LỜI NÓI ĐẦU Cấu kiện điện tử môn học nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc tính, so đồ tương đương số ứng dụng linh kiện sử dụng mạch điện tử để thực chức kỹ thuật phận thiết bị điện tử chuyên dụng thiết bị điện tử dân dụng Cấu kiện điện tử có nhiều loại thực chức khác mạch điện tử Muốn tạo thiết bị điện tử phải sử dụng nhiều linh kiện điện tử, từ linh kiện đơn giản điện trở, tụ điện, cuộn dây đến linh kiện thiếu điốt, transistor linh kiện điện tử tổ hợp phức tạp Chúng đấu nối với theo sơ đồ mạch thiết kế, tính toán khoa học để thực chức thiết bị thông thường máy radio cassettes, tivi, máy tính, thiết bị điện tử y tế đến thiết bị thông tin liên lạc tổng đài điện thoại, trạm thu - phát thông tin hay thiết bị vệ tinh vũ trụ v.v Nói chung cấu kiện điện tử loại linh kiện tạo thiết bị điện tử chúng quan trọng đời sống khoa học kỹ thuật muốn sử dụng chúng cách hiệu phải hiểu biết nắm đặc điểm chúng Bài giảng "Cấu kiện điện" biên soạn để làm tài liệu giảng dạy học tập cho sinh viên chuyên ngành Điện – Điện tử, Điện tử - Viễn thông, đồng thời giảng sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên chuyên ngành kỹ thuật khác Bài giảng viết theo chương trình đề cương môn học "Cấu kiện điện tử" Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông ban hành tháng 6/2009 Nội dung giảng trình bày cách rõ ràng, có hệ thống kiến thức đại vật liệu cấu kiện điện tử sử dụng ngành Điện, Điện tử, Viễn thông, CNTT… Bài giảng "Cấu kiện điện tử" gồm chương + Chương 1: Giới thiệu chung cấu kiện mạch điện tử + Chương 2: Vật liệu điện tử + Chương : Cấu kiện thụ động + Chương 4: Điốt bán dẫn + Chương 5: Transistor lưỡng cực – BJT + Chương 6: Transistor hiệu ứng trường FET + Chương 7: Thyristor + Chương 8: Cấu kiện quang điện tử + Chương 9: Giới thiệu công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn Trong từ chương đến chương chương giảng viên Đỗ Mạnh Hà biên soạn, chương giảng viên Trần Thị Thúy Hà biên soạn, chương phần tập chương giảng viên Trần Thục Linh biên soạn, giảng viên Phạm Văn Sự giảng viên Nguyễn Văn Thuận phản biện Trong tập giảng tác giả sử dụng nhiều tài liệu tham khảo biên soạn theo trật tự logic định Tuy nhiên, thời gian biên soạn ngắn,tập giảng thiếu sót hạn chế Chúng mong nhận góp ý nhà chuyên môn, bạn đồng nghiệp, sinh viên, bạn đọc quan tâm để bổ sung hoàn chỉnh tập giảng "Cấu kiện điện tử" tốt Các ý kiến đóng góp xin gửi đến Bộ môn Kỹ thuật điện tử - Khoa kỹ thuật điện tử 1, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông, km 10 đường Nguyễn Trãi, Hà Đông, Hà Nội Xin chân thành cảm ơn! Nhóm tác giả Mục lục MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3  MỤC LỤC 5  CHƯƠNG .12  GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẤU KIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN TỬ 12  1.1 KHÁI NIỆM CHUNG .12  1.1.1 Vai trò khái niệm kỹ thuật trừu tượng .12  1.1.2 Tín hiệu 13  1.1.3 Khái niệm cấu kiện, mạch, hệ thống điện tử 17  1.2 CÁC MÔ HÌNH PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN 20  1.2.1 Các phần tử tuyến tính R, L, C 21  1.2.2 Mô hình nguồn điện 23  1.2.3 Một số ký hiệu phần tử khác sơ đồ mạch điện .24  1.3 PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN 24  1.3.1 Phương pháp dùng định luật Kirchhoff : KCL, KVL (m1) .24  1.3.2 Phương pháp dùng luật kết hợp (Composition Rules) 26  1.3.3 Dùng biến đổi tương đương Thevenin, Norton 27  1.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẠCH PHI TUYẾN 28  1.4.1 Phương pháp phân tích 29  1.4.2 Phương pháp đồ thị 29  1.4.3 Phương pháp phân tích gia số (Phương pháp tín hiệu nhỏ - small signal method) 30  1.5 PHÂN LOẠI CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 32  1.5.1 Phân loại dựa đặc tính vật lý: 32  1.5.2 Phân loại dựa theo lịch sử phát triển công nghệ điện tử: 33  1.5.3 Phân loại dựa chức xử lý tín hiệu: 33  1.5.4 Phân loại dựa vào ứng dụng: 33  1.5.5 Phân loại theo đặc tính điện .34  CÂU HỎI ÔN TẬP 34  CHƯƠNG – VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ 36  2.1 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ 36  2.1.1 Cơ sở vật lý vật liệu điện tử 36  2.1.2 Phân loại vật liệu điện tử 40  2.2 CHẤT CÁCH ĐIỆN 40  Mục lục 2.2.1 Định nghĩa 40  2.2.2 Các tính chất chất điện môi 40  2.2.3 Phân loại chất điện môi 42  2.3 CHẤT DẪN ĐIỆN 43  2.3.1 Định nghĩa 43  2.3.2 Các tính chất chất dẫn điện 44  2.4 VẬT LIỆU TỪ 47  2.4.1 Định nghĩa 47  2.4.2 Các tính chất đặc trưng cho vật liệu từ 48  2.4.3 Phân loại ứng dụng vật liệu từ 52  2.5 THẠCH ANH VÀ ỨNG DỤNG 55  2.6 CHẤT BÁN DẪN 56  2.6.1 Định nghĩa chất bán dẫn 56  2.6.2 Chất bán dẫn nguyên chất (Intrinsic semiconductor) 57  2.6.3 Chất bán dẫn không 64  CÂU HỎI ÔN TẬP 72  BÀI TẬP 73  CHƯƠNG – CẤU KIỆN THỤ ĐỘNG 75  3.1 ĐIỆN TRỞ (Resistor) 75  3.1.1 Định nghĩa 75  3.1.2 Cấu tạo điện trở 76  3.1.3 Các tham số kỹ thuật đặc trưng điện trở 76  3.1.4 Cách ghi đọc tham số thân điện trở 80  3.1.5 Điện trở cao tần mạch tương đương 82  3.1.6 Phân loại điện trở 83  3.1.7 Một số điện trở đặc biệt 85  3.1.8 Hình ảnh số loại điện trở thực tế 87  3.2 TỤ ĐIỆN (Capacitor) 90  3.2.1 Định nghĩa 90  3.2.2 Cấu tạo Tụ điện 90  3.2.3 Các tham số kỹ thuật đặc trưng tụ điện 91  3.2.4 Ký hiệu tụ điện 93  3.2.5 Cách ghi đọc tham số tụ điện 93  3.2.6 Tụ điện cao tần mạch tương đương: 95  3.2.7 Phân loại 96  Mục lục 3.2.8 Ứng dụng tụ điện .98  3.8.9 Hình ảnh số loại tụ thực tế 99  3.3 CUỘN CẢM (Inductor) 103  3.3.1 Định nghĩa 103  3.3.2 Cấu tạo cuộn cảm 103  3.3.3 Ký hiệu cuộn cảm 104  3.3.4 Các tham số kỹ thuật đặc trưng cuộn dây 104  3.3.5 Cách ghi đọc tham số cuộn dây 105  2.3.6 Phân loại .107  3.5.7 Hình ảnh số loại cuộn cảm thực tế .108  3.4 BIẾN ÁP (Transformer) 109  3.4.1 Định nghĩa cấu tạo biến áp 109  3.4.2 Nguyên lý hoạt động biến áp 109  3.4.3 Các tham số kỹ thuật biến áp 110  3.4.4 Ký hiệu biến áp 111  3.4.5 Phân loại ứng dụng 112  3.4.6 Thiết kế biến áp nguồn 115  3.5 CÁC LOẠI LINH KIỆN KHÁC .118  CHƯƠNG – ĐIỐT .121  4.1 TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN Ở ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG NHIỆT 121  4.1.1 Chất bán dẫn nồng độ pha tạp không đồng .121  4.1.2 Quan hệ Boltzman (Quan hệ điện tĩnh điện φ(x) nồng độ hạt tải điện) 125  4.2 TIẾP GIÁP PN .126  4.2.1 Giới thiệu chung 127  4.2.2 Chuyển tiếp PN trạng thái cân nhiệt 127  4.2.3 Chuyển tiếp PN có điện áp phân cực 133  4.2.4 Đặc tuyến V-A tiếp giáp PN 137  5.2.5 Cơ chế đánh thủng chuyển tiếp PN 141  4.2.6 Điện dung chuyển tiếp PN .142  4.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỐT BÁN DẪN 143  4.4 ĐIỐT CHỈNH LƯU 145  4.4.1 Cấu tạo 145  4.4.2 Nguyên lý hoạt động 145  Mục lục 4.4.3 Đặc tuyến Vôn-Ampe 146  4.4.4 Các tham số tĩnh Điốt chỉnh lưu 147  4.4.5 Mô hình tương đương Điốt chỉnh lưu 152  4.4.6 Một số hình ảnh Điốt chỉnh lưu 157  4.5 ĐIỐT ỔN ÁP 157  4.5.1 Cấu tạo chung 157  4.5.2 Các tham số Điốt ổn áp: 159  4.6 ĐIỐT BIẾN DUNG VARICAP (VARACTOR) 161  4.7 CÁC LOẠI ĐIỐT ĐẶC BIỆT KHÁC 163  4.8 MỘT SỐ MẠCH ỨNG DỤNG ĐIÔT 164  BÀI TẬP 171  CHƯƠNG – TRANSISTOR LƯỠNG CỰC (BJT) 182  GIỚI THIỆU CHUNG 182  5.1 CẤU TẠO, KÝ HIỆU CỦA BJT 183  5.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BJT 185  5.2.1 BJT làm việc chế độ tích cực (Forward Active) 186  5.2.2 BJT làm việc chế độ đảo (Reverse) 195  5.2.3 BJT làm việc chế độ ngắt (Cut-off ) 196  5.2.4 BJT chế độ bão hòa (Saturation) 196  5.3 MÔ HÌNH Ebers-Moll 198  5.4 CÁC CÁCH MẮC BJT VÀ CÁC HỌ ĐẶC TUYẾN TƯƠNG ỨNG 201  5.4.1 Các cách mắc BJT 201  5.4.2 Các tham số đặc trưng cho BJTở chế độ mắc 202  5.4.3 BJT npn mắc cực phát chung – CE 202  5.4.4 BJT npn mắc cực gốc chung – CB 205  5.4.5 BJT npn mắc cực góc chung - CC 206  5.5 PHÂN CỰC CHO BJT 208  5.5.1 Khái niệm phân cực cho chế độ làm việc BJT 208  5.3.2 Mạch định thiên cực gốc (BB: Base Bias) 213  5.5.3 Mạch định thiên hồi tiếp âm 216  5.5.4 Mạch định thiên phân áp (VDB – Voltage – Divider Bias) 226  5.5.5 Phân cực kiểu bù 230  5.6 BJT TRONG CHẾ ĐỘ CHUYỂN MẠCH (chế độ xung) 233  5.7 CÁC MÔ HÌNH TƯƠNG ĐƯƠNG XOAY CHIỀU CỦA BJT 236  5.7.1 Mô hình tham số Hybrid (Hybrid parameter/h–Parameter Model) 237  Mục lục 5.7.2 Mô hình tương đương tín hiệu nhỏ hybrid-π 239  5.7.3 Mô hình tương đương re 244  5.7.4 Mô hình tương đương tín hiệu lớn 245  5.7.5 Mô hình Spice 247  5.8 THAM SỐ KỸ THUẬT CỦA BJT 250  5.9 PHÂN LOẠI BJT 252  5.10 ỨNG DỤNG CỦA BJT 252  BÀI TẬP 254  CHƯƠNG – TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG (FET) .276  6.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ FET .276  6.2 TRANSISTOR TRƯỜNG LOẠI TIẾP GIÁP – JFET 277  6.2.1 Cấu tạo JFET 277  6.2.2 Nguyên lý hoạt động JFET 278  6.2.3 Tham số nJFET 284  6.2.3 Các cách mắc JFET 287  6.2.4 Phân cực cho JFET 288  6.2.5 Các mô hình tương đương JFET .292  6.2.6 JFET làm việc chế độ chuyển mạch 295  6.2.7 Một số mạch ứng dụng đơn giản JFET 296  6.3 CẤU TRÚC MOS 297  6.3.1 Cấu tạo cấu trúc MOS .297  6.3.2 Cấu trúc MOS điều kiện cân nhiệt .298  6.3.3 Cấu trúc MOS có điện áp phân cực 301  6.3.4 Đặc tuyến Q-V .306  6.4 TRANSISTOR TRƯỜNG LOẠI CỰC CỬA CÁCH LY – IGFET 308  6.4.1 Giới thiệu chung IGFET 308  6.4.2 Cấu tạo ký hiệu MOSFET: D-MOSFET, E-MOSFET .309  6.4.3 Nguyên lý làm việc MOSFET .310  6.4.4 Các cách mắc MOFET 316  5.4.5 Định thiên cho MOSFET: D-MOSFET, E-MOSFET 317  6.4.6 Mô hình tương đương MOSFET: D-MOSFET, E-MOSFET 324  6.4.7 MOSFET làm việc chế độ chuyển mạch 327  6.5 CẤU TRÚC CMOS 330  BÀI TẬP 330  CHƯƠNG - THYRISTORS 350  Mục lục 7.0 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THYRISTORS 350  7.1 HIỆN TƯỢNG TRỄ 351  7.2 ĐIỐT SHOCKLEY 351  7.3 DIAC 357  7.4 CẤU KIỆN CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN SILIC (SCR- Silicon-Controlled Rectifier) 359  7.5 TRIAC 373  7.6 TRANSISTOR ĐƠN NỐI (Unijunction Transistor – UJT) 376  7.7 CHUYỂN MẠCH ĐIỀU KHIỂN SILIC (The Silicon-Controlled Switch - SCS) 382  7.8 THYRISTOR ĐIỀU KHIỂN BẰNG HIỆU ỨNG TRƯỜNG (Field-effect-controlled Thyristor) 383  TÓM TẮT CHƯƠNG 385  CHƯƠNG - CẤU KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ 389  8.1 PHẦN MỞ ĐẦU 389  8.1.1 Khái niệm chung kỹ thuật quang điện tử 389  8.1.2 Hệ thống thông tin quang 390  8.1.3 Vật liệu bán dẫn quang 391  8.2 CÁC CẤU KIỆN PHÁT QUANG 393  8.2.1 Sự tương tác ánh sáng vật chất 393  8.2.2 Diode phát quang (LED- Light Emitting Diode) 397  8.2.3 Điôt LASER 403  8.2.4 Mặt thị tinh thể lỏng (LCD) 408  Các linh kiện thu quang 410  8.3.1 Giới thiệu chung 410  8.3.2 Điện trở quang 410  8.3.3 Điôt quang (photodiode) 414  Tế bào quang điện 423  Transistor quang lưỡng cực 425  Thyrixto quang 428  Các ghép quang (Opto- Couplers) 430  CẤU KIỆN CCD (Charge Coupled Devices - Cấu kiện tích điện kép) 432  TÓM TẮT 434  CÂU HỎI ÔN TẬP 434  CHƯƠNG 436  GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẠCH TÍCH HỢP 436  9.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI MẠCH TÍCH HỢP 436  10 Mục lục 9.1.1 Định nghĩa .436  9.1.2 Phân loại 437  9.2 CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP: .438  9.3 QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ SẢN XUẤT VI MẠCH 440  9.4 ỨNG DỤNG VI MẠCH 446  9.4.1 Vi mạch tích hợp tương tự (Analog IC) 446  9.4.2 Vi mạch tích hợp số (Digital IC): 448  TÀI LIỆU THAM KHẢO 449  11 Chương - Giới thiệu chung cấu kiện mạch điện tử CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẤU KIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN TỬ • Khái niệm chung • Khái niệm cấu kiện, mạch, hệ thống điện tử • Các mô hình phần tử mạch điện • Tổng quan phương pháp phân tích mạch điện • Phương pháp phân tích mạch điện phi tuyến • Phân loại cấu kiện điện tử 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1 Vai trò khái niệm kỹ thuật trừu tượng Các lĩnh vực kỹ thuật (Engieering) cách sử dụng có mục đích lĩnh vực khoa học Khoa học có nhiệm vụ giải thích tượng tự nhiên Nghiên cứu khoa học thường gắn liền với thực nghiệm, định luật khoa học phát biểu ngắn gọn hay biểu thức giải thích số liệu thực nghiệm Các định luật vật lý xem lớp trừu tượng số liệu thực nghiệm người thực để không cần quan tâm đến chi tiết thực nghiệm số liệu đúc kết thành định luật Khái niệm kỹ thuật trừu tượng xây dựng với tập riêng mục đích ý nghĩ, chúng sử dụng ràng buộc thích hợp xuất Kỹ thuật điện – điện tử nhiều ngành kỹ thuật ngành sử dụng có mục đích phương trình Maxwell tượng điện từ trường Để thuận tiện cho việc sử dụng kết tượng điện từ trường, kỹ thuật điện – điện tử tạo lớp khái niệm trừu tượng phương trình Maxwell khái niệm linh kiện mạch điện thu gọn Trong giáo trình cung cấp mối liên hệ vật lý kỹ thuật điện – điện tử Bên cách có mối liên hệ chặt chẽ, thống điện tử viễn thông, khoa học máy tính đến kỹ thuật điện – điện tử Kỹ thuật điện – điện tử tảng cho phát triển hệ thống viễn thông, công nghệ thông tin ngược lại viễn thông công nghệ thông tin phát triển hỗ trợ đắc lực hiệu cho trình quản lý, xây dựng hệ thống điện – điện tử phức tạp Trải qua nhiều thập kỷ phát triển, kỹ thuật điện – điện tử phát triển tập khái niệm kỹ thuật trừu tượng cho phép chuyển lý thuyết khoa học vật lý chuyên 12 Chương - Cấu kiện quang điện tử 14 Một laser chế tạo từ Ga1-xAlxAs với x=0,07 có EG=1,5 eV Hãy tính độ dài bước sóng xạ ĐS: λ = 826,67nm 15 Một laser chế tạo từ Ga1-xAlxAs với x=0,15 có EG=1,6 eV Hãy tính độ dài bước sóng xạ ĐS: λ = 775nm 16 Một điốt quang thác (APD) có dòng điện quang sơ cấp 0,25µA dòng điện nhân quang 10µA Hỏi hệ số nhân M điốt bao nhiêu? ĐS: Mph = 40 435 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẠCH TÍCH HỢP • Khái niệm phân loại mạch tích hợp • Công nghệ tích hợp • Quy trình thiết kế sản xuất vi mạch • Ứng dụng 9.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI MẠCH TÍCH HỢP 9.1.1 Định nghĩa Hình 9.1 - Hình ảnh mạch tích hợp Vi mạch mạch điện gồm nhiều linh kiện Transistor, Điốt, điện trở, tích hợp miếng tinh thể có kích thước nhỏ, linh kiện liên kết với thực số chức định đóng gói bên plastic kim lọai, nên gọi mạch điện tích hợp hay IC (Integrated- Circuit) Điều đặc biệt IC kích thước IC vi xử lý MC 6800 chứa 68.000 transistor số linh kiện khác tập trung trêt bề mặt 1/4inch x1/4 inch tức 40mm Ưu điểm công nghệ chế tạo tạo IC có độ tin cậy cao, kích thước nhỏ, chứa nhiều phần tử , giá thành hạ, tiêu thụ công suất 436 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp 9.1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại Phân loại theo tính chất liệu xử lý IC : Người ta chia làm loại: a Vi mạch tương tự (Analog IC), gọi vi mạch tuyến tính (linear IC): Dùng để xử lý liệu liên tục (analog) thường có ký hiệu chữ A thêm ký hiệu hãng sản xuất Ví dụ: - TA : IC Analog hãng TOSHIBA - AN : IC Analog hãng NATIONAL - HA: IC Analog hãng HITACHI b Vi mạch số (Digital IC) Dùng để xử lý liệu rời rạc, gián đoạn (không liên tục) hay gọi tín hiệu số Vi mạch số thường có họ TTL CMOS: - Họ TTL (Transistor-Transistor-Logic): công nghệ chế tạo thập niên 70-80 với công nghệ vi mạch số sử dụng phần tử BJT, nguồn cung cấp thường 5V - Họ CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor): Lấy MOSFET làm phần tử Nguồn cung cấp khỏang 3-15V CMOS có công suất tiêu thụ thấp TTL hàng trăm lần Công nghệ chế tạo đơn giản hơn, nên ngày phát triển mạnh Thật với kỹ thuật chế tạo nay, IC thực đầy đủ chức a, b tạo vi mạch tính hiệu hỗn hợp Theo công nghệ chế tạo: Người ta phân loại vi mạch sau: - Vi mạch bán dẫn gọi vi mạch đơn khối (monolithic IC): phần tử tích cực hay thụ động chế tạo tinh thể bán dẫn mà thường Si (loại P N) vật liệu dùng làm đế, tích hợp phần tử khác - Vi mạch màng mỏng: đế làm ceramic thủy tinh cách điện Tất phần tử muốn tích hợp thực theo phương pháp bốc chân không để tạo 437 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp lắng đọng vật chất đế Ưu điểm lớn loại IC màng mỏng có cách ly tốt phần tử tích hợp - Vi mạch màng dày: phần tử R C hình thành đế bán dẫn phương pháp khác hình khuôn, transistor thêm vào tinh thể riêng rẽ - Vi mạch lai: việc tích hợp phần tử thực hai công nghệ chế tạo vi mạch bán dẫn vi mạch màng mỏng Đế thường ceramic đặc biệt transistor công suất lớn tích hợp Theo loại transistor có mặt vi mạch chia thành: - Vi mạch lưỡng cực; transistor tích hợp transistor lưỡng cực - Vi mạch MOS; transistor tích hợp transistor MOS Theo số phần tử tích hợp, phân loại thành: - Vi mạch SSI : số phần tử tích hợp < 12 - Vi mạch MSL : số phần tử tích hợp < 100 - Vi mạch LSI : số phần tử tích hợp < 1000 - Vi mạch VLSI : số phần tử tích hợp > 1000 Vi mạch LSI VLSI chủ yếu loại vi mạch MOS Vi mạch đơn khối sản xuất nhiều giá rẻ, thời gian chuyển mạch nhỏ, số phần tử tích hợp cao 9.2 CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP: Có loại IC sử dụng: Đơn tinh thể (monolithic IC), lớp mỏng hay lớp dày (thin or thick film IC), loại IC tạp lai (hybrid IC) Sơ lược công nghệ tích hợp: Phần 1: Bước đầu chế tạo linh kiện bán dẫn tạo chất bán dẫn (Ge, Si, GaAs) khiết Chất liệu ban đầu xử lý qua nhiều phản ứng hóa học tinh chế qua phương pháp vật lý (nung vùng, lọc chất dơ, phương pháp Czochralki tức cấy mầm xoay tạo thỏi) Cuối ta có thỏi bán dẫn nguyên chất dài từ đến 36”, đường kính từ đến 5”, cân cỡ 14 Kg Phần 2: Cắt lát (wafer’s cutting) Thỏi bán dẫn sau cát thành lát (wafer) mỏng, mỏng đến 1/1000 1inch, cắt dây tungten đường kính 0,001 inch dày 15µm tùy nhu cầu sản xuất 438 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp Phần 3: Xử lý lát móng để trở thành ba loại mạch kết: a Chế tạo IC đơn tinh thể (monolithic IC) : Chữ đơn tinh thể (monolithic) từ tổ hợp”monos”tức theo từ Hylạp “đơn” (một), “lithos” “đá”tức cấu trúc một”lát móng” (wafer) Mỗi IC (gọi “chip”) chiếm bề mặt 50 x 50mm thường kích thước tương đối thành phần IC transistor chiếm bề mặt 20µm x 12µm, điện trở 30µm x 6µm, diode 10µm x 15µm Các thành phần IC: + Điện trở : Thường điện trở mỏng nên gọi điện trở + Transistor: Thường dùng cấu trúc MOSFET + Tụ điện: Cấu trúc MOS Loại vi mạch bán dẫn sử dụng đơn tinh thể bán dẫn dùng làm vật liệu ban đầu, thể tích bề mặt tinh thể này, phần tử riêng rẽ tạo để thực chức xác định Các phần tử Điốt, transistor, tụ, điện trở tạo kỹ thuật plana plana epitaxi chúng cách điện với tiếp xúc PN phân cực nghịch lớp cách điện SiO2 Điện trở tiếp xúc PN phân cực nghịch Si lớn, khoảng vài trăm MW, nên loại cách điện tỏ đáng tin cậy đa số vi mạch Trong vi mạch bán dẫn đơn tinh thể, phần tử tích cực thụ động thực sở cấu trúc transistor lưỡng cực transistor MOS vi mạch lưỡng cực vi mạch MOS (kênh P, N hai) Mỗi phần tử vi mạch chiếm miền riêng rẽ tinh thể bán dẫn gọi miền cục cách điện với Để nối phần tử lại người ta phủ bề mặt tinh thể bán dẫn dây dẫn kim loại dạng màng mỏng Toàn tinh thể đặt vỏ kín có hệ cực để nối với linh kiện vi mạch khác Đơn tinh thể bán dẫn thường loại Si b Vi mạch màng Việc chế tạo vi mạch màng với đầy đủ thành phần vi mạch bán dẫn chưa thực cách hoàn chỉnh, tính phần tử tích cực nhiều nhược điểm Do vi mạch màng, người ta tạo phần tử thụ động, phần tử tích cực gắn thêm vào 439 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp c Vi mạch màng Epitaxi Vi mạch tích hợp màng epitaxi có ưu điểm vi mạch bán dẫn vi mạch màng Các vi mạch loại thực màng đơn tinh thể bán dẫn ngưng đọng đế cách điện Các màng đơn tinh thể cho phép sử dụng phương pháp công nghệ plana để tạo phần tử Hơn kỹ thuật quang khắc dùng để khắc Si cách phần tử (như transistor) cách điện hoàn toàn với phần tử khác điện trở đế, đó, liên kết phần tử thực cách phủ kim loại khắc axit có chọn lọc vi mạch bán dẫn 9.3 QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ SẢN XUẤT VI MẠCH Nhìn trình thiết hệ diễn đây: Mô Môtảtả hệ hệthống thống Yêu Yêucần cầnthiết thiếtkế kế Thiết kế hệ thống Thiết kế vật lý Thiết Thiếtkế kế Được đặt Được đặtvà định tuyến định tuyến Đóng gói Mô Môtảtả chức chứcnăng Thiết kế chức Technology Mapping Mô Môtảtả mức mứccổng cổng Sản xuất Tổng hợp Mô Môtảtảlogic logic X=(AB*CD)+ (A+D)+(A(B+C)) Y = (A(B+C)+AC+ D+A(BC+D)) Hình 9.2 - Quy trình thiết kế vi mạch Thiết kế hệ thống Phần thiết kế đặc biệt quan trọng, người thiết kế thường trưởng dự án Người thiết kế phải lý giải 100% hệ thống thiết kế Người thiết kế cần phải hiểu rõ nguyên lý hoạt động toàn hệ thống, đặc điểm công nghệ, tốc độ xử lý, mức tiêu thụ lượng, cách bố trí pins, lược đồ khối, điều kiện vật lý kích thước, nhiệt độ, điện áp 440 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp Tất bước thiết kế system design diễn mà hỗ trợ đặc biệt từ công cụ chuyên dụng Sau có thiết kế (yêu cầu) hệ thống, trưởng dự án chia nhỏ công việc cho đội thiết kế Mỗi đội đảm nhận phận hệ thống, ví dụ đội CPU, đội bus, đội peripheral, đội phần mềm, đội test Thiết kế chức Phần bước system design, ví dụ cho đội CPU Team leader người định spec chi tiết CPU dựa yêu cầu hệ thống từ trưởng dự án Các design review diễn hàng tuần team leaders trưởng dự án Sau nhiều review, thảo luận vậy, spec chi tiết cho CPU hoàn thiện dạng document (word, pdf) với hàng trăm lược đồ khối (block diagram), biểu đồ thời gian (timing chart), loại bảng biểu Team leader chịu trách nhiệm chia nhỏ công việc cho thành viên đội Ví dụ người đảm nhận phần ALU, người đảm nhận phần Decoder, Tới lượt mình, thành viên sử dụng công cụ chuyên dụng để thiết kế phận (module) đảm nhận Trào lưu dùng ngôn ngữ thiết kế phần cứng (Verilog-HDL, VHDL, System-C ) để thực hóa chức logic Người ta gọi mức thiết kế thiết kế mức RTL (Register Transfer Level) Thiết kế mức RTL nghĩa không cần quan tâm đến cấu tạo chi tiết mạch điện mà trọng vào chức mạch dựa kết tính toán luân chuyển liệu register (flip-flop) Thông thường file text gọi file RTL (trường hợp viết ngôn ngữ Verilog VHDL) Để kiểm tra đắn mạch điện, người ta dùng công cụ mô ví dụ NC-Verilog (Native Code Verilog) hay NC-VHDL hãng Cadence, ModelSim hãng Mentor Graphics Quá trình debug lặp lặp lại máy tính thiết kế thoả mãn yêu cầu từ team leader Thành thành viên file RTL Team leader tổng hợp file RTL từ thành viên, ghép module với thành module lớn, RTL cho CPU Tới lượt team leader dùng simulator để mô kiểm tra tính đắn CPU, có vấn đề feedback lại cho thành viên yêu cầu họ sửa Sau test cẩn thận, toàn cấu trúc RTL nộp cho trưởng dự án Tương tự module khác: bus, peripherals, 441 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp Các module lại tiếp tục ghép với để cấu thành nên SoC hoàn chỉnh, bao gồm: CPU, system bus, peripherals SoC thành phần Function design Tổng hợp – Đặt – Định tuyến Đây bước chuyển RTLs thiết kế phần xuống mức thiết kế thấp Các chức mức trừu tượng cao (RTL) hoán đổi (synthesize) thành quan hệ logic (NOT, NAND, NOR, MUX, ) Các tool chuyên dụng thực nhiệm vụ này, ví dụ Design Compiler hãng Synopsys, Synplify hãng Synplicity, XST hãng Xilinx Kết hoán đổi khác tùy theo synthesis tool thư viện Thư viện "linh kiện" "macro" - cung cấp nhà sản xuất bán dẫn Ví dụ hãng NEC có thư viện riêng, hãng SONY có thư viện riêng, hãng Xilinx có thư viện riêng Việc chọn thư viện phụ thuộc vào việc hãng sản xuất chip sau Ví dụ SoC lần mang nhờ TSMC Đài Loan sản xuất, chọn thư viện TSMC Kết bước Synthesis "net-list" cấu trúc theo tiêu chuẩn đó, thường EDIF (Electronic Design Interchange Format) Net-list đánh dấu hoàn thành thiết kế SoC mức độ "thượng lưu" Thiết kế Layout Phần khởi đầu cho thiết kế mức "hạ lưu", thường đảm nhiệm chuyên gia hãng sản xuất bán dẫn Họ sử dụng công cụ CAD để chuyển net-list sang kiểu data cho layout Netlist trở thành vẽ cách bố trí transistor, capacitor, resistor, Ở phải tuân thủ nghiêm ngặt thứ gọi Design Rule Ví dụ chip dùng công nghệ 65nm phải dùng kích thước bội số 65nm Mask pattern design Bước layout design mask pattern Phần thực giống hệt với artwork thiết kế in Các mask (cho bước sản xuất khác nhau) tạo dạng data đặc biệt Mask data gửi tới nhà sản xuất mask để nhận mask kim loại phục vụ cho công việc sản xuất Sản xuất mask Có thể xem mask khuôn để đúc vi mạch lên silicon Công nghệ sản xuất mask đại chủ yếu dùng tia điện tử (EB - Electron Beam) Các điện tử với lượng lớn (vài chục keV) vuốt thành chùm chiếu vào lớp film Crom đổ bề mặt thủy tinh Phần Cr không bị che mask (artwork) bị phá hủy, kết 442 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp phần Cr không bị chùm electron chiếu vào trở thành mask thực Một chip cần khoảng 20 tới 30 masks Giá thành mask cực đắt, cỡ vài triệu USD Hình 9.3 - Quy trình sản xuất Mark Chuẩn bị wafer Đây bước tinh chế cát (SiO2) thành Silic nguyên chất (99.999999999%) Silic nguyên chất pha thêm tạp chất nguyên tố nhóm nhóm Ví dụ pha B wafer loại p, pha P wafer loại n Silicon cắt thành tròn đường kính 200mm 300mm với bề dày cỡ 750um Có công ty chuyên sản xuất silicon wafer Chẳng hạn Shin'Etsu công ty cung cấp khoảng 40% silicon wafer cho thị trường bán dẫn Nhật Bản Giá wafer 200mm khoảng 20 USD 443 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp Hình 9.4 - Cấu trúc wafer Các trình xử lý wafer Tất thực môi trường siêu (ultra clean room) Sau số processes clean room: * Rửa (wet process): bước làm wafer dung dịch hóa học Ví dụ APM (hỗn hợp NH4OH/H2O2/H2O) dùng để làm particle bụi không khí, bụi từ người bay ra; HPM (hỗn hợp HCl/H2O2/H2O) dùng làm tạp chất kim loại (Cu, Au, Pt ); HPM (hỗn hợp H2SO4/H2O2) làm tạp chất hữu (resist) kim loại (Ze, Fe ); DHF (axit HF loãng) dùng để loại bỏ phần SiO2 không cần thiết * Ô-xi hóa (Oxidation): tạo SiO2 bề mặt wafer lớp SiO2 mỏng cỡ tới nanomet trở thành gate transistor SiO2 Thin Oxide Silicon Wafer * CVD (Chemical Vapor Deposition): tạo lớp film mỏng bề mặt wafer phương pháp hóa học (SiO2, Si3N4 Poly-Si, WSi2) Ví dụ dùng CVD áp suất thấp môi trường SiH4 H2 để tạo lớp poly-Si (Si đa tinh thể) để làm điện cực cho transistor Polysilicon Silicon * Cấy Ion (Ion implantation): Sử dụng nguồn ion lượng cao (vài chục tới vài trăm keV, nồng độ cỡ 2E-15 cm-3) bắn trực tiếp lên bề mặt Si nhằm thay đổi nồng độ 444 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp tạp chất Si Ví dụ bắn ion As để tạo vùng n+ để làm source drain cho MOSFET * Cắt (etching): loại bỏ phần SiO2 không cần thiết Có hai loại: wet-etching dùng axit HF loãng để hòa tan SiO2; dry-etching dùng plasma để cắt SiO2 khỏi bề mặt Si * Quang khắc - Photolithography: phương pháp xử lý quang học để transfer mask pattern lên bề mặt wafer Wafer phết lớp dung dịch gọi resist, độ dày lớp khoảng 0.5um Ánh sáng chiếu lên mask, phần ánh sáng qua làm mềm resist Sau rửa dung dịch đặc biệt (giống tráng ảnh), phần resist không bị ánh sáng chiếu vào tồn wafer mask (trong trường hợp resist loại positive) UV Light Mask Photoresist Wafer * Sputtering: Là phương pháp phủ nguyên tử kim loại (Al, Cu) lên bề mặt wafer Ion Ar+ với lượng khoảng keV môi trường plasma bắn phá target kim loại (Al, W, Cu), nguyên tử kim loại bật bám lên bề mặt wafer Phần bị phủ trở thành dây dẫn nối transistor với * Annealing: Xử lý nhiệt giúp cho liên kết chưa hoàn chỉnh Si (bị damaged ion implantation etc.) tạo liên kết với H+ Việc có tác dụng làm giảm trap lượng bề mặt Si SiO2 * CMP (Chemical Mechanical Polishing): Làm phẳng bề mặt phương pháp cơ-hóa Đây kỹ thuật áp dụng vào semiconductor process Có tác dụng hỗ trợ thêm cho xử lý photolithography, etching etc 445 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp Polysilicon Gate SiO2 Insulator D L D W Drain Source n+ G SB G n+ channel S p substrate n transistor Polysilicon Gate SiO2 Insulator D L W Drain Source p+ S substrate connected to GND channel G SB G p+ S n substrate substrate connected to VDD p transistor Kiểm tra - Đóng gói - Xuất xưởng Các xử lý phần lặp lặp lại nhiều lần tùy thuộc vào mức độ phức tạp chip Cuối chip cắt rời (một wafer 300mm tạo khoảng 90 chip Pentium IV) Một loạt xử lý khác back grinding (mài mỏng phần mặt chip), bonding (nối pins, dùng chì mạ vàng đồng), mold (phủ lớp cách điện), marking (ghi tên hãng sản xuất…) Các định dạng chân phổ biến đóng gói: PGA (pin grid array), BGA (Ball Grid Array), QFP (Quad Flat Package) 9.4 ỨNG DỤNG VI MẠCH Vi mạch tích hợp sử dụng phổ biến thiết bị điện tử nhiều lĩnh vực dân dụng, công nghiệp, giải trí,… Điển máy tính, thiết bị đo lường, xử lý tin, thiết bị liên lạc… mà bật máy tính cá nhân ngày sử dụng hầu hết vi mạch tích hợp Vi mạch tích hợp đa dạng: Các loại vi mạch tích hợp tương tự, vi mạch tích hợp số,… 9.4.1 Vi mạch tích hợp tương tự (Analog IC) Vi mạch tích hợp tuyến tính : Ngõ vi mạch tuyến tính tỉ lệ với tín hiệu ngõ vào Vi mạch Analog thông dụng Vi mạch khuếch đại thuật tóan, vi mạch khuếch đại công suất, mạch ổn áp… 446 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp Vi mạch ổn áp (regulator IC) Chúng nhận ngõ vào điện chiều không ổn định (dợn sóng ) tạo lối điện ổn định cố định Họ vi mạch ổn áp dương 78XX Ví dụ : • 7805 : điện cố định + 5V • 7812 : điện cố định + 12V • 7815 : điện cố định + 15V Tương tự với họ vi mạch ổn áp dương 78XX, ta có họ vi mạch ổn áp âm 79XX: Ví dụ : • 7905 : điện cố định - 5V • 7912 : điện cố định - 12V • 7915 : điện cố định - 15V Các vi mạch ổn áp điều chỉnh điện ngõ thông thường là: • LM317 : điện ngõ điền chỉnh từ 1,2 V đến 37 V • LM3317T : điện ngõ điền chỉnh từ -1,2 V đến -37 V • mA723C : điện ngõ điền chỉnh từ V đến 37 V • TL431 : loại tener điều chỉnh từ 2,5 V đến 36 V • LM350T :điện ngõ điều chỉnh từ 1,2 V đến 33V Vi mạch khuếch đại thuật toán (operation ampli: Op – Amp) Hiện lượng op –amp sản xuất nhiều sử dụng nhiều lọai chức khác Mục xin giới thiệu vài op –amp : µA741, LM458, LF353, TLO84, LM324 v.v… với chức điển hình : khuếch đại, lọc , tạo sóng, tách sóng v.v… dùng thiết bị dân dụng Vi mạch so sánh: (comparactor IC) Thường gặp vi mạch : µA710, µA711 (2 x µA710), LM33 chức so sánh thông thường, vi mạch so sánh dùng làm mạch lái (driver) TTL, CMOS, mạch tạo sóng, điều khiển LED v.v… Vi mạch định thời (Timer IC) Thường gặp NE555, 556, 558, 7555 v.v… chức định thời chúng sử dụng làm mạch dao động, tạo xung, mạch trạng thái bền (đơn ổn), mạch tạo sóng v.v… 447 Chương - Giới thiệu công nghệ chế tạo mạch tích hợp Vi mạch dao động kiểu V.C.O (voltage control oscillator IC) Mạch dao động thông dụng máyhiện đại, có tần số pha thay đổi theo điện điều khiển đưa vào Thường gặp 9400, NE566 Vi mạch khuếch đai âm tần (audi frequency ampli IC) Có dạng thường gặp : • Dạng tiền khuếch đại (pre – ampli) : AN7310, BA328 v.v… • Dạng khuếch đại công suất (power – ampli) : TB810, STK0050, HA1392 • Dạng tiền khuếch đại + công suất : LA4001, LA4002 v.v… Vi mạch điều khiển đèn LED (driver LED IC) Thường dùng để thị biên độ điện áp đèn led : LM3914N, LM3915N v.v… Ngoài vi mạch kể trên, vi mạch khác biến đổi tương tự –số, biến đổi số – tương tự (ADC DAC), vi mạch V to F ( đổi điện thành tần số, dạng V.C.O), vi mạch làm đầu dò nhiệt độ, vi mạch tạo âm phức hợp, vi mạch đường dây trễ (delay) v.v… kể vi mạch tích hợp tuyến tính 9.4.2 Vi mạch tích hợp số (Digital IC): Thường gặp họ vi mạch tích hợp TTL (Transistor Trinsistor logic), CMOS, MOS v.v… chúng vi mạch tích hợp thực chức hoàn chỉnh : cổng logic, hệ đếm (counter), ghi dịch (shift registor ), giải mã (decoder), nhớ (memory), hệ vi xử lý (đơn vị xử lý trung tâm CPU), hệ tính toán, hệ giao diện v.v… Vi mạch CMOS phổ biến họ CD40XX, CM40XX, hãng RCA; MC14XXX hãng Motorola; 74CXX, 74HCXX, 74HCTXX nhiều hãng khác TI (Texas Instruments), Hitachi, Nec v.v… Vi mạch TTL thông dụng họ 74/54, ví dụ 74XX, 54XX, 74LSXX, 74LXX, 74HXX, v.v… Các nhớ bán dẫn TTL, CMOS đa số MOS CMOS với chức RAM (bộ nhớ đọc / viết), ROM (bộ nhớ đọc), PROM (ROM thảo chương trình), UV – EPROM (bộ nhớ xoá tia cực tím), EAROM, v.v… Hệ tính toán (ALV) TTL, CMOS… 448 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thị Cầm, Giáo trình Cấu kiện điện tử quang điện tử, Học viện CNBCVT, 2002 [2] Behzad Razavi, Fundamentals of Microelectronics, Preliminary Edition, Wiley Press, May 2006 [3] Fonstad, C G Microelectronic Devices and Circuits New York, NY: McGraw-Hill, 1994 ISBN: 0070214964 [4] Sedra, A S., and K C Smith Microelectronic Circuits 4th ed New York, NY: Oxford University Press, 1998 ISBN: 0195116631 [5] Howe, R T., and C G Sodini Microelectronics: An Integrated Approach Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1997 ISBN: 0135885183 [6] Pierret, R F Semiconductor Device Fundamentals Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1995 ISBN: 0201543931 [7] Sze S.M Physics of Semiconductor Devices, 3nd Edition, Wiley, 2006 [8] P W Tuinenga, SPICE, A Guide to Circuit Simulation & Analysis using PSpice, Prentice Hall, 1995 449 [...]... triển công nghệ điện tử, cấu kiện điện tử được phân chia thành 5 loại như sau: - Cấu kiện điện tử chân không: là các cấu kiện điện tử mà sự dẫn điện xảy ra trong môi trường chân không - Cấu kiện điện tử có khí: là các cấu kiện điện tử mà sự dẫn điện xảy ra trong môi trường khí trơ - Cấu kiện điện tử bán dẫn: là các cấu kiện điện tử mà sự dẫn điện xảy ra trong môi trường chất bán dẫn - Cấu kiện vi mạch:... xử lý tín hiệu người ta chia cấu kiện điện tử thành 2 loại là cấu kiện điện tử tương tự và cấu kiện điện tử số - Cấu kiện điện tử tương tự: là các Cấu kiện có chức năng xử lý các tín hiệu điện xảy ra liên tục theo thời gian - Cấu kiện điện tử số: là các Cấu kiện có chức năng xử lý các tín hiệu điện xảy ra rời rạc, không liên tục theo thời gian 1.5.4 Phân loại dựa vào ứng dụng: Dựa vào ứng dụng của cấu. .. tính điện Dựa vào đặc tính điện của cấu kiện điện tử người ta chia cấu kiện thành hai loại là cấu kiện tuyến tính và cấu kiện phi tuyến - Cấu kiện tuyến tính: là cấu kiện điện tử thỏa mãn nguyên lý xếp chồng, hay khi đặt điện áp hình sin tần số f ở đầu vào thì dòng điện qua cấu kiện cũng là dạng hình sin tần số f Ví dụ R, L, C, bộ khuếch đại tuyến tính, bộ tích phân, vi phân - Cấu kiện phi tuyến: là cấu. .. thiệu chung về cấu kiện và mạch điện tử - Cấu kiện hoạt động dựa trên hiệu ứng lượng tử và hiệu ứng mới: các Cấu kiện được chế tạo bằng công nghệ nano có cấu trúc siêu nhỏ như : Bộ nhớ một điện tử, Transistor một điện tử, giếng và dây lượng tử, Cấu kiện xuyên hầm một điện tử, cấu kiện dựa vào cấu trúc sinh học phân tử … 1.5.2 Phân loại dựa theo lịch sử phát triển của công nghệ điện tử: Dựa theo lịch... mạch điện tử, các hệ thống điện tử có chức năng kỹ thuật nào đó Xem hình ảnh một số loại cấu kiện trong thực tế trong Hình 1.4 Hình 1.4 - Hình ảnh của một số loại cấu kiện điện tử trong thực tế Cấu kiện điện tử có rất nhiều loại thực hiện các chức năng khác nhau trong mạch điện tử Muốn tạo ra một thiết bị điện tử chúng ta phải sử dụng rất nhiều các linh kiện điện tử, từ những linh kiện đơn giản như điện. .. khi nghiên cứu về cấu kiện điện tử chúng ta thường sử dụng các mô hình của cấu kiện với những tham số đặc trưng, quan trọng nhất b Mạch điện tử iPhone 3G Hình 1.5 18 - Hình ảnh của một số mạch điện tử trong thực tế Chương 1 - Giới thiệu chung về cấu kiện và mạch điện tử Mạch điện là một tập hợp gồm có nguồn điện (nguồn áp hoặc nguồn dòng nếu có) và các cấu kiện điện tử cùng dây dẫn điện được đấu nối... 1.5.4 Phân loại dựa vào ứng dụng: Dựa vào ứng dụng của cấu kiện điện tử người ta chia cấu kiện điện tử ra làm 2 loại là các cấu kiện điện tử thụ động và các cấu kiện điện tử tích cực: - Cấu kiện kiện thụ động (Passive Devices): là linh kiện không thể có tính năng điều khiển dòng và điện áp, cũng như không thể tạo ra chức năng khuếch đại công suất, điện áp, dòng diện trong mạch, không yêu cầu tín hiệu khác... thống điện tử trong thực tế 19 Chương 1 - Giới thiệu chung về cấu kiện và mạch điện tử 1.2 CÁC MÔ HÌNH PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN Trong thực tế cấu kiện, mạch, hệ thống điện tử rất đa dạng, để nghiên cứu, thiết kế, tính toán chúng thường sử dụng mô hình mạch điện nguyên lý tương ứng Mô hình mạch điện nguyên lý được xây dựng từ các mô hình các phần tử mạch điện Trong mô hình mạch điện nguyên lý, mỗi cấu. .. LOẠI CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ Có nhiều cách phân loại cấu kiện điện tử dựa theo những tiêu chí khác nhau Trong phần này chúng ta xét theo một số cách phân loại thông thường như sau: 1.5.1 Phân loại dựa trên đặc tính vật lý: Dựa vào đặc tính vật lý, cấu kiện điện tử được phân chia thành 4 loại sau: - Cấu kiện hoạt động trên nguyên lý điện từ và hiệu ứng bề mặt: điện trở bán dẫn, DIOT, BJT, JFET, MOSFET, điện. .. chung về cấu kiện và mạch điện tử UDC=0 V U tb = 2U m U RMS = π Um 2 U DC = (V ) U tb = (V ) 2U m (V ) U DC = 2U m (V ) U tb = π U RMS = π Um 2 (V ) U RMS = Um (V ) Um (V ) π π Um 2 2 (V ) 1.1.3 Khái niệm cấu kiện, mạch, hệ thống điện tử a Cấu kiện điện tử Cấu kiện điện tử: là các phần tử linh kiện rời rạc, mạch tích hợp (IC) … có tính năng thu nhận, lưu trữ, truyền dẫn, hoặc xử lý tín hiệu điện tạo ... chức xử lý tín hiệu: Dựa theo chức xử lý tín hiệu người ta chia cấu kiện điện tử thành loại cấu kiện điện tử tương tự cấu kiện điện tử số - Cấu kiện điện tử tương tự: Cấu kiện có chức xử lý tín... cấu kiện điện tử người ta chia cấu kiện điện tử làm loại cấu kiện điện tử thụ động cấu kiện điện tử tích cực: - Cấu kiện kiện thụ động (Passive Devices): linh kiện có tính điều khiển dòng điện. .. cấu kiện điện tử phân chia thành loại sau: - Cấu kiện điện tử chân không: cấu kiện điện tử mà dẫn điện xảy môi trường chân không - Cấu kiện điện tử có khí: cấu kiện điện tử mà dẫn điện xảy môi