LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
(chương 3 – phần cuối)
TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI
Khoa Điện – Điện tử
Bộ môn Kỹ thuật điện tử
Bài giảng
Biên soạn: Ths. Đỗ Việt Hà
8/2010 1
2
Nội dung:
Chương 1: Cơ sở vật lý của vật liệu điện tử
Chương 2: Linh kiện thụ động
Chương 3: Linh kiện bán dẫn
Chương 4: Vi mạch tích hợp
Chương 5: Linh kiện quang điện tử
8/2010
Chương 3: Linh kiện bán dẫn

Chuyển tiếp P-N (P-N junction)

Diode

Transistor lưỡng cực (BJT)

Transistor trường (FET)

Một số linh kiện khác (UJT, SCR,
Diac, Triac )
8/2010 3
Trasistor ®¬n nèi (UJT)
•

Cấu tạo, ký hiệu, sơ đồ tương đương
•
UJT cã mét líp tiÕp gi¸p p-n vµ 3 ®iÖn cùc: hai cùc
baz¬ (B1 vµ B2) vµ mét cùc ph¸t (E)
S¬ ®å t ¬ng ® ¬ng cña UJT.
Hoạt động của UJT (1)
•
Sơ đồ phân cực
•
Khi dßng I
E
=0 th× B
1
B
2
sÏ ho¹t ®éng gièng nh mét bé ph©n ¸p
víi tû sè ph©n ¸p lµ η. Ta cã:
BBBB
BB
B
A
UU
RR
R
U .
21
1
η
=
+

=
Hot ng ca UJT (2)

Nếu V
EE
< (.V
BB
+ V
D
) ( V
D
= 0.5Vữ0.7V) thì diode D sẽ phân
cực ng ợc, chỉ có dòng ng ợc I
E
chảy qua. Lúc này UJT ch a làm
việc (khoá), qua UJT chỉ có dòng rò rất nhỏ.

Nếu V
EE
> (V
BB
+ V
D
) diode D phân cực thuận có dòng I
E
do
lỗ trống chảy từ E sang B
1
và điện tử chảy từ B
1

sang E.

Điện trở r
B1
phụ thuộc vào dòng I
E
. Khi I
E
tăng r
B1
giảm đáng kể,
ví dụ nếu dòng I
E
tăng từ 0 đến 50àA thì r
B1
có thể giảm từ 5K
xuống còn 50.

Kt qu l lỳc ú dũng I
E
tng v in th U
E
gim. Ta cú mt
vựng in tr õm của đặc tuyến Von-Ampe.

Khi dòng I
E
bão hoà (I
E
= I

V
), điện áp U
E
đạt giá trị nhỏ nhất V
v

đ ợc gọi là điện áp trũng. Sau đó muốn tăng I
E
phải tăng U
E
vì số
l ợng điện tử và lỗ trống đã đạt đến tình trạng di chuyển bão hoà,
đặc tuyến chuyển sang vùng điện trở d ơng.
c tuyn V-A ca UJT
Đ ờng cong đặc tuyến của UJT có 3
miền làm việc:

Vùng ngắt: trong vùng này điện
áp V
E
< V
P
, dòng I
E
là rất nhỏ và
trở kháng vào rất cao.

Vùng điện trở âm: V
P
< V

E
< V
v
:
trở kháng vào là âm, có nghĩa một
sự gia tăng dòng sẽ khiến cho điện
áp giảm.

Vùng bão hoà: V
E
> V
v
: trở
kháng vào lại trở nên d ơng và có
giá trị t ơng tự với trở kháng của
diode khi dẫn.
UJT-Các điểm đặc tr ng

V
P
: điện áp đỉnh là điện áp tối đa đặt cực E để UJT
làm việc trong vùng điện trở âm và bằng:
V
P
= V
BB
+ V
D

V

v
: điện áp điểm trũng, là điện áp tối thiểu đặt cực E
để UJT làm việc trong vùng điện trở âm.

I
v
: dòng điện điểm trũng là dòng tối đa của cực phát
E để UJT hoạt động trong vùng điện trở âm.

I
p
: dòng điện đỉnh là dòng tối thiểu của cực phát E để
UJT hoạt động trong vùng điện trở âm.
Một số tham số đặc tr ng của UJT

Công suất tiêu tán P
D
Emitơ I
E max
300mW

Dòng trung bình cực đại 50mA

Dòng xung cực đại Emitơ 2A

Điện áp ng ợc cực đại trên Emitơ 30V

Điện áp cực đại giữa B
1
, B

2
35V

Dải nhiệt độ làm việc -65 đến +125
0
c

Dải nhiệt độ cất giữ -65 đến +150
0
c

Hệ số (E
BB
= 10V) 0,56 đến 0,75

Điện trở Bazơ R
BB
4,7K đến 9,1K

Điện trở bão hoà Emitơ U
Eb.h
2V

Dòng ng ợc Emitơ I
E0
(E
BB
= 3V, E
EB1
= 0) 0,05àA đến 12àA


Dòng đỉnh Emitơ Ip (E
BB
= 25V) 0,04àA đến 5àA

Dòng đáy I
V
(E
BB
= 20V) 4mA đến 6mA.
9
ng dng UJT

UJT th ờng dùng trong các mạch tạo dao động nhờ
đoạn đặc tuyến điện trở âm.

Mạch tạo xung răng c a dùng UJT.
SCR (Thysistor - Silicon
Controlled Rectifier)
•
SCR (diode chØnh l u cã ®iÒu khiÓn) dïng th«ng dông
nhÊt trong c¸c bé ®iÒu khiÓn c«ng suÊt ®iÖn.
SCR-CÊu t¹o vµ ký hiÖu
•
SCR lµ mét linh kiÖn b¸n dÉn 4 líp pnpn.
•
SCR cã 3 cùc Anode (A), cathode (K) vµ cùc cöa (G)
hay cßn gäi lµ cùc ®iÒu khiÓn.
SCR-Nguyờn tc hot ng


Khi U
AK
> 0 thì 2 chuyển tiếp T1 và T2 đ ợc phân cực
thuận còn chuyển tiếp T2 ở giữa phân cực ng ợc nên
không qua dòng qua SCR.

Khi điện áp U
AK
đạt giá trị ng ỡng thủng (thời điểm
đánh thủng chuyển tiếp T2) thì SCR sẽ chuyển sang
trạng thái dẫn. Đ a dòng vào cực G sẽ điều khiển mức
điện áp ng ỡng thủng này.

Khi SCR đã dẫn thì cực G sẽ mất tác dụng điều khiển.
Cách duy nhất để chuyển SCR sang trạng thái ngắt là
giảm dòng anode xuống d ới mức dòng duy trì I
H
.
SCR-Đặc tuyến V-A
SCR-ng dng

SCR th ờng đ ợc dùng trong các
mạch điều khiển nguồn điện (các
mạch chỉnh l u có điều khiển),
điều khiển động cơ, đèn

Trong các mạch ứng dụng này th
ờng đặt U
AK
nào đó lên SCR để

nó chỉ làm việc ở vùng ng ợc
(trong vùng này SCR hoạt động
giống một diode) và dùng dòng I
G

để điều khiển thời điểm dẫn của
SCR (tăng I
G
đến khi U
AK
= VBo).
SCR dẫn cả khi ngắt I
G
.

Sơ đồ mạch và dạng sóng của mạch
chỉnh l u nửa chu kỳ dùng SCR.

Xung đ a vào cực cửa G sẽ quyết
định thời điểm dẫn của SCR. Khi
SCR dẫn mới có điện áp ra trên tải.
DIAC- cu to, ký hiu

Diac là một linh kiện 3
lớp với 2 tiếp giáp bán
dẫn và đ a ra 2 điện cực

Nguyên lý hoạt động
của diac t ơng tự
Thysistor chỉ khác là nó

có khả năng dẫn cả 2
chiều khi có tín hiệu
khởi động.
DIAC-c tuyn V-A

Khi đặt hiệu điện thế một chiều theo
chiều nhất định đạt đến giá trị VBo
thì diac sẽ dẫn điện.

Khi đặt hiệu điện thế theo chiều ng ợc
lại đến trị số VBo thì DIAC cũng
dẫn điện và DIAC thể hiện một điện
trở âm (điện thế 2 đầu DIAC giảm khi
dòng điện qua Diac tăng).

Điện áp VBo đ ợc gọi là điện áp ng ỡng
thủng của diac, có giá trị nh nhau ở
hai h ớng. Th ờng diac đ ợc dùng để mở
các thysistor lớn hơn nh SCR và
Triac.
TRIAC
•
Triac lµ mét chuyÓn m¹ch b¸n dÉn 3 cùc.
•
Triac ® îc coi lµ mét SCR dÉn c¶ 2 h íng t ¬ng tù nh diac. Tuy
nhiªn, ®iÓm kh¸c cña triac so víi diac lµ cã thÓ ®iÒu khiÓn ®iÖn
¸p ng ìng thñng V
Bo
nhê dßng cùc cöa I
G

.
•
CÊu tróc vµ ký hiÖu cña triac
TRIAC-đặc tuyến V-A
TRIAC-Cấp điện áp phân cực

Khi điện áp cực MT2 d ơng hơn cực MT1, để TRIAC dẫn điện
cần kích dòng IG d ơng.

Khi điện áp cực MT2 âm hơn đầu MT1, để TRIAC dẫn điện
cần kích dòng IG âm.

TRIAC dẫn điện khi điện áp giữa 2 cực MT1 và MT2 lớn hơn
giá trị điện áp ng ỡng thủng VBo. Giống SCR, giá trị ng ỡng V
Bo

có thể đ ợc điều khiển bằng dòng IG. TRIAC có thể dẫn theo 2
h ớng

Cỏc cỏch cp in ỏp cho TRIAC
TRIAC-ng dng

Do tính chất dẫn điện cả 2 chiều nên Triac đ ợc ứng dụng trong
mạch xoay chiều thuận lợi hơn SCR để điều khiển nguồn điện

Mạch dùng Triac điều khiển nguồn điện