Diode: Nhóm 0 - Cơ Bản

Okay, below are your study notes in Vietnamese:

Nhóm 0: Cơ Bản Về Diode

• Diode bán dẫn không có cực tính là sai.
• Diode bán dẫn được chế tạo từ các chất bán dẫn tạp chất.
• Khuếch đại tín hiệu KHÔNG phải là ứng dụng đặc trưng của diode.
• Silic được dùng để sản xuất bán dẫn đơn chất.
• Một diode lý tưởng hoạt động như một công tắc.
• Bán dẫn loại P thiếu 1 điện tử lớp ngoài cùng của tạp chất nhóm 3 ở trong 1 liên kết cộng hóa trị, khác với bán dẫn thuần.
• Độ sạch rất cao trong phòng sản xuất bán dẫn là yêu cầu để hạn chế tối đa bụi bay vào mạng tinh thể.
• Chất bán dẫn dẫn điện tốt hơn chất cách điện ở nhiệt độ thường.
• Trong mạng tinh thể Si, liên kết giữa hai nguyên tử Si là liên kết cộng hóa trị.
• Để tạo ra điện tử tự do trong mạng tinh thể một khối bán dẫn thuần đang ở 0°K, không cần làm gì vì đã có sẵn nhiều điện tử tự do trong mạng tinh thể.
• Trong mỗi liên kết cộng hóa trị, mỗi nguyên tử Si của bán dẫn thuần góp 1 điện tử cho liên kết chung.
• Bán dẫn tạp chất loại P bao gồm các nguyên tố nhóm III (Trong BTHHH).
• Bán dẫn p có thêm mức năng lượng của tạp chất nhận so với bán dẫn thuần.

Nhóm 1: Nội Trở Của Diode

• Diode bán dẫn có nội trở rất cao khi phân cực thuận là sai.
• Nội trở xoay chiều của diode là lượng biến thiên nội trở của diode khi làm việc với tín hiệu xoay chiều.
• Nội trở một chiều của diode RD được tính bằng công thức RD = UD/ID, với UD và ID lần lượt là điện áp và dòng điện qua diode.
• Công thức tính nội trở xoay chiều của diode là rd = dUD/dID.
• Với diode có UD = 0.8V, UT = 25mV, Is = 1nA, ID = 20mA, nội trở 1 chiều là 40Ω.
• Khi diode phân cực thuận và có thêm điện áp xoay chiều 0.1V, dòng điện biến thiên 20mA, nội trở động xấp xỉ 1Ω.

Nhóm 2: Phân Cực Trong Diode

• Đặt điện áp dương vào vùng P và âm vào vùng N của tiếp xúc PN sẽ khiến dòng điện qua lớp tiếp xúc tăng lên.
• Khi diode phân cực thuận, vùng nghèo hạt dẫn sẽ thu hẹp vào ở cả hai phía.
• Khi diode phân cực ngược, dòng khuếch tán giảm còn dòng trôi tăng nhưng nhanh chóng đạt giá trị bão hòa.
• Diode bị phân cực ngược khi điện trường ngoài cùng chiều với điện trường tiếp xúc ở vùng nghèo.
• Điện dung của tiếp xúc PN đang phân cực ngược sẽ giảm khi điện áp ngược tăng lên.
• Khi một diode Si phân cực thuận, dòng điện trong diode tăng mạnh khi điện áp thuận bắt đầu vượt quá 0,7V.

Nhóm 3: Dòng Điện và Điện Áp Trong Diode

• Nhiệt độ tăng làm điện áp của diode giảm.
• Khi hai khối bán dẫn loại N và loại P ghép tiếp xúc với nhau, dòng trôi và dòng khuếch tán của cả điện tử lẫn lỗ trống sẽ xuất hiện.
• Dòng điện khuếch tán là dòng của các hạt dẫn trong điều kiện có sự chênh lệch về nồng độ hạt dẫn giữa hai khối bán dẫn được ghép tiếp xúc với nhau.
• Khi không có điện trường ngoài, dòng điện trong diode bằng 0 là do dòng trôi và dòng khuếch tán cân bằng nhau và triệt tiêu lẫn nhau.
• Dòng điện trôi là dòng của cả hai loại hạt dẫn dưới tác động của điện trường.
• Dòng trôi trong diode là dòng của hạt dẫn thiểu số.
• Công suất tỏa ra trên diode được tính bằng PD = UD x ID.
• Khi nhiệt độ của 1 diode tăng từ 25°C lên 60°C, dòng điện chạy qua diode tăng xấp xỉ 2.7 lần.
• Với một diode có UT = 25mV, IS = 1nA, UD = 0.4V, dòng điện chạy qua diode xấp xỉ 8.9mA.
• Tại 25°C, 1 diode có PD(max) = 1W, UD = 0.7V, dòng điện tối đa cho phép qua diode giảm xấp xỉ 2 lần khi nhiệt độ tăng lên 60°C (PD(max) = 0.4W, UD = 0.55V).
• Với một diode có dòng điện 500mA, điện áp trên diode xấp xỉ 0,5V.
• Điện thế nhiệt UT tại nhiệt độ 55°C có giá trị xấp xỉ 28,3mV.
• Điện áp tiếp xúc tại vùng nghèo của diode chế tạo bằng Si là xấp xỉ 0.7V.

Nhóm 4: Hạt Dẫn Trong Diode

• Trong bán dẫn loại N, hạt dẫn đa số là điện tử.
• Trong bán dẫn tạp chất loại P, một lỗ trống trong mạng tinh thể có xu hướng lấy một điện tử ở liên kết bên cạnh để lấp đầy vị trí trống của mình.
• Trong diode, hạt dẫn đa số là điện tử bên bán dẫn loại N và lỗ trống bên bán dẫn loại P.
• Trong quá trình sinh ra điện tử và lỗ trống bên trong mạng tinh thể bán dẫn thuần, số lượng điện tử và lỗ trống là bằng nhau.
• Có hiện tượng nghèo hạt dẫn tại vùng tiếp giáp do sự khuếch tán của hạt dẫn đa số cho phép sự tái hợp xảy ra khá triệt để tại vùng tiếp giáp.
• Trong tiếp giáp PN, vùng nghèo hạt dẫn mở rộng nhiều hơn sang miền bán dẫn có nồng độ pha tạp nhỏ hơn.
• Bản chất sự di chuyển của lỗ trống trong điện trường là sự di chuyển của điện tử hóa trị nhưng theo chiều ngược lại.

Nhóm 5: Mạch Chỉnh Lưu

• Trong mạch chỉnh lưu nửa chu kì bằng diode lý tưởng, khi diode ở trạng thái phân cực ngược, dòng qua tải bằng 0.
• Số lượng diode tối thiểu trong một mạch chỉnh lưu cầu cần là 4 diode.
• Số lượng diode tối thiểu trong một mạch chỉnh lưu 1 nửa chu kì là 1 diode.
• Số lượng diode tối thiểu trong một mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kì dùng biến áp có điểm giữa là 2 diode.
• Khi mạch chỉnh lưu cầu hoạt động, có 2 diode dẫn thông, các diode còn lại đều khóa.
• Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều.
• So sánh mạch chỉnh lưu 2 nửa CK sử dụng biến áp có điểm giữa (1) với mạch chỉnh lưu cầu (2), loại biến áp cấp điện cho (1) yêu cầu phức tạp hơn loại cấp cho (2).
• Tụ điện mắc song song với tải đầu ra của mạch chỉnh lưu có tác dụng giảm độ gợn điện áp đầu ra.

Nhóm 6: Diode Zener

• Chức năng chính của diode zener là ổn áp.
• Nếu một diode ổn áp có Uz bằng 4,7V, điện áp đánh thủng do điện là 4,7V.
• Đặt điện áp ngược 12V lên mạch điện gồm một diode zener mắc nối tiếp với một điện trở R, và nếu Uz = 3V, thì giá trị điện áp đo trên diode zener là 3V.
• Diode zener có vùng đánh thủng do điện (zener) rất dốc, phù hợp với ứng dụng ổn áp.

Nhóm 7: Đặc Tuyến Của Diode

• Tên gọi thông dụng cho các vùng trên đặc tuyến vôn-ampe của diode là phân cực thuận, phân cực ngược, đánh thủng do điện (zener), đánh thủng do nhiệt.
• Đặc tuyến vôn-ampe của một diode không phụ thuộc vào bức xạ ion hoá chiếu vào diode.
• Tại hai điểm trên đường đặc tuyến vôn-ampe của diode, nếu đo được nội trở một chiều lần lượt là 3.75 ohm (điểm 1) và 200 kohm (điểm 2), điểm 1 ở nhánh phân cực thuận, điểm 2 ở nhánh phân cực ngược.
• Đường đặc tuyến thể hiện mối liên hệ giữa Uout và Uin như hình vẽ là đặc tuyến mạch hạn chế mức trên.

Nhóm 8: Vùng Đánh Thủng Và Sự Hỏng Hóc

• Diode sẽ không bị hỏng bởi nguyên nhân không có phương án nào đúng.
• Diode rơi vào vùng đánh thủng do điện khi điện áp ngược trên diode lớn hơn giá trị đánh thủng.
• Trong vùng đánh thủng do điện, dòng điện qua diode là dòng ngược nhưng tăng mạnh theo điện áp.
• Diode trong hình vẽ đang hoạt động trong vùng đánh thủng do điện (vùng zener), khi điện áp vào tăng trong 1 phạm vi cho phép để không làm hỏng diode thì dòng It không đổi.

Nhóm 9: Sơ Đồ Diode

• Ba mô hình tương đương tần số thấp của diode: lý tưởng, tuyến tính hóa từng đoạn đơn giản, và tuyến tính hóa từng đoạn (đầy đủ).
• Với diode, sơ đồ tuyến tính hóa từng đoạn đơn giản và tuyến tính hóa từng đoạn (đầy đủ) khác nhau ở nội trở rd.
• Cho một mạch điện có E=5V, R=8, rD=1, diode được làm từ Si. Để tính toán các tham số của mạch với sai số không quá 10% áp dụng sơ đồ tương đương ** tuyến tính hóa từng đoạn đầy đủ** là hợp lý.
• Cho mạch điện gồm 1 nguồn điện cấp cho 1 diode mắc nối tiếp với 1 điện trở R. Gọi UN là điện áp của nguồn. UD là điện áp mở và rd là nội trở của diode. Sơ đồ tuyến tính hóa từng đoạn đơn giản của diode nên được áp dụng khi UD là rất nhỏ so với UN và rd là đáng kể so với R.

Nhóm 10: Mạch Hạn Chế Mức

• Mạch điện trong hình vẽ là mạch Hạn chế mức dưới -E mắc kiểu song song
• Mạch điện trong hình vẽ là Hạn chế cả trên và dưới
• Mạch điện trong hình vẽ là mạch Hạn chế mức trên mắc kiểu song song.