Bài Giảng Vi sai xử lý

Phần lớn các linh kiện điện tử đều được cấu tạo từ các chất bán dẫn gọi làlinh kiện điện tử bán dẫn. Như vậy để xét cấu tạo nguyên lý hoat động của cáclinh kiện khác nhau thì ta phải xét các loại bán dẫn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Vi sai xử lýBài GiảngVi sai xử lý Phần lớn các linh kiện điện tử đều được cấu tạo từ các chất bán dẫn gọi là linh kiện điện tử bán dẫn. Như vậy để xét cấu tạo nguyên lý hoat động của các linh kiện khác nhau thì ta phải xét các loại bán dẫn.* Chất bán dẫn và cơ chế dẫn điện: *.1> Chất bán dẫn thuần: Chất bán dẫ thuần được chế tạo từ Ge, Si (nhóm 4 trong bảng phân loại tuần hoàn). Mạng liên kết đồng hóa trị Si: - Ở -2730 C (00K) e  nằm trong mối liên kết bền vững. Độ linh động j=0. - Khi nhiệt độ tăng e  thu năng lượng đủ bứt ra trở thành điện tử tự do để lại lỗ trống. Điện tử hóa trị bên cạnh dễ dàng nhảy vào lấp lỗ trống và để lại lỗ trống chuyển động ngược chiều nhau. Tổng các dòng trong bán dẫn bằng không. - Nếu bắt microampe kế ta thấy có dòng rất nhỏ chạy qua chất bán dẫn. Nguyên nhân: các điện tử có sẵn trong chất bán dẫn chuyển động đến dương nguồn thì có bấy nhiêu điện tử đi khỏi âm nguồn để bù vào lỗ khuyết của mạng tinh thể. Chiều của dòng điện từ dương nguồn đến microampe kế qua bán dẫn đến âm nguồn. Với quá trình này làm tiêu hao năng lượng của nguồn. *.2> Chất bán dẫn tạp: Chất bán dẫn tạp là chất bán dẫn được tạo thành nhờ pha các nguyên tố nhóm III hoặc nhóm V vào. Bán dẫn tạp gồm có hai loại đó là: bán dẫn loại p và loại n. Bán dẫn loại n được tạo thành nhờ pha tạp nguyên tố nhóm V trong bảng phân loại tuần hoàn vào mạng liên kết của mạng tinh thể nguyên chất Silic. Do có 5 điện tích hóa trị nên khi liên kết trong mạng tinh thể Si thì có 4 điện tử liên kết còn một điện tử không liên kết trong mạng liên kết rất yếu với hạt nhân. Như vậy sau khi pha tạp nguyên tố nhóm V vào thì bán dẫn giàu điện tử. Chất pha tạp cho điện tử nên nguyên tử pha tạp gọi là Donor( chất cho). Tương tự như bán dẫn n bán dẫn p được tạo thành nhờ pha tạp nguyên tố nhóm III vào. Do có ba điện tử hóa trị nên khi pha tạp sẽ thiếu một điện tử tạo thành lỗ trống . Lỗ trống này sẽ hút các điện tử ở mạng liên kết tạo thành lỗ trống mới. Cứ như vậy các lỗ trong liên tục được hình thành. Bán dẫn sau khi pha tạp ta được một bán dẫn thiếu điện tử. Chất pha tạp nhận điện tử nên gọi là Acceptor (chất nhận).**> Tiếp giáp p-n: Bán dẫn p: lỗ trống là hạt dẫn đa số, điện tử là hạt dẫn thiểu số. Bán dẫn n: điện tử là hạt dẫn đa số, lỗ trống là hạt dẫn thiểu số. Khi cho hai bán dẫn p và n tiếp xúc nhau do chênh lệch về nồng độ pha tạp giữa hai bán dẫn nên co hiện tượng khuyếch tán hạt dẫn điện đa số về hai phía. Kết quả là để lại một lớp ion + và ion – trên bề mặt tiếp giáp gọi là lớp chuyển tiếp. Khi lớp chuyển tiếp được hình thành thì sự khuyếch tán của các hạt mang điện đa số bị cản trở nhưng điện trường trong có tác dụng hút các hạt thiểu số chuyển động trôi qua lớp chuyển tiếp và tạo thành dòng I ng còn chuyển động khuyếch tán của các hạt đa số tạo thành dòng thuận I th ( I kt ) . Tại tiếp giáp có sự cân bằng động như sơ đồ dưới đây:  cân bằng động.  i  0. Muốn có dòng qua bán dẫn thì phải phá vỡ trạng thái cân bằng động. Muốn phá vỡ trạng thái cân bằng động bằng cách phân cực.**.1> Phân cực thuận, phân cực nghịch: **.1.1> Phân cực thuận: Nếu Ec>0.5V ngược chiều E tr làm cho bề dày lớp chuyển tiếp co lại, chiều cao hàng rào điện thế giảm đối với hạt dẫn đa số, chúng chuyển động sang phía đối diện tạo thành dòng I th gọi là I E ( I kt ) . qV KT I E  I 0 S (e  1) Trong đó: I 0 S : Dòng điện ngược bão hòa. **.1.2> Phân cực ngược: E C cùng chiều với E tr làm cho E tr tăng lên. Khi E tr tăng lên thì bề dày lớp chuyển tiếp tăng lên ngăn cản sự chuyển động của các hạt dẫn điện đa số. Dòng I kt  0 . Chỉ có các hạt thiểu số chuyển động về hai phía tạo thành dòng I ng . Chiều của Ing từ dương nguồn đến bán dẫn p qua bán dẫn n đến âm nguồn. Chỉ số của dòng I ng rất nhỏ vì các hạt thiểu số vốn có ở điều kiện thường rất ít.**.2> Đặc tuyến V-A của tiếp giáp p-n: **.3> Hiện tượng đánh thủng của tiếp giáp p-n: Nếu E C đủ lớn thì E tr tăng đủ mức làm cho vận tốc của các hạt dẫn qua lớp chuyển tiếp làm ion hóa các nguyên tử trong lớp chuyển tiếp tạo thành các cặp điện tử và điện tử trái dấu thứ cấp. Các điện tử, lỗ trống thứ cấp tiếp tục chuyển động làm ion hóa các nguyên tử khác. Hiện tượng này tạo ra số lượng hạt dẫn tăng vọt gọi là hiện tượng đánh thủng kiểu thác lũ. Khi xảy hiện tượng đánh thủng do phân cực ngược hoặc dòng điện lớn khi phân ...