Bài giảng Dụng cụ bán dẫn: Chương 4 (Phần 2) - GV. Hồ Trung Mỹ

Trong phần này sẽ trình bày các nội dung: Các mô hình của diode bán dẫn, điện tích chứa và quá trình quá độ, đánh thủng chuyển tiếp, chuyển tiếp dị thể (Heterojunction). Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Dụng cụ bán dẫn: Chương 4 (Phần 2) - GV. Hồ Trung MỹĐHBK Tp HCM-Khoa Đ-ĐTBMĐTGVPT: Hồ Trung MỹMôn học: Dụng cụ bán dẫn Chương 4 Chuyển tiếp PN (PN Junction) 1 Nội dung chương 41. Chuyển tiếp PN – Giới thiệu các khái niệm2. Điều kiện cân bằng nhiệt3. Miền nghèo4. Điện dung miền nghèo5. Đặc tuyến dòng-áp6. Các mô hình của diode bán dẫn7. Điện tích chứa và quá trình quá độ8. Đánh thủng chuyển tiếp9. Chuyển tiếp dị thể (Heterojunction)10. Các loại diode bán dẫn11. Giới thiệu các ứng dụng của diode bán dẫn 2 4.6 Các mô hìnhcủa diode bán dẫn 3 Các mô hình diode (chưa xét đến đánh thủng ngược) Mô hình diode lý tưởng Mô hình sụt áp hằng Mô hình với điện trở thuận (xấp xỉ bậc 1) (xấp xỉ bậc 2) (xấp xỉ bậc 3)• VON=0.7V với Si• rD là điện trở thuận = dV/dI tại điểm Q (có VDQ >VON) = VT/IDQ 4 Các cấp điện trở• Bán dẫn hoạt động khác nhau với dòng điện DC và AC.• Có 3 loại điện trở – Điện trở tĩnh hay DC : RD = VD/ID – Điện trở động hay AC: rd = ∆VD/ ∆ID định nghĩa tổng quát hơn rd = dVD/dID ( = VT/ID ở điểm VD > VON) – Điện trở AC trung bình: rd = ∆VD/ ∆ID (từ điểm đến điểm)Điện trở tĩnh RD Điện trở động rd Điện trở AC trung bình 5 Mô hình tín hiệu nhỏ (Small Signal Model): Đặc tuyến I-V The diode dòng-áp (I-V): characteristics: I D  Ise V D /nVT  assume giả sử VD  VT  For an Với instantaneous điện áp tức thờivoltage v D (t): v D (t)  VD  v d (t) thenta Thì wecóhave dòngtheđiện instantaneous current áp tức thời là i D (t): i D (t)  I D e vd (t)/nVT nghỉaNếuif v d (t)/nVT  1, that is,làa giả sử tín small hiệuassumption signal nhỏ v d (t) I i D (t)  I D e vd (t)/nVT  I D (1    )  I D  D v d (t) nVT nVT Nếu i D (t)  I D  i d (t)  DC  AC; Since We Ta có can cáchave thephần thành AC i-v i-vAC components: I i d (t)  D v d (t) nVT So, we can Vì vậy, ta cóalso điệnhave thehiệu trở tín small-signal nhỏ resistance (or the incremental resistance) v d (t) nVT rd   Ω i d (t) ID 6 Circuit ModelCategories of Circuit I-V Models: • Exponential (physical); • Piecewise Linear; Non-Linear Model • Constant Voltage Drop; • Ideal-diode; • Small signal (linear approximation);  Reference : Table 3_1 78910 Ideal-diode Model: i  0, for v  0  OFF i  any positive value  0, for v  0  ON P N 11 Example of the Branch Current Calculation : (based on the ideal-diode model) 12 i Constant Voltage Drop Model: v i  0, for v  0.7  OFF 0.7V i  any positive value  0, for v  0.7  ON 9.3mA 0.7V 13 Piecewise Linear Model: i  0, for v  VD,0  OFF i V  V  , D,0 for v  VD,0  ON rD 9.1mA VD,0 14 Terminal Characteristics of a Real Diode: •Real I-V in normal scale 15* The forward - bias diode current :i  I s (e v/n v t  1)  I s e v/n v twhereI s is the saturation current or the scale current;v t is the thermal voltage (  25mV);n is the ideal factor.For two diode currents I1 and I 2 ,we can have  ...