1 – Chất bán dẫn
1.1 - Chất bán dẫn là gì ?
Chất
bán dẫn là nguyên liệu để sản xuất ra các loại linh kiện bán dẫn như
Diode, Transistor, IC mà ta đã thấy trong các thiết bị điện tử ngày
nay.
Chất bán dẫn là những chất có đặc điểm trung gian giữa
chất dẫn điện và chất cách điện, về phương diện hoá học thì bán dẫn là
những chất có 4 điện tử ở lớp ngoài cùng của nguyên tử. đó là các chất
Germanium ( Ge) và Silicium (Si)
Từ các chất bán dẫn ban đầu ( tinh khiết) người ta phải
tạo ra hai loại bán dẫn là bán dẫn loại N và bán dẫn loại P, sau đó
ghép các miếng bán dẫn loại N và P lại ta thu được Diode hay Transistor.
Si và Ge đều có hoá trị 4, tức là lớp ngoài cùng có 4
điện tử, ở thể tinh khiết các nguyên tử Si (Ge) liên kết với nhau theo
liên kết cộng hoá trị như hình dưới.
Chất bán dẫn tinh khiết .
1.2 - Chất bán dẫn loại N
* Khi ta pha một lượng nhỏ chất có hoá trị 5 như Phospho (P) vào chất
bán dẫn Si thì một nguyên tử P liên kết với 4 nguyên tử Si theo liên
kết cộng hoá trị, nguyên tử Phospho chỉ có 4 điện tử tham gia liên kết
và còn dư một điện tử và trở thành điện tử tự do => Chất bán dẫn lúc
này trở thành thừa điện tử ( mang điện âm) và được gọi là bán dẫn N (
Negative : âm ).

Chất bán dẫn N
1.3 - Chất bán dẫn loại P
Ngược lại khi ta pha thêm một lượng nhỏ chất có hoá trị 3 như Indium
(In) vào chất bán dẫn Si thì 1 nguyên tử Indium sẽ liên kết
với 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị và liên kết bị thiếu một
điện tử => trở thành lỗ trống ( mang điện dương) và được

gọi là chất bán dẫn P.

Chất bán dẫn P
2 – Diode (Đi ốt) Bán dẫn
2.1 – Tiếp giáp P – N và Cấu tạo của Diode bán dẫn.
Khi
đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo
một tiếp giáp P – N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm
: Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán
sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion
trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa
hai chất bán dẫn.
Mối tiếp xúc P – N => Cấu tạo của Diode .
* Ở hình trên là mối tiếp xúc P – N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn.
Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn.
2.2 - Phân cực thuận cho Diode.
Khi
ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-)
vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện
áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt
0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện
tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện. Nếu
tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh
lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V )
Diode (Si) phân cực thuận – Khi Dode dẫn
điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V
Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode
* Kết luận : Khi Diode (loại Si)
được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì chưa có
dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua

Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ
ở giá trị 0,6V .
2.3 – Phân cực ngược cho Diode.
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán
dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp
ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua
mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn
khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng.
Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V
2.4 – Phương pháp đo kiểm tra Diode
Đo kiểm tra Diode
• Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu :
• Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo
kim không lên là => Diode tốt
• Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập.
• Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt.
• Ở phép đo trên thì Diode D1 tốt , Diode D2 bị chập và D3 bị đứt
• Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút là Diode bị dò.
2.5 – Ứng dụng của Diode bán dẫn .
* Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode
thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một
chiều, các mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt
động . trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu
có dạng .
Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều
GaAs
Si
Ge
I(mA)
10

20
30
40
U
AK
(V)
0,4
0,6
µA
-10
-20
-30
2
6
0
-
+
+
-
0,2
0,8
3.dac trung von ampe
Khi đặt giữa A và K một điện áp U
AK
> 0 thì điốt cho dòng đi qua và gọi là phân
cực thuận. ngược lại nếu đặt điện áp U
AK
<0 thì điốt khoá gọi là phân cực ngược dòng
ngược luôn nhỏ hơn nhiều so với dòng thuận.
Khi thay đổi điện áp đặt vào điốt thì dòng qua nó cũng thay đổi theo. Đường biểu

diễn sự phụ thuộc của dòng qua điốt vào điện thế ngoài gọi là đường đặc trưng Von-
Ampe của điốt.
U
AK
(V)
I
A
(mA)
1
2
3
Đường đặc trưng gồm có 3 vùng.
Vùng 1 là vùng phân cực thuận, vùng 2 là vùng phân cực ngược, vùng 3 là vùng
đánh thủng. Cơ chế tạo thành dòng điện ở vùng 1 và cùng 2 là cơ chế tạo thành dòng
khuếch tán các hạt đa số I
KT
và dòng trôi của các hạt tiểu số I
Tr
.
Cơ chế đánh thủng ở vùng 3:
Khi U
AK
< 0 và có giá trị đủ lớn, dòng điện ngược tăng lên đột ngột trong khi điện
áp U
AK
gần như không tăng. Khi đó tính chất van của điốt bị phá huỷ và có thể làm
hỏng lớp tiếp xúc p-n. Có 2 cơ chế đánh thủng là đánh thủng vì nhiệt và đánh thủng vì
điện (hiệu ứng Zener và Tunel).
Các loại điode co diode chinh luu,diode phat quang,diode on ap…
Mach chinh luu

Hình 2.3 Đặc trưng Von-Ampe của điốt
2.Mạch chỉnh lưu nửa chu kì .
a.Cấu tạo:nguồn xoay chiều, điot, tải
b.Nguyên lí làm việc :
- Nửa chu kì đầu ( nửa chu kì dương ), điot phân cực thuận nên dẫn điện, co dòng điện chạy qua tải có
chiều từ A đến B.
- Nửa chu kì sau ( nửa chu kì âm ), điot phân cực ngược, nên không dẫn điện, không có dòng điện
chay qua tải.
- Vậy qua 2 nửa chu kì dòng điện chay qua tải có một chiều duy nhất là chiều từ A đến B.
3. Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kì:
a. Mạch chỉnh lưu hai điôt
- Cấu tạo: gồm MBA có dây chung tính lấy ra điểm giữa, 2 điôt, tải tiêu thụ điện 1 chiều RL
- Mạch điện:
- Nguyên lý làm việc:
+ Ở bán kỳ dương, diode D1 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc diode D2 phân cực nghịch nên
dòng điện qua D1 qua tải có chiều từ A đến B và về nguồn.
+ Ở bán kỳ âm, diode D2 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc diode D1 phân cực nghịch nên dòng
điện qua D2, qua tải có chiều từ A đến B và về nguồn.
+ Vậy qua 2 nửa chu kì dòng điện qua tải có chiều không đổi là chiều từ A đến B đó là dòng điện 1
chiều.
b. Mach chỉnh lưu cầu ( dùng 4 điôt )
- Cấu tạo: gồm nguồn điện xoay chiều, 4 điôt, tải tiêu thụ điện 1 chiều.
- Mạch điện:
- Nguyên lí làm việc:
+ Ở bán kỳ dương của nguồn điện, D2 và D4 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc D1 và D3 phân cực
nghịch dòng điện qua D2, qua tải có chiều từ A đến B ,qua D4, về nguồn.
+ Ở bán kỳ âm của nguồn điện, D1 và D3 phân cực thuận và dẫn điện trong lúc D2, D4 phân cực
nghịch dòng điện qua D3, qua tải có chiều từ A đến B ,qua D1, về nguồn.
+ Vây qua 2 nửa chu kì dòng điện qua tải co chiều không đổi là chiều từ A đến B đó là dòng điện 1
chiều.

3 – Mạch ổn áp cố định
3.1 – Mạch ổn áp cố định dùng Diode Zener.
.
Mạch ổn áp tạo áp 33V cố định cung cấp cho mạch dò kênh trong Ti vi mầu
• Từ nguồn 110V không cố định thông qua điện trở hạn dòng R1 và gim trên Dz 33V để lấy ra một
điện áp cố định cung cấp cho mạch dò kệnh
• Khi thiết kế một mạch ổn áp như trên ta cần tính toán điện trở hạn dòng sao cho dòng điện
ngược cực đại qua Dz phải nhỏ hơn dòng mà Dz chịu được, dòng cực đại qua Dz là khi dòng qua R2 = 0
• Như sơ đồ trên thì dòng cực đại qua Dz bằng sụt áp trên R1 chia cho giá trị R1 , gọi dòng điện
này là I1 ta có
I1 = (110 – 33 ) / 7500 = 77 / 7500 ~ 10mA
Thông thường ta nên để dòng ngược qua Dz ≤ 25 mA
2.1 – Mạch lọc dùng tụ điện.
Sau khi chỉnh lưu ta thu được điện áp một chiều nhấp nhô, nếu không có tụ lọc thì điện áp nhấp nhô này
chưa thể dùng được vào các mạch điện tử , do đó trong các mạch nguồn, ta phải lắp thêm các tụ lọc có
trị số từ vài trăm µF đến vài ngàn µF vào sau cầu Diode chỉnh lưu.
Dạng điện áp DC của mạch chỉnh lưu trong hai trường hợp có tụ và không có tụ
• Sơ đồ trên minh hoạ các trường hợp mạch nguồn có tụ lọc và không có tụ lọc.
• Khi công tắc K mở, mạch chỉnh lưu không có tụ lọc tham gia , vì vậy điện áp thu được có dạng
nhấp nhô.
• Khi công tắc K đóng, mạch chỉnh lưu có tụ C1 tham gia lọc nguồn , kết quả là điện áp đầu ra
được lọc tương đối phẳng, nếu tụ C1 có điện dung càng lớn thì điện áp ở đầu ra càng bằng phẳng, tụ C1
trong các bộ nguồn thường có trị số khoảng vài ngàn µF .
Minh hoạ : Điện dụng của tụ lọc càng lớn thì điện áp đầu ra càng bằng phẳng.
• Trong các mạch chỉnh lưu, nếu có tụ lọc mà không có tải hoặc tải tiêu thụ một công xuất không
đáng kể so với công xuất của biến áp thì điện áp DC thu được là DC = 1,4.AC
Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị khuếch đại
hoặc một khóa điện tử. Tranzitor là khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính
điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác. Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên các
tranzitor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng cắt, điều

chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu, và tạo dao động.Tranzitor cũng thường được kết hợp thành
mạch tích hợp (IC),có thể tích hợp tới một tỷ tranzitor trên một diện tích nhỏ.
Một số tranzito
Cũng giống như điốt, tranzito được tạo thành từ hai chất bán dẫn điện. Khi ghép một bán dẫn
điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương ta được một PNP tranzito. Khi ghép một bán dẫn
điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm ta được một NPN tranzito.
Mỗi tranzito đều có ba cực:
1. Cực gốc (base)
2. Cực góp (collector)
3. Cực phát (emitter)
1. Transistor mắc theo kiểu E chung.
Mạch mắc theo kiểu E chung có cực E đấu trực tiếp xuống mass hoặc đấu qua tụ
xuống mass để thoát thành phần xoay chiều, tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên
cực C, mạch có sơ đồ như sau :
Mạch khuyếch đại điện áp mắc kiểu E chung ,
Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực C
Rg : là điện trở ghánh , Rđt : Là điện trở
định thiên, Rpa : Là điện trở phân áp .
Đặc điểm của mạch khuyếch đại E chung.
• Mạch khuyếch đại E chung thường được định thiên sao cho điện
áp UCE khoảng 60% ÷ 70 % Vcc.
• Biên độ tín hiệu ra thu được lớn hơn biên độ tín hiệu vào nhiều lần, như vậy
mạch khuyếch đại về điện áp.
• Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng tín hiệu vào nhưng không đáng kể.
• Tín hiệu đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào : vì khi điện áp tín hiệu vào
tăng => dòng IBEtăng => dòng ICE tăng => sụt áp trên Rg tăng => kết quả là điện áp
chân C giảm , và ngược lại khi điện áp đầu vào giảm thì điện áp chân C lại tăng =>
vì vậy điện áp đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào.
• Mạch mắc theo kiểu E chung như trên được ứng dụng nhiều nhất trong thiết
bị điện tử.

2. Transistor mắc theo kiểu C chung.
Mạch mắc theo kiểu C chung có chân C đấu vào mass hoặc dương nguồn ( Lưu ý :
về phương diện xoay chiều thì dương nguồn tương đương với mass ) , Tín hiệu
được đưa vào cực B và lấy ra trên cực E , mạch có sơ đồ như sau :
Mạch mắc kiểu C chung , tín hiệu đưa
vào cực B và lấy ra trên cực E
Đặc điểm của mạch khuyếch đại C chung .
• Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực E
• Biên độ tín hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào : Vì mối BE luôn luôn có giá trị
khoảng 0,6V do đó khi điện áp chân B tăng bao nhiêu thì áp chân C cũng tăng bấy
nhiêu => vì vậy biên độ tín hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào .
• Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào : Vì khi điện áp vào tăng => thì điện áp
ra cũng tăng, điện áp vào giảm thì điện áp ra cũng giảm.
• Cường độ của tín hiệu ra mạnh hơn cường độ của tín hiệu vào nhiều lần : Vì
khi tín hiệu vào có biên độ tăng => dòng IBE sẽ tăng => dòng ICE cũng tăng gấp β lần
dòng IBE vì
ICE = β.IBE giả sử Transistor có hệ số khuyếch đại β = 50 lần thì khi dòng IBE tăng
1mA => dòng ICE sẽ tăng 50mA, dòng ICE chính là dòng của tín hiệu đầu ra, như vậy
tín hiệu đầu ra có cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần so với tín hiệu vào.
• Mạch trên được ứng dụng nhiều trong các mạch khuyếch đại đêm (Damper),
trước khi chia tín hiệu làm nhiều nhánh , người ta thường dùng mạch Damper để
khuyếch đại cho tín hiệu khoẻ hơn . Ngoài ra mạch còn được ứng dụng rất nhiều
trong các mạch ổn áp nguồn ( ta sẽ tìm hiểu trong phần sau )
3. Transistor mắc theo kiểu B chung.
• Mạch mắc theo kiểu B chung có tín hiệu đưa vào chân E và lấy ra trên chân
C , chân B được thoát mass thông qua tụ.
• Mach mắc kiểu B chung rất ít khi được sử dụng trong thực tế.
Mạch khuyếch đại kiểu B chung , khuyếch
đại về điện áp và không khuyếch đại về dòng điện.
JFET

Cấu tạo của JFET:
Tranzito JFET cấu tạo gồm có một miếng bán dẫn mỏng loại N (gọi là kênh loại N) hoặc loại P (gọi là
kênh loại P) ở giữa hai tiếp xúc P-N và được gọi là kênh dẫn điện. Hai đầu của miếng bán dẫn đó được
đưa ra hai chân cực gọi là cực máng (ký hiệu là D) và cực nguồn (ký hiệu là S). Hai miếng bán dẫn ở hai
bên của kênh được nối với nhau và đưa ra một chân cực gọi là cực cửa (ký hiệu là G). Cho nên, cực cửa
được tách khỏi kênh bằng các tiếp xúc P-N.
Các tranzito trường JFET hầu hết đều là loại đối xứng, có nghĩa là khi đấu trong mạch có thể đổi chỗ hai
chân cực máng và nguồn cho nhau thì các tính chất và tham số của tranzito không hề thay đổi.
Hình 1: Cấu tạo của tranzito trường loại JFET kênh dẫn loại N
Nguyên lý hoạt động của JFET:
Nguyên lý hoạt động của tranzito trường JFET kênh loại N và kênh loại P giống nhau.
Chúng chỉ khác nhau về chiều của nguồn điện cung cấp vào các chân cực.
Để cho tranzito trường làm việc ở chế độ khuếch đại phải cung cấp nguồn điện UGS có chiều sao cho cả
hai tiếp xúc P-N đều được phân cực ngược. Còn nguồn điện UDS có chiều sao cho các hạt dẫn đa số
chuyển động từ cực nguồn S, qua kênh, về cực máng D để tạo nên dòng điện trong mạch cực máng ID.
Ta có các sơ đồ nguyên lý như hình 5-3.
Trong phần này trình bày về nguyên lý hoạt động của tranzito JFET kênh N.
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý của mạch dùng JFe
Xét sơ đồ hình 9.2 a): Để cho hai tiếp xúc P-N đều phân cực ngược ta phải cung cấp nguồn VGG có cực
dương vào chân cực nguồn S, cực âm vào chân cực cửa G. Để cho các hạt dẫn điện tử chuyển động từ
cực nguồn về cực máng thì nguồn điện VD có chiều dương vào cực máng, chiều âm vào cực nguồn.
Khi UDS > 0, thì điện thế tại mỗi điểm dọc theo kênh sẽ tăng dần từ cực nguồn S đến cực máng D. Do
vậy, tiếp xúc P-N sẽ bị phân cực ngược mạnh dần về phía cực máng. Bề dày lớp tiếp xúc tăng dần về
phía cực máng và tiết diện của kênh sẽ hẹp dần về phía cực máng
MOSFET
Cấu tạo:
Tranzito trường MOSFET kênh sẵn còn gọi là MOSFET-chế độ nghèo (Depletion-Mode MOSFET viết tắt là
DMOSFET). Ta có mô hình mô phỏng cấu tạo của MOSFET trong hình 9.3. Tranzito trường loại MOS có
kênh sẵn là loại tranzito mà khi chế tạo người ta đã chế tạo sẵn kênh dẫn.
Hình 3: Cấu tạo của MOSFET kênh sẵn loại P

Nguyên lý hoạt động:
Tranzito loại MOSFET kênh sẵn có hai loại là kênh loại P và kênh loại N. (ví dụ trong hình 9.2 là MOSFET
có kênh sẵn loại P).
Khi tranzito làm việc, thông thường cực nguồn S được nối với đế và nối đất nên US = 0.
Các điện áp đặt vào các chân cực cửa G và cực máng D là so với chân cực S. Nguyên tắc cung cấp nguồn
điện cho các chân cực sao cho hạt dẫn đa số chạy từ cực nguồn S qua kênh về cực máng D để tạo nên
dòng điện ID trong mạch cực máng. Còn điện áp đặt trên cực cửa có chiều sao cho MOSFET làm việc ở
chế độ giàu hạt dẫn hoặc ở chế độ nghèo hạt dẫn.
Nguyên lý làm việc của hai loại tranzito kênh P và kênh N giống nhau chỉ có cực tính của nguồn điện
cung cấp cho các chân cực là trái dấu nhau. Sơ đồ nguyên lý đấu nối MOSFET kênh sẵn như trong hình
9.3.
Hình 4: Cấu tạo của MOSFET kênh sẵn loại Sơ đồ nguyên lý của MOSFET: a- MOSFET kênh
sẵn loại P. b- MOSFET kênh sẵn loại N
Khả năng điều khiển dòng điện ID của điện áp trên cực cửa UGS chính là đặc tuyến truyền đạt của
MOSFET, nói cách khác, đó là mối quan hệ giữa dòng điện ID với điện áp UGS, ta có hàm sau:
ID = f(UGS) khi UDS = const.
Để các hạt dẫn lỗ trống chuyển động từ cực nguồn S về cực máng D, ta đặt một điện áp trên cực máng
UDS = UDS1 <0 và giữ không đổi. Sau đó thay đổi điện áp trên cực cửa UGS theo chiều dương hoặc
theo chiều âm. Khi UGS = 0 thì dưới tác dụng của điện áp UDS các lỗ trống chuyển động từ cực nguồn
về cực máng tạo nên dòng điện ID
Nếu UGS < 0, nhiều lỗ trống được hút về kênh làm nồng độ hạt dẫn trong kênh tăng lên, độ dẫn điện
của kênh tăng và dòng điện chạy trong kênh ID tăng lên. Chế độ làm việc này gọi là chế độ giàu hạt dẫn.
Nếu UGS > 0, các lỗ trống bị đẩy ra xa kênh làm mật độ hạt dẫn trong kênh giảm xuống, độ dẫn điện
của kênh giảm và dòng điện chạy qua kênh ID giảm xuống. Chế độ làm việc này gọi là chế độ nghèo hạt
dẫn. Mối quan hệ này được thể hiện trên hình 9.4a. - Xét họ đặc tuyến ra (hay quan hệ giữa dòng điện
ID và điện áp UDS):
ID = f(UDS) khi UGS = const.
Hình 9.4b thể hiện họ đặc tuyến ra của MOSFET kênh sẵn loại P. Đây là các đường biểu diễn mối quan hệ
giữa dòng điện ID với điện áp UDS ứng với từng giá trị của điện áp UGS khác nhau.
Hình 5: Các họ đặc tuyến của MOSFET kênh sẵn loại P: a. Họ đặc tuyến điều khiển ID = f(UGS) khi

UDS không đổi, b. Họ đặc tuyến ra ID = f(UDS) khi UGS không đổi
Trên họ đặc tuyến ra, khi điện áp UDS = 0V thì dòng điện qua kênh ID = 0, do đó đặc tuyến xuất phát từ
gốc tọa độ. Điều chỉnh cho UDS âm dần, với trị số còn nhỏ thì dòng điện ID tăng tuyến tính với sự tăng
trị số của điện áp UDS và mối quan hệ này được tính theo định luật Ôm. Ta có vùng thuần trở của đặc
tuyến.
Khi điện áp U
DS
đạt tới trị số bão hòa (U
DSb.h.
) thì dòng điện cực máng cũng đạt tới một trị số gọi là dòng
điện bão hòa IDb.h Trong trường hợp này, lớp tiếp xúc P-N chạm vào đáy của lớp oxit và kênh có điểm
"thắt" tại cực máng, nên UDSbh còn được gọi là điện áp “thắt”.
Nếu cho |U
DS
|>|
UDSb.h
.| thì dòng điện không thay đổi và giữ nguyên trị số bão hòa IDb.h Đồng thời, tiếp
xúc P-N bị phân cực ngược càng mạnh về phía cực máng, làm cho chiều dài của phần kênh bị "thắt" tăng
lên. Độ chênh lệch của điện áp ΔUDS = ⎪UDS⎪-⎪UDSbh⎪ được đặt lên đoạn kênh bị "thắt" và làm cho
cường độ điện trường ở đây tăng, giúp cho số các lỗ trống vượt qua đoạn kênh bị "thắt" không thay đổi,
do vậy dòng IDbh giữ không đổi. Ta có vùng dòng điện ID bão hòa.
Trường hợp, nếu đặt UDS quá lớn sẽ dẫn đến hiện tượng đánh thủng tiếp xúc P-N ở phía cực máng,
dòng điện ID tăng vọt. Lúc này tranzito chuyển sang vùng đánh thủng.
Qua các họ đặc tuyến của MOSFET kênh sẵn ta thấy nó làm việc ở cả 2 chế độ nghèo và giàu hạt dẫn.
MOSFET kênh sẵn có mức ồn nhỏ nên nó thường được dùng trong các tầng khuếch đại đầu tiên của thiết
bị cao tần. Độ hỗ dẫn gm của nó phụ thuộc vào điện áp UGS nên hệ số khuếch đại điện áp thường được
tự động điều khiển.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Thyristor.
Cấu tạo:
Chỉnh lưu silic có điều khiển, gọi tắt là SCR, gồm có 4 lớp bán dẫn P và N sắp xếp theo kiểu P-N-P-N. Ba

chân cực được ký hiệu bằng các chữ A - anốt, K - catôt, và G - cực điều khiển. Cực anốt nối với phần bán
dẫn P1 trước, còn catốt nối với phần bán dẫn N2 sau; cực điều khiển G thường được nối với phần bán
dẫn P2.
Đèn chỉnh lưu silic có điều khiển chỉ dẫn điện một chiều.
Mô hình cấu tạo và ký hiệu của SCR trong sơ đồ mạch mô tả trong hình 6- 1a,b,c.
Có hai loại SCR là:
+ SCR điều khiển theo catốt hay còn gọi là SCR theo qui ước (đơn giản gọi là SCR). Loại này cực điều
khiển G được nối với phần bán dẫn P2 sau.
+ SCR điều khiển theo anốt hay còn gọi là SCR kiểu bù. Loại này cực điều khiển G được nối với phần bán
dẫn N1 trước.
Thông thường người ta sử dụng loại SCR qui ước. Các SCR kiểu bù công suất thấp ít được dùng vì công
suất tiêu thụ của nó cao hơn loại SCR qui ước. Sau đây, chúng ta nghiên cứu về nguyên lý làm việc của
SCR qui ước, gọi tắt là SCR.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Triac.
Là một cấu kiện thuộc họ Thyristo. Triac có 3 chân cực và có khả năng dẫn điện hai chiều khi có tín hiệu
kích khởi động (dương hoặc âm).
Cấu tạo của triac:
Do tính dẫn điện hai chiều nên hai đầu ra chính của triac dùng để nối với nguồn điện được gọi là đầu ra
MT1 và MT2 . Giữa hai đầu ra MT1 và MT2 có năm lớp bán dẫn bố trí theo thứ tự P-N-P-N như SCR theo
cả 2 chiều. Đầu ra thứ ba gọi là cực điều khiển G. Như vậy triac được coi như hai SCR đấu song song
ngược chiều với nhau, xem hình 6-4.
Hình 8: Cấu tạo triac
Nguyên lý làm việc:
Theo quy ước, tất cả các điện áp và dòng điện đều quy ước theo đầu ra chính MT1. Như vậy, điện áp
nguồn cung cấp cho MT2 phải dương (hoặc âm) hơn so với MT1. Còn tín hiệu điều khiển được đưa vào
giữa hai chân cực G và chân cực MT1. Ký hiệu và sơ đồ nguyên lý đấu triac trong mạch mô tả trong hình
6-5a,b.
Đặc tuyến Vôn-Ampe của triac được biểu diễn trong hình 6- 6. Đặc tuyến thể hiện khả năng dẫn điện hai
chiều của triac.
Phương pháp kích cổng của triac cũng giống như SCR chỉ khác là có thể dùng cả dòng dương hay dòng

âm cho cả phần tư thứ I và phần tư thứ III của đặc tuyến Vôn- Ampe của triac.
Có hai phương pháp kích khởi động cho triac hoạt động nhạy nhất là:
Hình 9
Cực cổng G dương và cực MT2 dương so với MT1
Cực cổng G âm và cực MT2 âm so với MT1
Trong mạch điện, một triac cho qua 2 nửa chu kỳ của một điện áp xoay chiều và điều khiển bằng một
cực điều khiển G.
Khác với SCR, triac tắt trong một khoảng thời gian rất ngắn lúc dòng điện tải đi qua điểm O. Nếu mạch
điều khiển của triac có gánh là điện trở thuần thì việc ngắt mạch không có gì khó khăn. Nhưng nếu tải là
một cuộn cảm thì vấn đề làm tắt triac trở nên khó khăn vì dòng lệch pha trễ. Thông thường để tắt
Thyristo người ta sử dụng cái ngắt điện hoặc mạch đảo lưu dòng điện trong mạch.
Hình 6: Ký hiệu và cấu tạo của SCR
Nguyên lý làm việc:
Sơ đồ mạch tương đương của SCR:
Hình 7: Mạch ứng dụng
Theo cấu tạo, SCR có 3 tiếp xúc P- N được ký hiệu T1, T2, và T3
Khi cực điều khiển G để hở (IG = 0):
Đặt điện áp nguồn cung cấp UAK vào giữa anốt và catốt để phân cực cho SCR và lúc này nó được coi
như 1 điốt:
+ Khi phân cực ngược (UAK < 0) thì tiếp xúc T1 và T3 phân cực ngược, T2 phân cực thuận nên qua SCR
chỉ có dòng điện ngược rất nhỏ. Nếu tăng ⎪UAK⎪ lên cao đến điện áp đánh thủng tiếp xúc T1 và T3 thì
đây là hiện tượng đánh thủng kiểu thác lũ hay đánh thủng zener với điện áp đánh thủng Uđ.t. = Uđ.t.T1
+ UĐ.t.T3. Nếu xảy ra hiện tượng này thì coi như SCR hỏng.
+ Khi phân cực thuận (UAK > 0) thì các tiếp xúc T1 và T3 phân cực thuận, tiếp xúc T2 phân cực ngược
và qua SCR cũng chỉ có dòng điện ngược rất nhỏ (hay SCR ở chế độ trở kháng cao).
Nếu tăng dần điện áp phân cực thuận UAK > 0 lên đến điện áp đánh thủng tiếp xúc T2 thì dòng điện qua
SCR tăng vọt. Lúc này cả 3 tiếp xúc P-N đều coi như được phân cực thuận, điện trở của chúng rất nhỏ
làm cho sụt áp trên SCR giảm hẳn xuống còn khoảng từ 1 ÷ 2 V. Trị số điện áp mà tại đó xảy ra đánh
thủng tiếp xúc T2 được gọi là điện áp đỉnh khuỷu UBO. Trị số UBO này thường vào khoảng từ 200 ÷
400V. Vùng điện áp này ta gọi là vùng chặn thuận.

Như vậy, khi SCR đã dẫn điện thì dòng điện qua nó không thể khống chế được trong SCR mà nó được
hạn chế nhờ điện trở mắc ở mạch ngoài.
Theo sơ đồ mạch tương đương ở hình 6- 2 của SCR ta thấy, khi SCR dẫn điện thì qua nó có dòng điện I
chạy từ A đến K và giữa các tiếp xúc P-N của 2 tranzito Q1 và Q2 có các dòng điện vào và ra là:
I
C1
= I
B2
và I
C2
= I
B1
Trong đó:
I
C1
= α
1
I + I
CBo1
I
C2
= α
2
I + I
CBo2
Và α1, α2 là hệ số khuếch đại thác lũ alpha (hay số nhân thác lũ).
Dòng điện tổng qua SCR là:
I = I
C1
+ I

C2
= I(α
1 +
α
2
) + I
CBo1
+ I
CBo2
Thay:
I
CBo1
+ I
CBo2
= I
CBo
ICBo là dòng điện ngược bão hòa của tiếp xúc P-N.
Vậy ta có:
I = I
CBo
/(1 – (α
1 +
α
2
)
Như vậy, khi (α1 + α2) = 1 thì dòng điện tăng vọt và không giới hạn được, nó tương ứng với tiếp xúc T2
được phân cực thuận. Lúc này, SCR dẫn điện và có nghĩa là cả hai tranzito Q1 và Q2 đều dẫn bão hòa.
Lúc này, SCR ở chế độ "ON": đóng mạch, hệ số khuếch đại α của hai tranzito hở nên nhỏ và đạt được
điều kiện (α1 + α2) = 1.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Diac.

Cấu tạo và ký hiệu của diac
Diac là cấu kiện 4 lớp bán dẫn có 2 chân cực A1 và A2. Cấu trúc của diac giống như triac nhưng không có
cực điều khiển G nên diac cũng dẫn điện hai chiều Hình 6-7 giới thiệu ký hiệu của diac trong các sơ đồ
mạch.
Nguyên lý hoạt động của diac
Do không có cực điều khiển nên việc kích mở cho diac thực hiện bằng cách nâng cao điện áp đặt vào hai
cực. Khi điện áp nguồn đạt đến giá trị UB0 thì diac dẫn điện và điện áp trên nó sụt xuống chỉ còn 1 đến 2
vôn (UV).
Trong ứng dụng, diac thường dùng làm phần tử mở cho triac dẫn. Khi diac dẫn điện, độ sụt áp trên nó
là: ∆U = UB0 – UV
được đưa vào cực điều khiển của triac như là xung kích để làm cho triac dẫn điện. Thông thường, trên
thực tế ứng dụng, diac và triac được tổ hợp thành một linh kiện duy nhất.Các phương pháp điều khiển và
bảo vệ cơ bản.
KHUYẾCH ĐẠI ĐẢO

Sơ đồ mạch như hình 8-2. Đây là một ứng dụng khá hữu ích của bộ khuếch đại thuật toán. Ngõ
vào không đảo được nối đất, v
in
được nối qua R
1
với ngõ vào đảo, và điện trở hồi tiếp R
f
được
nối giữa ngõ ra và v
i
-
. Bởi vì sử dụng bộ khuếch đại ở chế độ đảo, nên ta chỉ rõ hệ số khuếch
đại điện áp là –A, vì vậy:
v
o

= -A v
i
-
(8-1)

Chú ý v
i
khác v
i
-
. Chúng ta sẽ tìm hiểu mối quan hệ giữa v
o
và v
in
khi độ lớn của A là vô cùng.

Hình 8-2: Một ứng dụng của đại thuật toán với tín hiệu v
in
đi qua R
1
, điện trở hồi tiếp R
f
.
v
o
/v
i-
= -A



Hình 8-3 chỉ ra kết quả của điện áp và dòng điện đó khi tín hiệu vào v
in
được kết nối. Từ định
luật Ohm, dòng điện i
1
là sự chênh lệch về áp trên R
1
, chia cho R
1
:



Hình 8-3: Kết quả điện áp và dòng điện với điện áp vào v
in
.

i
1
= (v
in
– v
i
-
)/R
1
. (8-2)

Tương tự, dòng điện i
f

là sự sai biệt áp qua R
f
, chia cho R
f
.

i
f
= ( v
i
-
- v
o
)/R
f.
( 8-3 )

Theo định luật Kirchhoff

dòng ở ngõ vào đảo, chúng ta có

i
1
= i
f
+ i
-
(8-4)

Ở đó i

-
là dòng đi vào bộ khuếch đại ở ngõ vào đảo. Tuy nhiên, khuếch đại lý tưởng có trở
kháng ngõ vào vô cùng, mà giá trị i
-
phải bằng 0. Vậy thì rất đơn giản

i
1
= i
f
.

Thay thế (8-2) và (8-3) vào (8-5) được
(v
in
– v
i
-
)/ R
1
= (v
i
-
-

v
o
)/R
f


hoặc
v
in
/R
1
– v
i
-
/R
1
= v
i
-
/R
f
- v
o
/R
f
(8-6)

Từ định nghĩa ( biểu thức 8-1),

v
i
-
= -v
o
/A (8-7)


nếu bây giờ giả định rằng |A| = vô cùng, ta thấy rằng –v
o
/A = 0. Và do đó

v
i
-
= 0 ( khuếch đại lý tưởng, với |A| = vô cùng) (8-8)

thay v
i
-
= 0 vào (8-6) được

v
in
/R
1
= -v
o
/R
f
hay v
o
/v
in
= -R
f
/R
1.

(8-9)

Chúng ta thấy rằng hệ số khuếch đại là số âm, chứng tỏ đây là một bộ khuếch đại đảo. Biểu
thức 8-9 cũng cho thấy 1 điểm đặc biệt thường được dùng trong thực tế đó là độ lớn của
v
o
/v
in
chỉ phụ thuộc vào tỉ lệ giá trị của điện trở và không phụ thuộc vào chính bộ khuếch đại.
Miễn là hệ số khuếch đại và trở kháng vẫn khá lớn, sự biến thiên trong đặc tính khuếch đại (ví
dụ, sự thay đổi nhiệt độ hoặc dung sai chế tạo) không làm ảnh hưởng đến v
o
/v
in
. Ví dụ, nếu
R
1
=10K và R
f
= 100K, chúng ta có thể chắc chắn rằng v
o
= -[(100 K)/(10K)]v
in
= -10 v
in
, mà hệ
số khuếch đại cũng đến -10 như điện trở chính xác cho phép. Hệ số khuếch đại v
o
/v
in

được gọi
là độ lợi vòng kín của bộ khuếch đại, trong khi A được gọi là độ lợi vòng hở. Trong ứng dụng
này, ta thấy rằng hệ độ lợi vòng hở vô cùng lớn, có thể tới 10
6
, trong khi độ lợi vòng kín chỉ
bằng 10.

Chúng ta sử dụng hệ số khuếch đại giả định là vô cùng để đạt được v
i
-
= 0 ( biểu thức 8-8) .
Trong thực tế thì, hệ số khuếch đại A rất lớn nhưng hữu hạn, v
i
-
là một điện áp rất nhỏ, gần như
0. Vì lý do đó, ở đầu vào có một điện trở hồi tiếp được nối đất thì được gọi là đất ảo. Mục đích
của sự phân tích, chúng ta thường giả sử rằng v
i
-
= 0, nhưng không thể nối điểm đó xuống đất
trong thực tế. Trừ khi v
i
-
là đất ảo, trở kháng thấy bởi tín hiệu nguồn phát v
in
thì R
1
là ohm.

Thí dụ 8-1

Cho đại thuật toán lý tưởng như hình 8-4, hãy tính:
1. giá trị hiệu dụng (rms) của v
o
với v
in
= 1.5Vrms
2. giá trị hiệu dụng của dòng điện qua điện trở 25kΩ khi v
in
= 1.5Vrms, và
3. điện áp ngõ ra khi v
in
= -0.6V dc.
Hình 8-4: (thí dụ 8.1)

Giải

1. Từ phương trình 8-9,


Vì vậy,

2. Do (đất ảo), nên dòng qua điện trở 25-k là


3. . Chú ý rằng áp ngõ ra dương khi áp ngõ vào dương,
và ngược lại.



KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO


Hình 8-5 cho thấy 1 ứng dụng khác của bộ khuếch đại thuật toán, gọi là mạch khuếch đại không
đảo. Chú ý rằng tín hiệu ngõ vào v
in
được nối trực tiếp với ngõ vào không đảo và điện trở
R
1
được nối với ngõ vào đảo với đất. Về lý tưởng, trở kháng ngõ vào là vô cùng lớn, không có
dòng chảy qua ngõ vào đảo, vì vậy i
1
=i
f
. Như thế,
v
i
-
/R
1
= (v
o
– v
i
-
)/ R
f
. (8-10)