Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài: Linh kiện bán dẫn

LINH KIỆN BÁN DẪN 
Ệ 
Á 
Ẫ 
ĐIÔT (DIODE) 
1. Điôt : 
 Điốt là linh kiện bán dẫn hai cực , trong đó có một lớp chuyển tiếp p - n. 
 Kí hiệu : 
P 
n 
 Tác dụng : Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều . 
 Khi một hiệu điện thê ́ xoay chiều được đặt vào mạch , thi ̀ dòng điện chỉ chạy qua mạch ở nửa chu ki ̀ mà lớp chuyển tiếp p-n được mắc theo chiều thuận (p được nối với cực dương còn n được nối với cực âm của nguồn điện ) 
Ở nửa chu ki ̀ sau , điôt được mắc theo chiều ngược . Dòng điện chạy trong mạch là rất nhỏ và có thể bỏ qua. 
Dòng điện qua điện trở tải 
thực tế chỉ chạy theo một 
chiều . 
a) Điôt chỉnh lưu : 
b) Phôtô điôt : 
Ánh sáng thích hợp chiếu vào lớp chuyển tiếp p-n tạo thêm các cặp electron - lỗ trống . 
Do đó , nếu điôt mắc vào hiệu điện thế ngược , thì dòng điện ngược qua lớp chuyển tiếp p-n tăng lên rõ rệt khi có ánh sáng . 
Người ta ứng dụng điều này để chế tạo ra phôtô điôt dùng làm cảm biến ánh sáng 
Phôtô điôt biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện . 
R 
c) Pin mặt trời : 
- Khi ánh sáng mặt trời làm phát sinh các cặp electron- lỗ trống ở lớp chuyển tiếp p-n , thì điện trường trong E 1 có tác dụng đẩy các lỗ trống sang phía bán dẫn p và các electron sang phía bán dẫn n giữa hai đầu của điôt có một hiệu điện thế . 
- Điôt được chiếu sáng trở thành một nguồn điện , với phía p là cực dương , phía n là cực âm . Đó là pin quang điện 
Các tấm pin quang điện dùng để chuyển năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện gọi là pin mặt trời . 
d) Điôt phát quang : 
Nếu điôt được chế tạo từ những vật liệu bán dẫn thích hợp , thì khi dòng điện thuận chạy qua điôt , ở lớp chuyển tiếp p-n có ánh sáng phát ra . Đó là điôt phát quang (LED – Light Emiting Diode). 
Laze bán dẫn cũng hoạt động trên cơ 
sở sự phát quang ở lớp chuyển tiếp p-n . 
e) Pin nhiệt điện bán dẫn : 
Cặp nhiệt điện làm từ hai thanh bán dẫn khác loại (n và p) có thể có hệ số nhiệt điện động α T lớn hơn hàng trăm so với cặp nhiệt điện kim loại . 
Pin nhiệt điện dùng trong thực tế đều được làm bằng bán dẫn . 
2. Tranzito : 
a) C ấu tạo : 
Là một dụng cụ bán dẫn có 2 lớp chuyển tiếp p – n, gồm 3 khu vực bán dẫn p-n-p , n-p-n . Khu vực ở giữa có chiều dày rất nhỏ ( vài µ m) và có mật độ hạt tải điện thấp . 
Ba cực của tranzito được gọi là cực phát E (hay Êmitơ ), cực gốc B (hay bazơ ) và cực góp C (hay colectơ ). 
Kí hiệu : 
C 
B 
E 
C 
B 
E 
MỘT SỐ LOẠI TRANZITO 
b) Hoạt động : 
Để Tranzito làm việc được người ta mắc nó như hình vẽ 
Nguồn điện E 1 làm cho lớp chuyển tiếp E-B được phân cực thuận 
Nguồn điện E 2 lớn hơn E 1 từ 5 đến 10 lần , làm cho lớp chuyển tiếp B-C được phân cực ngược . 
Tỉ số β = g ọi l à h ệ s ố khu ế ch đại d ò ng đ i ệ n 
β th ườ ng c ó gi á tr ị t ừ v ài ch ụ c đế n v ài tr ă m 
Nếu hiệu điện thế giữa cực E và B biến thiên một lượng Δ U EB thì hiệu điện thế giữa hai đầu R biến thiên một lượng 
Δ U c = Δ I C .R = β . Δ I B .R 
l ớn hơn Δ U EB nhiều lần 
I c 
I B 
I C ( mA ) 
U CE (V) 
2 
I B = 80 µ A 
I B = 60 µ A 
I B = 40 µ A 
I B = 20 µ A 
I B = 0 µ A 
0 
3 
4 
5 
6 
-1 
-2 
-3 
-4 
-5 
Họ đặc tuyến ra của Tranzito p-n-p 
Biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng I C vào hiệu điện thế U CE với các giá trị khác nhau của I B 
 Khi dòng IB=0: Tranzito ở trạng thái ngắt . 
 Khi dòng IB có giá trị lớn và IC đạt giá trị cực đại : Tranzito ở trạng thái bão hoà . 
 Chúc các em học tập 
thật tốt .