Chương 4: §ièt æn ¸p a. CÊu t¹o: - §ièt æn ¸p cã cÊu t¹o nh- ®ièt th-êng nh-ng c¸c chÊt b¸n dÉn ®-îc pha chÕ t¹p chÊt víi tØ lÖ cao h¬n ®ièt th-êng. §ièt æn ¸p th-êng lµ lo¹i silicium. N P P N P N H×nh 1.30: CÊu t¹o vµ ký hiÖu cña ®ièt æn ¸p. b. Đặc tính: * Đ-ờng đặc tính của điốt ổn áp. Từ đ-ờng đặc tính của điốt ổn áp ta thấy: +Điốt ổn áp cũng có điện trở thuận nh- điốt th-ờng. +Trong giới hạn điện áp nghịch nhất định (nhỏ hơn U Z ) điốt có trị số điện trở nghịch rất lớn nh- các điốt nắn dòng bình th-ờng, nh-ng khi điện áp nghịch v-ợt quá trị số điện áp tới hạn ( điện áp ổn định) của điốt, điện trở nghịch của nó giảm xuống rất đột ngột (từ rất lớn xuống rất nhỏ). Rõ ràng nhìn vào đ-ờng đặc tính ta thấy nó làm việc ở hai chế độ: - ở chế độ phân cực thuận điốt hoạt động nh- điốt th-ờng. - ở chế độ phân cực ng-ợc: Khi hai điốt hoạt động qua giới hạn điện áp đánh thủng U Z dòng điện qua điốt tăng mạnh (dòng I c ) và nó sẽ chuyển sang chế độ đánh thủng. 1.2.5. Điốt điều khiển. a. Cấu tạo: Điốt điều khiển có lớp tiếp giáp P N chế tạo đặc biệt, bề rộng miền điện tích có thể thay đổi đ-ợc khi điện áp phân cực ng-ợc thay đổi. Bề rộng của miền điện tích phụ thuộc vào điện áp Hình 1.31. Đ-ờng đặ c tính của điốt ổn áp. phân cực ng-ợc đặt vào điốt khi thay đổi điện áp đặt vào điốt điều khiển, thì ta thay đổi đ-ợc điện dung trên điốt. - Kí hiệu: CD Hình 1.32: Ký hiệu của điốt điều khiển. b. ứng dụng: Điốt điều khiển dùng chủ yếu trong mạch cộng h-ởng. c. Đặc tính của điốt điều khiển. - Lớp tiếp giáp N-P có miền điện tích không gian tạo thành một hàng rào năng l-ợng ngăn không cho các điện trở từ vùng N sang vùng P. Hình thành một lớp cách điện xem nh- lớp điện môi có giá trị điện dung CD đ-ợc tính theo công thức: CD = S/d. Trong đó: d Bề rộng miền điện tích không gian thay theo điện áp đặt vào điốt. Hằng số điện môi. S Tiết diện. ID Vr max VD Vf Hình 1.33: Đặc tính của điốt điều khiển. 1.2.6. Tranzistor a. Khái niệm Tranzistor là linh kiện bán dẫn có ba chân ra, mà tín hiệu đầu ra đ-ợc điều khiển bởi tín hiệu đầu vào, để khuếch đại tín hiệu và chuyển mạch. b. CÊu t¹o E C E C N P N P N P B B E C E C B B E C E C B B C288 E B C E B C E B C H×nh 1.34: Ký hiÖu vµ h×nh d¹ng cña tranzistor. - Tranzistor gồm 2 chất bán dẫn ghép với nhau hình thành hai lớp tiếp giáp P N nằm ng-ợc chiều nhau, giống nh- hai điốt nối ng-ợc chiều nhau. - Nếu hai điốt có chung nhau vùng bán dẫn loại P thì ta có loại NPN - Nếu hai điốt có chung nhau vùng bán dẫn loại N thì ta có loại PNP - Cực nối với vùng bán dẫn chung gọi là cực gốc (Base) viết tắt là B. Còn hai đầu còn lại là cực phát Emiter (E) và cực góp Côlectơ( C). c. Ph-ơng pháp đo thử tranzistor. * Ph-ơng pháp kiểm tra tranzistor còn tốt hay đã hỏng. Dùng đồng hồ vạn năng đ-a về thang đo Rx1000, đo điện trở các cặp chân BE, BC, CE. Nếu trị số đo đ-ợc nh- bảng d-ới đây là tranzistor còn tốt. Tranzistor loại Ge Tranzistor loại Si R thuận R nghịch R thuận R nghịch BE Vài 100 Vài 500 K chục BC Vài 100 500 K Vài chục CE Vài 100 500 K Bảng 1-5: Thông số chuẩn khi đo tranzistor. Nếu đo điện trở các cặp cực BE, BC, CE. Có trị số khác bảng là tranzisto bị hỏng. C288 E C B Hình 1.35: Ph-ơng pháp đo thử tranzistor. * Ph-ơng pháp xác định các cặp cực B, C, E của tranzistor. Khi gặp tranzistor bị mất mã hiệu ta dùng đồng hồ để xác định các cực của nó. - Dùng đồng hồ vạn năng bật ở nấc Rx1K. Ta đo hai chân bất ký của tranzistor mà kết quả đo ng-ợc, đo xuôi kim đều không lên hoặc chỉ nhích một chút thì chân đó là cực C và E. Chân còn lại là cực B. Cách xác định chân E và C của tranzistor. Đo điện trở ( d-ơngvới B, âm với E) giữa B và cực còn lại nếu kim chỉ lớn hơn là chân C, chân nào có điện trở nhỏ hơn là chân E. E C B Hình 1.36: Ph-ơng pháp xác định các cặp cực B, C, E của tranzistor. d) Mạch điện nghiên cứu tranzitor. a) b) Hình 1.37. Mạch điện nghiên cứu tranzitor Nếu mắc tranzitor vào mạch điện nghiên cứu (nh- hình a) ta thấy: A564 - Khi đóng hoặc mở công tắc K dòng điện cực góp I C đều hầu nh- bằng không nghĩa là điện trở tiếp giáp R EC của tranzitor lúc này rất lớn và coi nh- đạt trị số cực đại R EC max . Hai cực E và C của tranzitor lúc này có tác dụng nh- hai đầu của một công tắc hiện đang ở vị trí cắt điện, nghĩa là tranzitor đóng không cho dòng điện đi qua. - Nếu đ-a điện áp điều khiển vào cực gốc B của tranzitor (nh- hình b) ta thấy ampe kế A 1 chỉ dòng điện điều khiển I B , còn ampe kế A 2 chỉ dòng điện cực góp I C . Khi tăng dần điện áp điều khiển U EB thì dòng I B tăng dần và dòng I C cũng tăng dần. Cứ tiếp tục tăng dần U EB để tăng dần I B đến một lúc mặc dầu I B tiếp tục tăng nh-ng dòng I C không tăng nữa, lúc đó điện trở R EC của tranzitor coi nh- đạt trị số cực tiểu R EC min . Hai cực E và C của tranzitor lúc này có thể coi nh- hai đầu của một công tắc điện đang ở vị trí đóng mạch nghĩa là tranzitor mở cho dòng điện đi qua. - So sánh về mặt trị số các dòng điện I B và I C ta thấy dòng I C lớn hơn gấp nhiều lần so với dòng điện điều khiển I B . Điều đó nói nên tác dụng của tranzitor là có thể dùng dòng điện nhỏ (dòng điều khiển I B ) để điều khiển dòng điện lớn (dòng làm việc I C ) . Tỉ số I C / I B = K chính là hệ số khuyếch đại của tranzistor. . N-P có miền điện tích không gian tạo thành một hàng rào năng l-ợng ngăn không cho các điện trở từ vùng N sang vùng P. Hình thành một lớp cách điện xem nh- lớp điện môi có giá trị điện dung CD. giá trị điện dung CD đ-ợc tính theo công thức: CD = S/d. Trong đó: d Bề rộng miền điện tích không gian thay theo điện áp đặt vào điốt. Hằng số điện môi. S Tiết diện. ID Vr max VD . tranzitor Nếu mắc tranzitor vào mạch điện nghiên cứu (nh- hình a) ta thấy: A5 64 - Khi đóng hoặc mở công tắc K dòng điện cực góp I C đều hầu nh- bằng không nghĩa là điện trở tiếp giáp R EC của tranzitor