khiển = 0: + Khi cho : phân cực ngược; phân cực thuận. Lúc này chỉ có dòng rò. Khi thyristor bị đánh thủng dòng điện tăng lên rất lớn. + Khi cho : phân cực thuận; phân cực ngược. Lúc đầu chỉ có dòng rò. Khi thyristor dẫn dòng như diode. B ) Khi dòng điều khiển > 0: Quá trình chuyển điểm làm việc trên đường đặc tính thuận sẽ xảy ra sớm hơn. C ) Mở thyristor : + Tăng + Đưa xung dòng vào giữa cực điều khiển và catot D ) khóa thyristor : + Đổi chiều dòng điện + Đặt một điện áp ngược lên giữa anot và catot của thyristor. Lựa chọn thyristor : + Giá trị dòng trung bình cho phép chảy qua thyristor, (A) + Điện áp ngược cho phép lớn nhất (V) ,sao cho + Thời gian phục hồi tính chất khóa của thyristor,() + Tốc độ tăng dòng cho phép, () + Tốc độ tăng điện áp cho phép, ứng dụng : Thyristor chủ yếu được sử dụng ở những ứng dụng yêu cầu điện áp và dòng điện lớn, và thường được sử dụng để điều khiển dòng xoay chiều AC 3, Triac Điều khiển bằng xung dòng Cấu tạo : Triac là phần tử bán dẫn có cấu trúc bán dẫn gồm năm lớp, tạo nên cấu trúc p-n-p-n như ở thyristor theo cả hai chiều giữa các cực T1 và T2 Đặc tính : + Đặc tính vôn-ampe của triac bao gồm hai đoạn đặc tính ở góc phần tư thứ I và thứ III, mỗi đoạn đều giống như đặc tính thuận của một thyristor. + Triac có thể điều khiển mở dẫn dòng bằng cả xung dòng dương (dòng đi vào cực điều khiển) hoặc bằng xung dòng âm (dòng đi ra khỏi cực điều khiển). Lựa chọn triac : + Giá trị dòng trung bình cho phép chảy qua triac, (A) + Thời gian phục hồi tính chất khóa của triac, () + Tốc độ tăng dòng cho phép, () + Tốc độ tăng điện áp cho phép, ứng dụng : Triac đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng điều chỉnh điện áp xoay chiều và các công-tắc-tơ tĩnh. Sử dụng trong tủ lạnh, bình nóng lạnh. 4, GTO (GATE TURN-OFF THYISTOR ) Cấu tạo : Có 4 lớp bán dẫn p-n-p-n Có cấu trúc bán dẫn phức tạp so với thyristor Đặc tính: + Mở GTO bằng cách đưa xung dương vào cực cổng . + Tắt GTO bằng cách đưa xung âm vào cực cổng . Lựa chọn GTO : + Giá trị dòng trung bình cho phép chảy qua triac, (A) + Thời gian phục hồi tính chất khóa của triac, () ứng dụng : GTO dùng như một linh kiện có chuyển mạch nhanh. GTO thường được dùng rất phổ biến trong các mạch đếm, mạch tạo xung, mạch điều hoà điện thế. 5, Transistor lưỡng cực BJT Cấu tạo : gồm 3 lớp bán dẫn p-n-p (bóng thuận) hoặc n-p-n (bóng ngược). Có 3 cực bazơ B, emitơ E, colectơ C. Đặc tính : ( tự vẽ hình ) Điều khiển bằng dòng điện Gồm có vùng tuyến tính, vùng gần bão hòa, vùng bão hòa. : hệ số khuếch đại. tăng => => transistor hoạt ở chế độ bão hòa. Chọn transistor : + Dòng điện cực đại : Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này Transistor sẽ bị hỏng. + Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE , vượt qua điện áp giới hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng. + Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số này thì độ khuyếch đại của Transistor bị giảm . + Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng I CE lớn gấp bao nhiêu lần dòng I BE + Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = U CE . I CE nếu công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị hỏng . Ứng dụng: Dùng để đóng cắt mạch điện , bộ nạp điện, Tivi, màn hình, đông cơ. 6, Transistor trường MOSFET Cấu tạo của MOSFET : (vẽ hình) Transistor MOSFET được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp Oxit Kim loại và bán dẫn (ví dụ Oxit Bạc và bán dẫn Silic) MOSFET có hai loại: N-MOSFET: chỉ hoạt động khi nguồn điện Input (Gate) là zero, các electron bên trong vẫn tiến hành hoạt động cho đến khi bị ảnh hưởng bởi nguồn điện Input. P-MOSFET: các electron sẽ bị cut-off cho đến khi gia tăng nguồn điện thế vào ngỏ Input (Gate) Thông thường chất bán dẫn được chọn là silíc . Đặc tính : Điều khiển bằng V GS , chế độ khóa với V GS 0, chế độ dẫn với V GS >0 Hoạt động của MOSFET có thể được chia thành ba chế độ khác nhau tùy thuộc vào điện áp trên các đầu cuối. Với transistor NMOSFET thì ba chế độ đó là: 1. Chế độ cut-off hay sub-threshold (Chế độ dưới ngưỡng tới hạn). 2. Triode hay vùng tuyến tính. 3. Bão hoà Ứng dụng : Đóng ngắt với tần số cao. Trong các mạch số thì các tranzito chỉ hoạt động trong chế độ cut-off và triode. Chế độ bão hòa chủ yếu được dùng trong các ứng dụng mạch tương tự. 7, Transistor có cực điều khiển cách ly, IGBT Cấu tạo : Transistor IGBT được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp Oxit Kim loại và bán dẫn giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêm lớp p nối với colectơ tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emitơ (tương tự cực gốc) với colectơ (tương tự cực máng), không phải là n-n như ở MOSFET. Đặc tính : điện áp điều khiển Vge>0 Đóng cắt với tần số cao nhưng thấp hơn MOSFET. Chọn IGBT: Quá trình đóng cắt tần số cao có thể gây hỏng IGBT vì thế cần làm chậm lại quá trình khóa của IGBT. Ứng dụng : Bếp từ, lò vi sóng |
