Tin tức
Tin tức
Kiến thức cơ bản và nguyên lý hoạt động của Transistor
2022-12-07 1097
1. Cấu trúc và phân loại của bóng bán dẫn

Đặc điểm chung của nó là có ba điện cực, đó là nguồn gốc của chữ viết tắt "bóng bán dẫn". Nói chung, nội thất của bóng bán dẫn là cấu trúc ba lớp bao gồm chất bán dẫn loại P và chất bán dẫn loại N, được chia thành loại NPN và loại PNP theo thứ tự phân cấp.
Cấu trúc ba lớp nêu trên là ba vùng của bóng bán dẫn. Lớp mỏng hơn ở giữa là vùng cơ sở và hai lớp còn lại đều là loại N hoặc loại P. Trong số đó, lớp có kích thước tương đối nhỏ và nồng độ hạt mang đa số tương đối cao. Vùng phát và lớp còn lại là vùng thu. Đặc điểm cấu trúc bên trong này của bóng bán dẫn là điều kiện bên trong của bóng bán dẫn để có thể khuếch đại.
Mỗi vùng trong số ba vùng dẫn đến ba điện cực, đó là đế (b), bộ phát (e) và bộ thu (c).
Như được hiển thị trong Hình b, cấu trúc ba lớp có thể tạo thành hai điểm nối PN, được gọi là điểm nối bộ phát và điểm nối bộ thu. Hướng mũi tên trong bóng bán dẫn biểu tượng cho biết hướng của điểm nối bộ phát.
Có hai điểm nối PN có độ dẫn điện một chiều trong cấu trúc bên trong của bóng bán dẫn, do đó tất nhiên nó có thể được sử dụng như một phần tử chuyển mạch, nhưng đồng thời, bóng bán dẫn cũng là một phần tử khuếch đại. Chính sự xuất hiện của nó đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện tử.

2. Hiệu ứng khuếch đại hiện tại của bóng bán dẫn
Nguồn điện áp DC Vcc phải lớn hơn Vbb, để mạch đáp ứng các điều kiện khuếch đại bên ngoài: điểm nối bộ phát được phân cực thuận và bộ thu được phân cực ngược. Việc thay đổi điện trở điều chỉnh Rb, dòng cơ sở IB, dòng cực góp Ic và dòng cực phát IE đều sẽ thay đổi và có thể rút ra kết luận sau từ kết quả đo:
(1) IE = IB + IC (theo định lý hiện hành của Kirchhoff)
(2) IC ≈ IB ×? (? được gọi là hệ số khuếch đại dòng điện, có thể mô tả khả năng khuếch đại dòng điện của bóng bán dẫn)
(3) △ IC ≈ △ IB ×?
Có thể thấy từ những điều trên rằng bóng bán dẫn là một thiết bị tương tự có khuếch đại dòng điện.

3. Nguyên lý khuếch đại của
bóng bán dẫn
Sau đây sử dụng NPN bóng bán dẫn như một ví dụ để minh họa luật di chuyển sóng mang nội bộ và nguyên tắc khuếch đại hiện tại,
1. Sự khuếch tán của các electron từ vùng phát đến vùng cơ sở: Do tiếp giáp của bộ phát có độ lệch thuận nên phần lớn các hạt mang điện (electron tự do) trong vùng phát tiếp tục khuếch tán đến vùng cơ sở và liên tục bổ sung các electron từ nguồn điện cung cấp, hình thành dòng phát IE.
2. Sự khuếch tán và tái hợp của các electron ở vùng nền: Do vùng nền rất mỏng nên nồng độ phần lớn hạt tải điện (lỗ trống) rất thấp nên chỉ một phần nhỏ electron được khuếch tán từ bộ phát có thể kết hợp lại với các lỗ ở vùng nền để hình thành Dòng cơ sở IB tương đối nhỏ và hầu hết các electron còn lại có thể khuếch tán đến rìa của điểm nối bộ thu.
3. Vùng thu thu thập các electron khuếch tán từ vùng phát: do sự phân cực ngược của tiếp giáp cực thu, các electron khuếch tán từ vùng phát đến vùng gốc và đến rìa của vùng thu có thể bị kéo vào vùng thu, từ đó tạo thành IC dòng thu lớn hơn.

4. Đặc tính đầu vào và đầu ra của
bóng bán dẫn
Đặc tính đầu vào của bóng bán dẫn đề cập đến đường cong mối quan hệ giữa dòng cơ sở IB và điện áp cực phát UBE khi điện áp cực thu-cực phát UCE không đổi.
Đối với ống silicon, khi UCE vượt quá 1V, điểm nối bộ thu đã đạt đủ độ lệch ngược để kéo hầu hết các electron khuếch tán từ vùng phát sang vùng bazơ vào vùng thu. Nếu UCE tăng vào thời điểm này, miễn là UBE không thay đổi (số lượng electron phát ra từ vùng phát xạ đến vùng cơ sở là không đổi), IB về cơ bản sẽ không thay đổi. Điều đó có nghĩa là, khi UCE vượt quá 1V, các đường cong đặc tính đầu vào về cơ bản trùng khớp.
Có thể thấy từ hình vẽ rằng, giống như đặc tính volt-ampe của diode, đặc tính đầu vào của bóng bán dẫn cũng có vùng chết. Chỉ khi UBE lớn hơn điện áp vùng chết thì dòng cơ sở IB của bóng bán dẫn sẽ xuất hiện. Thông thường, điện áp vùng chết của ống silicon là khoảng 0.5V và của ống germanium là khoảng 0.1V. Trong điều kiện làm việc bình thường, điện áp tiếp giáp bộ phát UBE của ống silicon NPN là 0.6 đến 0.7V và điện áp tiếp giáp bộ phát UBE của ống PNP germanium là -0.2 đến -0.3V.
Đặc tính đầu ra của bóng bán dẫn đề cập đến đường cong mối quan hệ giữa IC dòng thu và điện áp cực thu-cực UCE khi dòng cơ sở IB không đổi. Với IB khác nhau, có thể thu được các đường cong khác nhau, do đó đặc tính đầu ra của bóng bán dẫn là một tập hợp các đường cong Thông thường đường cong đặc tính đầu ra được chia thành ba khu vực làm việc:
1. Diện tích mở rộng: Phần gần nằm ngang của đường cong đặc tính đầu ra là diện tích mở rộng. Trong vùng khuếch đại, IC = IB ×?, vì hệ số khuếch đại dòng điện xấp xỉ bằng nhau dưới các IB khác nhau nên vùng khuếch đại còn được gọi là vùng tuyến tính. Cho bóng bán dẫn để hoạt động trong khu vực khuếch đại, điểm nối bộ phát phải có độ lệch thuận và điểm nối bộ thu phải có độ lệch ngược. Đối với ống silicon, nên chế tạo UBE>0 và UBC<0.
2. Vùng giới hạn: Vùng phía dưới đường cong IB = 0 gọi là vùng giới hạn. Trên thực tế, đối với ống silicon NPN, khi UBE<0.5V thì bắt đầu cắt, nhưng để tạo ra bóng bán dẫn bị cắt một cách đáng tin cậy, UBE<0V thường được sử dụng. Tại thời điểm này, cả điểm nối bộ phát và điểm nối bộ thu đều có độ lệch ngược.
3. Vùng bão hòa: Phần dốc của đường cong đặc tính đầu ra là vùng bão hòa. Tại thời điểm này, sự thay đổi của IB ít ảnh hưởng đến IC và ? của vùng khuếch đại không còn áp dụng được cho vùng bão hòa. Ở vùng bão hòa, UCE

whatsapp

Đường dây nóng dịch vụ

tel: +86 755 83044319

WhatsApp

Whatsapp:+8618073002950