Bài giảng môn Công nghệ lớp 12 - Bài 4: Linh kiện bán dẫn và IC

Nội dung text: Bài giảng môn Công nghệ lớp 12 - Bài 4: Linh kiện bán dẫn và IC

1. Phần KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ
2. Bài LINH KIỆN BÁN DẪN VÀ IC Mục tiêu: - Biết cấu tạo, kí hiệu, phân loại, công dụng của một số linh kiện bán dẫn và IC - Biết nguyên lý làm việc của điôt, tranzito, tirixto và triac
3. I - CHẤT BÁN DẪN
4. I - CHẤT BÁN DẪN LOẠI N Bán dẫn loại N (Negative) ✓ Các hạt tải điện chủ yếu là Electron ở vùng dẫn ✓ Phần tử tải điện thứ yếu là lỗ trống ở vùng hóa trị
5. I - CHẤT BÁN DẪN LOẠI P Bán dẫn loại P (Positive) ✓ Các hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống ở vùng hóa trị ✓ Phần tử tải điện thứ yếu là Electron ở vùng dẫn
6. I - DIODE BÁN DẪN 1. Công dụng: ➢ Biến dòng điện xoay chiều thành một chiều ➢ Ổn định điện áp một chiều 2. Cấu tạo: ➢ Là linh kiện bán dẫn có một tiếp giáp P - N ➢ Vỏ bằng nhựa, thủy tinh hoặc kim loại ➢ Có hai dân dẫn ra là hai điện cực: anôt (A) và catôt (K)
7. I - DIODE BÁN DẪN
8. I - DIODE BÁN DẪN 3. Phân loại: ➢ Điôt tiếp điểm: ▪ Chỗ tiếp giáp P-N là một điểm rất nhỏ ▪ Cho dòng điện nhỏ đi qua ▪ Dùng để tách sóng hoặc trộn tần Diode 1N4148
9. I - DIODE BÁN DẪN 3. Phân loại: ➢ Điôt tiếp mặt: ▪ Chỗ tiếp giáp P-N có diện tích lớn ▪ Cho dòng điện lớn đi qua ▪ Dùng để chỉnh lưu Diode 1N5408
10. I - DIODE BÁN DẪN 3. Phân loại: ➢ Điôt ổn áp (diode Zener): ▪ Được chế tạo để làm việc ở vùng đánh thủng của đặc tuyến Volt-Ampere mà không hỏng. ▪ Công tác ở chế độ phân cực ngược ▪ Dùng trong mạch ổn áp Diode 1N4742A
11. I - DIODE BÁN DẪN 3. Phân loại: ➢ Điôt chỉnh lưu: ▪ Biến đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều ▪ Công tác ở chế độ phân cực thuận ▪ Dùng trong mạch chỉnh lưu Diode 1N5408
12. I - DIODE BÁN DẪN 4. Ký hiệu: 5. Số liệu kĩ thuật: ➢ I định mức của diode ➢ Ung lớn nhất cho phép đặt lên 2 điện cực
13. II – TRANSISTORS
14. II – TRANSISTORS 1. Công dụng: ➢ Dùng để khuếch đại tín hiệu ➢ Để tạo sóng, tạo xung 2. Cấu tạo: ➢ Là linh kiện bán dẫn có hai tiếp giáp P - N ➢ Vỏ bằng nhựa hoặc kim loại ➢ Có ba dây dẫn ra là ba điện cực: Emittor (E), Base (B), Collector (C)
15. II – TRANSISTORS 2. Cấu tạo:
16. II – TRANSISTORS 2. Cấu tạo: ➢ Miền Emittor (E) ▪ Có nồng độ tạp chất lớn nhất ▪ Cực nối với miền này gọi là cực emittor (cực phát) ➢ Miền Base (B) ▪ Có nồng độ tạp chất nhỏ nhất, độ dày cỡ µm ▪ Cực nối với miền này gọi là cực base (cực gốc) ➢ Miền Collector (C) ▪ Có nồng độ tạp chất trung bình ▪ Cực nối với miền này gọi là cực Collector (cực góp)
17. II – TRANSISTORS 3. Kí hiệu:
18. II – TRANSISTORS 4. Nguyên lý làm việc:
19. II – TRANSISTORS
20. II – TRANSISTORS 4. Nguyên lý làm việc:
21. II – TRANSISTORS 4. Nguyên lý làm việc: ➢ Lớp tiếp giáp emittor JE phân cực thuận: ▪ Hạt đa số (lỗ trống) phun qua JE ▪ Tạo nên dòng emittor (IE) tràn qua vùng base hướng tới JC. ➢ Tại miền base : ▪ Một số ít lỗ trống (+) kết hợp với electron (-). ▪ Tạo nên dòng điện cực base (IB) ▪ Cấu tạo mỏng nên gần như các hạt đa số xuất phát từ miền E khuếch tán tới được bờ của JC.
22. II – TRANSISTORS 4. Nguyên lý làm việc: ➢ Tại miền collector : ▪ Hạt đa số được điện trường gia tốc (do JC phân cực ngược), kéo qua miền collector đến cực C. ▪ Tạo nên dòng điện IC
23. II – TRANSISTORS 4. Nguyên lý làm việc: ➢ Mối quan hệ giữa các dòng điện trong transistor IE = IB + IC ➢ Hệ số truyền đạt: để đánh giá mức hao hụt dòng khuếch tán qua miền base 훼 = 훼 ≤ 1
24. II – TRANSISTORS 4. Nguyên lý làm việc: ➢ Hệ số khuếch đại: để đánh giá tác dụng điều khiển của dòng IB đối với IC 훽 = ➢ Hệ số 훽 từ vài chục đến vài trăm, 훽 càng lớn, khả năng khuếch đại của transistor càng lớn. 훽 I = I (1+ 훽) 훼 = E B 1 + 훽
25. II – TRANSISTORS 5. Số liệu kỹ thuật :
26. II – TRANSISTORS 5. Số liệu kỹ thuật: ➢ Dòng điện định mức của transistor: IB, IC ➢ Điện áp định mức UCE Single Stage Common Emitter Amplifier Circuit
27. II – TRANSISTORS 6. Cách mắc transistor :
28. III – THYRISTOR 1. Công dụng: ➢ Dùng trong mạch chỉnh lưu có điều khển pha bằng cách thay đổi thời gian cho xung kích vào cực cửa G 2. Cấu tạo: ➢ Là linh kiện bán dẫn có ba tiếp giáp P - N ➢ Vỏ bằng nhựa hoặc kim loại ➢ Có ba dây dẫn ra là ba điện cực: anôt (A), catôt (K) và điều khiển (G)
29. II – THYRISTOR 2. Cấu tạo:
30. II – THYRISTOR 2. Cấu tạo:
31. III – THYRISTOR 3. Nguyên lý làm việc: Sơ đồ tương đương của thyristor
32. III – THYRISTOR
33. III – THYRISTOR 3. Nguyên lý làm việc: ➢ Khi phân cực ngược thyristor UAK<0: ▪ Coi như 2 diode phân cực ngược mắc nối tiếp J1,J3 ▪ Dòng qua thyristor là dòng dò ngược của diode. ▪ Tăng điện áp ngược tới 1 giá trị nhất định 2 chuyển tiếp J1,J3 sẽ bị đánh thủng, sẽ làm hỏng thyristor
34. III – THYRISTOR 3. Nguyên lý làm việc: ➢ Khi phân cực thuận thyristor UAK>0 : Trường hợp cực G để hở (IG=0) ▪ Chuyển tiếp J1,J3 phân cực thuận, J2 phân cực ngược ▪ Khi +UAK còn nhỏ, dòng qua thyristor là dòng dò ngược của J2 ▪ Khi +UAK tăng dần tới điện áp đánh thủng của J2, Thyristor chuyển sang trạng thái mở
35. III – THYRISTOR 3. Nguyên lý làm việc: ➢ Khi phân cực thuận thyristor UAK>0 : Trường hợp cực G có UGK>0 ▪ Dòng IG = IB1 vào cực base của transitor T1 ▪ Dòng IB1 làm transitor T1 dẫn tạo ra dòng IC1 ▪ Dòng IC1 = IB2 làm transitor T2 dẫn tạo ra dòng IC2 ▪ Dòng điện chạy từ A sang K ▪ Dòng IC2 = IB1 lại cung cấp cho transitor T1, do đó thyristor tự duy trì trạng thái mà không cần dòng IG
36. III – THYRISTOR 3. Nguyên lý làm việc: Thyristor Phase Control
37. III – THYRISTOR 4. Số liệu kỹ thuật: ➢ IAK định mức, UAKđịnh mức ➢ UGKđịnh mức, IGKđịnh mức
38. IV – TRIAC VÀ DIAC 1. Công dụng: ➢ Dùng trong mạch điều khển các thiết bị điện trong các mạch xoay chiều 2. Cấu tạo: ➢ Là linh kiện bán dẫn ➢ Vỏ bằng nhựa hoặc kim loại ➢ Triac có là 3 điện cực: A1, A2, G ➢ Diac cấu tạo giống triac nhưng không có cực G
39. IV – TRIAC VÀ DIAC 2. Cấu tạo, kí hiệu:
40. IV – TRIAC VÀ DIAC 3. Nguyên lý làm việc: Sơ đồ tương đương của triac
41. IV – TRIAC VÀ DIAC 3. Nguyên lý làm việc:
42. IV – TRIAC VÀ DIAC 3. Nguyên lý làm việc: ➢ Khi cực G và A1 có điện thế (+) so với A2: ▪ Thyristor tương đương Q1 và Q2 mở ▪ Khi đó A1 là catôt và A2 là anôt ▪ Dòng điện chạy từ A1 sang A2 ➢ Khi cực G và A2 có điện thế (+) so với A1: ▪ Thyristor tương đương Q3 và Q4 mở ▪ Khi đó A2 là catôt và A1 là anôt ▪ Dòng điện chạy từ A2 sang A1
43. IV – TRIAC VÀ DIAC Triac Switching Circuit
44. IV – TRIAC VÀ DIAC 4. Kí hiệu:
45. IV – TRIAC VÀ DIAC 5. DIAC:
46. IV – TRIAC VÀ DIAC 5. DIAC: Nguyên lý làm việc: ➢ Diac không có cực điều khiển nên được kích mở bằng cách nâng cao điện áp đặt vào 2 cực
47. IV – TRIAC VÀ DIAC Diac AC Phase Control
48. V- QUANG ĐIỆN TỬ
49. V- QUANG ĐIỆN TỬ Photodiode
50. V- QUANG ĐIỆN TỬ Phototransistor
51. V- QUANG ĐIỆN TỬ Dùng trong mạch ACDET trên Bo Điều Hòa Mono
52. VI- VI MẠCH TỔ HỢP (IC)
53. VI- VI MẠCH TỔ HỢP (IC) ➢ IC là vi mạch điện tử tích hợp các loại linh kiện như điện trở, tụ điện, diode, transistor trên nền chất bán dẫn Si. ➢ IC chia làm hai nhóm ▪ IC tương tự dùng để khuếch đại, tạo dao động ▪ IC số dùng trong thiết bị tự động, xung số ➢ Tra sổ tay để lắp mạch cho đúng ➢ Đếm chân IC theo quy ước hình 4-9
54. VI- VI MẠCH TỔ HỢP (IC) AUDIO IC - LA4138
55. VI- VI MẠCH TỔ HỢP (IC)