NGHIÊN CỨU VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP, chương 1

Ký hiệu của diode. Diode công suất là linh kiện bán dẫn có hai cực, được cấu tạo bởi một lớp bán dẫn N và một lớp bán dẫn P ghép lại. Silic là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm IV trong bảng hệ thống tuần hoàn. Silic có 4 điện tử thuộc lớp ngoài cùng trong cấu trúc nguyên tử. Nếu ta kết hợp thêm vào một nguyên tố thuộc nhóm V mà lớp ngoài cùng có 5 điện tử thì 4 điện tử của nguyên tố này tham gia liên kết với 4 điện tử tự...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGHIÊN CỨU VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP, chương 1 Chương 1: GIÔÙI THIEÄU VEÀ ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁTI. DIODE COÂNG SUAÁT: I. 1 Caáu taïo: - + P - + N Anoát q P N d - 0  Katoát (a) (b) Hình 1. 1 a). Caáu taïo cuûa diode. b). Kyù hieäu cuûa diode. Diode coâng suaát laø linh kieän baùn daãn coù hai cöïc, ñöôïc caáutaïo bôûi moät lôùp baùn daãn N vaø moät lôùp baùn daãn P gheùp laïi. Silic laø moät nguyeân toá hoùa hoïc thuoäc nhoùm IV trong baûngheä thoáng tuaàn hoaøn. Silic coù 4 ñieän töû thuoäc lôùp ngoaøi cuøngtrong caáu truùc nguyeân töû. Neáu ta keát hôïp theâm vaøo moät nguyeântoá thuoäc nhoùm V maø lôùp ngoaøi cuøng coù 5 ñieän töû thì 4 ñieän töûcuûa nguyeân toá naøy tham gia lieân keát vôùi 4 ñieän töû töï do cuûa Silicvaø xuaát hieän moät ñieän töû töï do. Trong caáu truùc tinh theå, caùc ñieäntöû töï do laøm taêng tính daãn ñieän. Do ñieän töû coù ñieän tích aâm neânchaát naøy ñöôïc goïi laø chaát baùn daãn loaïi N (negative), coù nghóa laøaâm. Neáu theâm vaøo Silic moät nguyeân toá thuoäc nhoùm III maø coù 3nguyeân töû thuoäc nhoùm ngoaøi cuøng thì xuaát hieän moät loå troángtrong caáu truùc tinh theå. Loã troáng naøy coù theå nhaän 1 ñieän töû, taïoneân ñieän tích döông vaø laøm taêng tính daãn ñieän. Chaát naøy ñöôïcgoïi laø chaát baùn daãn loaïi P (positive), coù nghóa laø döông. Trong chaát baùn daãn loaïi N ñieän töû laø haït mang ñieän ña soá,loã troáng laø thieåu soá. Vôùi chaát baùn daãn loaïi P thì ngöôïc laïi. ÔÛ giöõa hai lôùp baùn daãn laø maët gheùp PN. Taïi ñaây xaûy rahieän töôïng khueách taùn. Caùc loã troáng cuûa baùn daãn loaïi P traønsang N laø nôi coù ít loã troáng. Caùc ñieän töû cuûa baùn daãn loaïi N chaïysang P laø nôi coù ít ñieän töû. Keát quaû taïi maët tieáp giaùp phía Pngheøo ñi veà dieän tích döông vaø giaøu leân veà ñieän tích aâm. Coønphía baùn daãn loaïi N thì ngöôïc laïi neân goïi laø vuøng ñieän tíchkhoâng gian döông. Trong vuøng chuyeån tieáp (-) hình thaønh moät ñieän tröôøngnoäi taïi. Kyù hieäu laø Ei vaø coù chieàu töø N sang P hay coøn goïi laøbarie ñieän theá (khoaûng töø 0,6V ñeán 0,7V ñoái vôùi vaät lieäu laøSilic). Ñieän tröôøng naøy ngaên caûn söï di chuyeån cuûa caùc ñieän tíchña soá vaø laøm deã daøng cho söï di chuyeån cuûa caùc ñieän tích thieåusoá(ñieän töû cuûa vuøng P vaø loå troáng cuûa vuøng N). Söï di chuyeån cuûacaùc ñieän tích thieåu soá hình thaønh neân doøng ñieän ngöôïc hay doøngñieän roø. I. 2 Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Ei Ei P N P N U U + - - + (a) (b) Hình 1. 2 a). Söï phaân cöïc thuaän diode. b). Söï phaân cöïc ngöôïc diode. Khi ñaët diode coâng suaát döôùi ñieän aùp nguoàn U coù cöïc tínhnhö hình veõ, chieàu cuûa ñieän tröôøng ngoaøi ngöôïc chieàu vôùi ñieäntröôøng noäi Ei. Thoâng thöôøng U > Ei thì coù doøng ñieän chaïytrong maïch, taïo neân ñieän aùp rôi treân diode khoaûng 0,7V khidoøng ñieän laø ñònh möùc. Vaäy söï phaân cöïc thuaän haï thaáp barieñieän theá. Ta noùi maët gheùp PN ñöôïc phaân cöïc thuaän. Khi ñoåi chieàu cöïc tính ñieän aùp ñaët vaøo diode, ñieän tröôøngngoaøi seõ taùc ñoäng cuøng chieàu vôùi ñieän tröôøng noäi taïi Ei. Ñieäntröôøng toång hôïp caûn trôû söï di chuyeån cuûa caùc ñieän tích ña soá.Caùc ñieän töû cuûa vuøng N di chuyeån thaúng veà cöïc döông nguoàn Ulaøm cho ñieän theá vuøng N voán ñaõ cao laïi caøng cao hôn so vôùivuøng P. Vì theá vuøng chuyeån tieáp laïi caøng roäng ra, khoâng coùdoøng ñieän chaïy qua maët gheùp PN. Ta noùi maët gheùp PN bò phaâncöïc ngöôïc. Neáu tieáp tuïc taêng U, caùc ñieän tích ñöôïc gia toác, gaâyneân söï va chaïm daây chuyeàn laøm barie ñieän theá bò ñaùnh thuûng. Ñaëc tính volt-ampe cuûa diode coâng suaát ñöôïc bieåu dieãn gaànñuùng baèng bieåu thöùc sau: I = IS [ exp (eU/kT) – 1 ] ( 1. 1 ) Trong ñoù: - IS : Doøng ñieän roø, khoaûng vaøi chuïc mA - e = 1,59.10- 19 Coulomb - k = 1,38.10- 23 : Haèng soá Bolzmann - T = 273 + t0 : Nhieät ñoä tuyeät ñoái (0 K) - t0 : Nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng (0 C) - U : Ñieän aùp ñaët treân diode (V) I ...