Bài 4: Linh kiện bán dẫn và IC

1. Điốt bán dẫn

1.1. Cấu tạo và kí hiệu

a. Cấu tạo

Có 1 lớp tiếp giáp P - N
2 điện cực A (anốt), K (catốt)
Vỏ làm bằng thuỷ tinh, kim loại hoặc nhựa

Hình 1. Cấu tạo Điốt bán dẫn

b. Kí hiệu

Hình 2. kí hiệu Điốt bán dẫn

1.2. Nguyên lí làm việc

Khi phân cực ngược Điôt ngăn không cho dòng điện đi qua

Hình 3. Phân cực ngược Điôt

Khi phân cực thuận Điôt cho dòng điện đi qua

Hình 4. Phân cực thuận Điôt

Kết luận: Điôt cho dòng điện đi theo một chiều từ Anôt sang Catôt

1.3. Phân loại

a. Theo công nghệ chế tạo

Điôt tiếp điểm:

Hình 5. Điôt tiếp điểm

Chỗ tiếp giáp có diện tích rất nhỏ
Cho dòng điện nhỏ đi qua
Dùng để tách sóng và trộn tần

Điôt tiếp mặt:

Hình 6. Điôt tiếp mặt

Chỗ tiếp giáp P - N có diện tích lớn
Cho dòng điện lớn đi qua
Dùng để chỉnh lưu

b. Theo chức năng

Điôt ổn áp (Điôt Zener): Cho phép dùng ở vùng điện áp ngược đánh thủng mà không hỏng, được dùng để ổn định điện áp một chiều

Hình 7. Ký hiệu Điôt Zener

Điôt chỉnh lưu: Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

2. Tranzito

2.1. Cấu tạo

Có 2 lớp tiếp giáp P - N
3 điện cực E, B, C
Vỏ làm bằng kim loại hoặc nhựa

2.2. Phân loại và kí hiệu

Gồm 2 loại là Tranzito PNP và Tranzito NPN:

Hình 8.1. Cấu tạo Tranzito PNP

Hình 8.2. Kí hiệu Tranzito PNP

Hình 9.1 Cấu tạo Tranzito NPN

Hình 9.2 Kí hiệu Tranzito NPN

2.3. Nguyên lí làm việc

Hình 10. Nguyên lí làm việc Trazito NPN

Khi chưa có dòng điện điều khiển I_B. Tranzito ở trạng thái khoá không cho dòng điện I_C qua
Khi có dòng điện điều khiển I_B. Tranzito ở trạng thái mở nên cho dòng điện I_C qua

2.4. Công dụng

Dùng để khuếch đại tín hiệu, tách sóng và xung,. . .

3. Tirixto

3.1. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng

a. Cấu tạo

Hình 11. Cấu tạo Tirixto

Là linh kiện bán dẫn có ba lớp tiếp giáp P - N
Có vỏ bọc bằng nhựa hoặc kim loại
Có 3 điện cực: Anôt (A), Catôt (K), Điều khiển (G)

b. Kí hiệu

Hình 12. Kí hiệu Tirixto

c. Công dụng

Dùng trong mạch chỉnh lưu có điểu khiển

3.2. Nguyên lý làm việc và số liệu kĩ thuật

a. Nguyên lí làm việc

Khi chưa có U_GK > 0 thì dù U_AK> 0, nó vẫn không dẫn điện
Khi có U_GK > 0 và U_AK> 0, nó cho dòng điện đi từ A sang K, U_GKkhông còn tác dụng

b. Số liệu kĩ thuật

Khi dùng Tirixto cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là: I_AK định mức; U_AK định mức; UGK định mức; I_GK định mức.

4. Triac và Điac

4.1. Triac

a. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng

Cấu tạo:
Triac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp như hình vẽ và được nối ra ba chân, hai chân A₁, A₂ và chân điều khiển (G)
Về nguyên lí cấu tạo, Triac có thể coi như hai Tiristor ghép song song nhưng ngược chiều nhau

Hình 13. Cấu tạo Triac

Kí hiệu

Hình 14. Kí hiệu Triac

Công dụng: Dùng để điều khiển các thiết bị điện trong các mạch điện xoay chiều.

b. Nguyên lí làm việc và số liệu kĩ thuật

b.1. Nguyên lí làm việc

Khi cực G và A₂ có điện thế âm hơn so với A₁ thì Triac mở. Cực A₁ đóng vai trò anôt, còn cực A₂ đóng vai trò catôt. Dòng điện đi từ A₁ về A_2.

Hình 15. Nguyên lí làm việc của Triac khi cực G và A₂ có điện thế âm hơn so với A₁

Khi cực G và A₂ có điện thế dương hơn so với A₁ thì Triac mở. Cực A₂ đóng vai trò anôt, còn cực A₁ đóng vai trò catôt. Dòng điện đi từ A₂ về A₁.

Hình 15. Nguyên lí làm việc của Triac khi cực G và A₂ có điện thế dương hơn so với A₁

b.2. Số liệu kĩ thuật

Khi dùng Triac cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là:

\(I_{{A}_{1}A_{2}}\) định mức; \(U_{{A}_{1}A_{2}}\) định mức;\( I_{GA_{1}}\) định mức; \(U_{GA_{1}}\) định mức; \(I_{GA_{2}}\) định mức; \(U_{GA_{2}}\) định mức

4.2. Điac

a. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng

Cấu tạo:
- Điac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp như hình vẽ và được nối ra hai chân A₁, A₂
- Về nguyên lí cấu tạo, Điac có thể coi như hai Tiristor ghép song song nhưng ngược chiều nhau. Nhưng không có cực điều khiển
Kí hiệu

Hình 17. Kí hiệu Điac

Công dụng: Dùng để điều khiển các thiết bị điện trong các mạch điện xoay chiều.

b. Nguyên lí làm việc và số liệu kĩ thuật

b.1. Nguyên lí làm việc

Khi nâng cao độ chênh điện A₁ so với A₂ thì: Dòng điện đi từ A₁ về A₂

Hình 18. Nguyên lí làm việc của Điac khi nâng cao độ chênh điện A₁ so với A₂

Khi nâng cao độ chênh điện A₂ so với A₁ thì: Dòng điện đi từ A₂ về A₁

Hình 19. Nguyên lí làm việc của Điac khi nâng cao độ chênh điện A₂ so với A1

b.2. Số liệu kĩ thuật

Khi dùng Điac cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là: \(I_{A_{1}A_{2}}\) định mức; \(U_{A_{1}A_{2}}\) định mức

5. Vi mạch tổ hợp

5.1. Khái niệm

Là mạch vi điện tử tích hợp, được chế tạo bằng công nghệ đặc biệt hết sức tinh vi chính xác
Là một tổ hợp các linh kiện điện tử như: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điôt, tranzto, tirixto….
Chúng có tác dụng như một mạch điện tử nào đó

5.2. Phân loại

IC tương tự: Dùng để khuếch đại, tạo dao động, ổn áp, thu phát sóng, …
IC số: Dùng trong các thiết bị tự động, xung số, xử lí thông tin….

5.3. Chú ý

Cần tra cứu sổ tay IC để chọn và lắp mạch cho đúng
Cần xác định đúng chân trước khi lắp

5.4. Hình ảnh một số loại IC

Hình 20. Hình dạng một số loại IC

6. Quang điện tử

Quang điện tử là linh kiện điện tử có thông số thay đổi theo độ chiếu sáng, được dùng trong các mạch điện tử điều khiển băng ánh sáng.
Ví dụ: Loại quang điện tử khi cho dòng điện chạy qua, nó bức xạ ra ánh sáng, được gọi là LED (Light Emitting Diode)

1. Điốt bán dẫn

1.1. Cấu tạo và kí hiệu

a. Cấu tạo

Có 1 lớp tiếp giáp P - N
2 điện cực A (anốt), K (catốt)
Vỏ làm bằng thuỷ tinh, kim loại hoặc nhựa

Hình 1. Cấu tạo Điốt bán dẫn

b. Kí hiệu

Hình 2. kí hiệu Điốt bán dẫn

1.2. Nguyên lí làm việc

Khi phân cực ngược Điôt ngăn không cho dòng điện đi qua

Hình 3. Phân cực ngược Điôt

Khi phân cực thuận Điôt cho dòng điện đi qua

Hình 4. Phân cực thuận Điôt

Kết luận: Điôt cho dòng điện đi theo một chiều từ Anôt sang Catôt

1.3. Phân loại

a. Theo công nghệ chế tạo

Điôt tiếp điểm:

Hình 5. Điôt tiếp điểm

Chỗ tiếp giáp có diện tích rất nhỏ
Cho dòng điện nhỏ đi qua
Dùng để tách sóng và trộn tần

Điôt tiếp mặt:

Hình 6. Điôt tiếp mặt

Chỗ tiếp giáp P - N có diện tích lớn
Cho dòng điện lớn đi qua
Dùng để chỉnh lưu

b. Theo chức năng

Điôt ổn áp (Điôt Zener): Cho phép dùng ở vùng điện áp ngược đánh thủng mà không hỏng, được dùng để ổn định điện áp một chiều

Hình 7. Ký hiệu Điôt Zener

Điôt chỉnh lưu: Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

2. Tranzito

2.1. Cấu tạo

Có 2 lớp tiếp giáp P - N
3 điện cực E, B, C
Vỏ làm bằng kim loại hoặc nhựa

2.2. Phân loại và kí hiệu

Gồm 2 loại là Tranzito PNP và Tranzito NPN:

Hình 8.1. Cấu tạo Tranzito PNP

Hình 8.2. Kí hiệu Tranzito PNP

Hình 9.1 Cấu tạo Tranzito NPN

Hình 9.2 Kí hiệu Tranzito NPN

2.3. Nguyên lí làm việc

Hình 10. Nguyên lí làm việc Trazito NPN

Khi chưa có dòng điện điều khiển I_B. Tranzito ở trạng thái khoá không cho dòng điện I_C qua
Khi có dòng điện điều khiển I_B. Tranzito ở trạng thái mở nên cho dòng điện I_C qua

2.4. Công dụng

Dùng để khuếch đại tín hiệu, tách sóng và xung,. . .

3. Tirixto

3.1. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng

a. Cấu tạo

Hình 11. Cấu tạo Tirixto

Là linh kiện bán dẫn có ba lớp tiếp giáp P - N
Có vỏ bọc bằng nhựa hoặc kim loại
Có 3 điện cực: Anôt (A), Catôt (K), Điều khiển (G)

b. Kí hiệu

Hình 12. Kí hiệu Tirixto

c. Công dụng

Dùng trong mạch chỉnh lưu có điểu khiển

3.2. Nguyên lý làm việc và số liệu kĩ thuật

a. Nguyên lí làm việc

Khi chưa có U_GK > 0 thì dù U_AK> 0, nó vẫn không dẫn điện
Khi có U_GK > 0 và U_AK> 0, nó cho dòng điện đi từ A sang K, U_GKkhông còn tác dụng

b. Số liệu kĩ thuật

Khi dùng Tirixto cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là: I_AK định mức; U_AK định mức; UGK định mức; I_GK định mức.

4. Triac và Điac

4.1. Triac

a. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng

Cấu tạo:
Triac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp như hình vẽ và được nối ra ba chân, hai chân A₁, A₂ và chân điều khiển (G)
Về nguyên lí cấu tạo, Triac có thể coi như hai Tiristor ghép song song nhưng ngược chiều nhau

Hình 13. Cấu tạo Triac

Kí hiệu

Hình 14. Kí hiệu Triac

Công dụng: Dùng để điều khiển các thiết bị điện trong các mạch điện xoay chiều.

b. Nguyên lí làm việc và số liệu kĩ thuật

b.1. Nguyên lí làm việc

Khi cực G và A₂ có điện thế âm hơn so với A₁ thì Triac mở. Cực A₁ đóng vai trò anôt, còn cực A₂ đóng vai trò catôt. Dòng điện đi từ A₁ về A_2.

Hình 15. Nguyên lí làm việc của Triac khi cực G và A₂ có điện thế âm hơn so với A₁

Khi cực G và A₂ có điện thế dương hơn so với A₁ thì Triac mở. Cực A₂ đóng vai trò anôt, còn cực A₁ đóng vai trò catôt. Dòng điện đi từ A₂ về A₁.

Hình 15. Nguyên lí làm việc của Triac khi cực G và A₂ có điện thế dương hơn so với A₁

b.2. Số liệu kĩ thuật

Khi dùng Triac cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là:

\(I_{{A}_{1}A_{2}}\) định mức; \(U_{{A}_{1}A_{2}}\) định mức;\( I_{GA_{1}}\) định mức; \(U_{GA_{1}}\) định mức; \(I_{GA_{2}}\) định mức; \(U_{GA_{2}}\) định mức

4.2. Điac

a. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng

Cấu tạo:
- Điac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp như hình vẽ và được nối ra hai chân A₁, A₂
- Về nguyên lí cấu tạo, Điac có thể coi như hai Tiristor ghép song song nhưng ngược chiều nhau. Nhưng không có cực điều khiển
Kí hiệu

Hình 17. Kí hiệu Điac

Công dụng: Dùng để điều khiển các thiết bị điện trong các mạch điện xoay chiều.

b. Nguyên lí làm việc và số liệu kĩ thuật

b.1. Nguyên lí làm việc

Khi nâng cao độ chênh điện A₁ so với A₂ thì: Dòng điện đi từ A₁ về A₂

Hình 18. Nguyên lí làm việc của Điac khi nâng cao độ chênh điện A₁ so với A₂

Khi nâng cao độ chênh điện A₂ so với A₁ thì: Dòng điện đi từ A₂ về A₁

Hình 19. Nguyên lí làm việc của Điac khi nâng cao độ chênh điện A₂ so với A1

b.2. Số liệu kĩ thuật

Khi dùng Điac cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là: \(I_{A_{1}A_{2}}\) định mức; \(U_{A_{1}A_{2}}\) định mức

5. Vi mạch tổ hợp

5.1. Khái niệm

Là mạch vi điện tử tích hợp, được chế tạo bằng công nghệ đặc biệt hết sức tinh vi chính xác
Là một tổ hợp các linh kiện điện tử như: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điôt, tranzto, tirixto….
Chúng có tác dụng như một mạch điện tử nào đó

5.2. Phân loại

IC tương tự: Dùng để khuếch đại, tạo dao động, ổn áp, thu phát sóng, …
IC số: Dùng trong các thiết bị tự động, xung số, xử lí thông tin….

5.3. Chú ý

Cần tra cứu sổ tay IC để chọn và lắp mạch cho đúng
Cần xác định đúng chân trước khi lắp

5.4. Hình ảnh một số loại IC

Hình 20. Hình dạng một số loại IC

6. Quang điện tử

Quang điện tử là linh kiện điện tử có thông số thay đổi theo độ chiếu sáng, được dùng trong các mạch điện tử điều khiển băng ánh sáng.
Ví dụ: Loại quang điện tử khi cho dòng điện chạy qua, nó bức xạ ra ánh sáng, được gọi là LED (Light Emitting Diode)

Bài học tiếp theo

Bài 5: Thực hành Điôt - Tirixto - Triac

Bài 6: Thực hành Tranzito

Bài học bổ sung

Bài học liên quan

Bài 1: Vai trò và triển vọng phát triển của ngành kĩ thuật điện tử trong sản xuất và đời sống

Bài 2: Điện trở - Tụ điện - Cuộn cảm

Bài 3: Thực hành Điện trở - Tụ điện - Cuộn cảm

Bài 4: Linh kiện bán dẫn và IC

Bài 5: Thực hành Điôt - Tirixto - Triac

Bài 6: Thực hành Tranzito