Tài liệu cấu kiện điện tử | Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông

Quyquyquy CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ MỤC LỤC I.
DIODE ....................................................................................................................................................... 5 1.
Vùng năng lượng ....................................................................................................................................................... 6 2.
Dòng khuếch tán, Dòng trôi .................................................................................................................................. 8 3.
Chuyển tiếp PN .......................................................................................................................................................... 9 4.
Utx ............................................................................................................................................................................... 11 5.
Phát xạ và tái hợp (Quan trọng) ...................................................................................................................... 12 6.
Đặc tuyến U-I ........................................................................................................................................................... 13 7.
Điện trở của chất bán dẫn .................................................................................................................................. 14 8.
Sơ đồ tương đương ............................................................................................................................................... 16 9.
Mạch hạn chế........................................................................................................................................................... 23 10.
Mạch chỉnh lưu .................................................................................................................................................. 28
II. BJT ........................................................................................................................................................... 30 1.
Mắc Chung BC EC CC ............................................................................................................................................ 30 2.
Đường tải tĩnh ......................................................................................................................................................... 37 3.
RE Feedback là gì? Hồi tiếp âm là gì? ............................................................................................................. 39 4.
Vùng hoạt động ...................................................................................................................................................... 40 5.
Phân cực BJT............................................................................................................................................................ 41 6.
Mô hình tương đương re .................................................................................................................................... 43 7.
Mô hình tín hiệu nhỏ ............................................................................................................................................ 44 8.
Điện dung ký sinh, tham số Z,Y,H..................................................................................................................... 45
III. Mô hình SPICE DIODE NI Multism ................................................................................................. 50 1.
V₍rms₎ ......................................................................................................................................................................... 50 2.
Các thôg số DIODE ................................................................................................................................................. 50 3.
Các loại máy đo trong NI ..................................................................................................................................... 51 4.
Nối đất GND ............................................................................................................................................................. 51
IV. Tại sao cần nối đất ............................................................................................................................... 52 1.
GND với AC ............................................................................................................................................................... 52 2.
Nhiễu GND ................................................................................................................................................................ 52 V.
Mạch tần số thấp, cao ......................................................................................................................... 53
VI. Phân tích mạch gồm AC DC .............................................................................................................. 54
VII. Vì sao Zin thấp làm giảm điện áp tín hiệu từ micro? ................................................................ 55
VIII. Méo tín hiệu .......................................................................................................................................... 56 1.
Méo tín hiệu là gì?.................................................................................................................................................. 56 2.
Các loại méo tín hiệu trong mạch khuếch đại BJT ..................................................................................... 56 2.1
Méo biên độ (Amplitude Distortion) .................................................................................................... 56 2.2
Méo xuyên tâm (Crossover Distortion) ............................................................................................... 57 2.3
Méo điều hòa (Harmonic Distortion) ................................................................................................... 58 2.4
Méo pha (Phase Distortion) ..................................................................................................................... 59
IX. Mạch tương đương Thevenin .......................................................................................................... 59
X. Mạch chuyển đổi sạc , Công nghệ sạc ............................................................................................ 60 1.
Hao phí chuyển đổi ............................................................................................................................................... 60 2.
Năng lượng Wh chứ không phải mAh ........................................................................................................... 60
XI. FET ........................................................................................................................................................... 61 1.
Điện trở trans .......................................................................................................................................................... 61 2.
Jfet ............................................................................................................................................................................... 61 3.
MOSFET ..................................................................................................................................................................... 65 3.1
Kênh D .............................................................................................................................................................. 67 3.2
Kênh E/ ............................................................................................................................................................ 68 3.3
Body diode ...................................................................................................................................................... 69 4.
Diễn biến 1 hạt dẫn trong FET .......................................................................................................................... 72 5.
Tại sao cần RG với JFET ....................................................................................................................................... 75 6.
Sụt áp bán dẫn Điện dung lớp tiếp giáp FET ............................................................................................... 76 7.
T tăng ID giảm ......................................................................................................................................................... 77
XII. OpAmp .................................................................................................................................................... 80 1.
Các cách mắc tín hiệu vào ................................................................................................................................... 82 1.1
Đầu vào đơn và đầu vào vi sai ................................................................................................................. 82 1.2
Mode chung .................................................................................................................................................... 84 2.
Đặc tuyến .................................................................................................................................................................. 87 3.
Mạch KĐTT............................................................................................................................................................... 88 4.
Mạch cộng ................................................................................................................................................................. 90 5.
Mạch trừ .................................................................................................................................................................... 91 6.
Hồi tiếp âm và dương ........................................................................................................................................... 92 7.
DC Offset ................................................................................................................................................................... 93 8.
Input Bias Current ................................................................................................................................................. 95
XIII. IC Số ......................................................................................................................................................... 99 1.
Sơ lược và phân loại ............................................................................................................................................. 99 2.
Hàm Logic .............................................................................................................................................................. 100 2.1
Not .................................................................................................................................................................. 100 2.2
AND (Nhân)................................................................................................................................................. 101 2.3
OR (Cộng) .................................................................................................................................................... 102 2.4
XOR ................................................................................................................................................................. 103 2.5
NAND ............................................................................................................................................................. 104 2.6
NOR ................................................................................................................................................................ 105 2.7
XNOR .............................................................................................................................................................. 106 3.
Lề nhiễu- Tính chống nhiễu ............................................................................................................................ 107 4.
Hệ số ghép tải và P tiêu thụ ............................................................................................................................ 108 5.
Trễ truyền lan ( trễ cổng) ................................................................................................................................ 109 6.
Các họ ic số ............................................................................................................................................................ 110 7.
MOS .......................................................................................................................................................................... 113 7.1
NMOS PMOS ................................................................................................................................................ 113 7.2
CMOS .............................................................................................................................................................. 115
Giao tiếp TTL-CMOS .................................................................................................................................................... 117 Tài liệu tham khảo:
Bài giảng trên lớp+Slide thầy Hoàng Quang Huy
Slide thầy Đào Việt Hùng Chat GPT
Slide thầy Ahmad El-Banna thuộc Benha University
Video Youtube Diode của kênh The Engineering Mindset
Bjt Transconductance and small signal model explained visually kênh TheSiGuy
Hoạt động của jFET và de-MOSFET | jFET là gì | MOSFET chế độ nghèo kênh Sony77
This CHIP Changed the WORLD! MOSFET (ElectroBOOM101 - 012) kênh ELECTROBOOM
ĐẠI SỐ BOOLEAN & CỔNG LOGIC - KHOA HỌC MÁY TÍNH TẬP 3 | Tri thức nhân loại
Kênh @hocnghekysudien&dientu I. DIODE
1. Vùng năng lượng
E nhảy lên vùng dẫn khi nhận đủ E -> phát xạ tạo cặp e tự do và hole Loại N : cho donor P nhận âceptor
2. Dòng khuếch tán, Dòng trôi 1. Ikt
− Do chênh lệch nồng độ hạt dẫn giữa vùng P và N.
− Electron (ở vùng N) và lỗ trống (ở vùng P) khuếch tán từ nơi nồng độ cao sang nơi thấp.
− Dòng điện cùng chiều E ngoài 2. Itrôi
− Do điện trường nội tại của lớp tiếp giáp PN tạo ra, đẩy hạt thiểu số chạy ngược chiều.
− Hạt dẫn e chạy ngược chiều điện trường ngoài, cùng chiều E nội tại vùng nghèo
− Tồn tại ngay cả khi không phân cực hoặc phân cực ngược, nhưng rất nhỏ → chính là dòng ngược bão hòa IS
Dòng điện qua diode = dòng khuếch tán + dòng trôi.
Khi phân cực thuận, dòng khuếch tán chiếm ưu thế.
Khi phân cực ngược, dòng trôi thống trị, và rất nhỏ → gọi là dòng ngược bão hòa. 3. Chuyển tiếp PN • Trước khi ghép :
− N-Type: rất nhiều e, rất ít h
− P-Type: rất nhiều h, rất ít e • Sau khi ổn định:
− Ikt: e từ N sang P, h từ P sang N
Lúc đầu lớn rồi nhỏ dần
− Vùng nghèo : Utx ( 0.7 Si, 0.3 Ge)
− I trôi: ngược Ikt, rất nhỏ
− Khi chưa có E ngoài : |Ikt| = |Itr| PCT:
− Dòng phụ thuộc vào E
− Ikt lớn, vùng nghèo nhỏ hơn do điện trường − Sụt áp đúng = Utx
− Thực tế 1 : Utx phụ thuộc độ rộng vùng nghèo -> phụ thuộc Ikt
− Thực tế 2: UAK= Utx + sụt áp do điện trở thuần PCN:
− E cản mạnh Ikt, vùng nghèo rộng hơn
− Cơ bản không có dòng 4. Utx
5. Phát xạ và tái hợp (Quan trọng)
− Rất quan trọng nếu muốn hiểu về cách dòng điện di chuyển trong chất bán dẫn.
− Phần này có trong môn Vật lý điện tử
Sự phát xạ: quá trình làm xuất hiện hạt dẫn trong chất bán dẫn
Sự tái hợp: quá trình làm mất đi các hạt dẫn trong chất bán dẫn 6. Đặc tuyến U-I
7. Điện trở của chất bán dẫn R có giảm mãi không?
1. Giai đoạn đầu (nhiệt độ thấp → vừa):
Chất bán dẫn tinh khiết (intrinsic): ρ(T)∝eEgkT
Tăng T → tạo thêm cặp electron-hole → hạt tải tăng → điện trở giảm nhanh theo hàm mũ.
2. Vùng nhiệt độ cao hơn:
• Khi mật độ hạt tải đạt mức bão hòa (~ mọi electron hóa trị đã bị kích thích lên dải dẫn):
o Sự giảm điện trở chậm lại.
o Hiệu ứng tán xạ chiếm ưu thế, giống kim loại.
o R có thể ổn định hoặc thậm chí tăng nhẹ nếu tán xạ mạng (phonon scattering) tăng nhanh.
3. Chất bán dẫn tạp (extrinsic):
• Ở nhiệt độ thấp: chỉ có hạt tải từ chất pha tạp → điện trở giảm theo T (vì năng lượng nhiệt ion hóa tạp chất).
• Ở nhiệt độ trung bình: vùng hoạt động tối ưu – hạt tải nhiều, điện trở thấp.
• Ở nhiệt độ rất cao: chuyển sang chất bán dẫn nội sinh → tương tự vùng 2. Kết luận: • Không giảm mãi mãi.
• Có giới hạn thực tế do:
o Hết khả năng sinh hạt tải.
o Tán xạ mạnh hơn → cản trở chuyển động hạt tải. ∆𝑉 25𝑚𝑉 Nội trở vi sai AC : 𝑟 𝐵𝐸 𝑒′ = ≈ ∆𝐼𝐸 𝐼𝐸 𝑈 Nội trở 1 chiều DC 𝑟 𝐷 𝐷 = 𝐼𝐷 𝛥𝑈
Nội trở xoay chiều AC 𝑟′ 𝐷 𝐷 = 𝛥𝐼𝐷 “Khoảng”=2A
1. Thermistor (Thermal Resistor)
• NTC (Negative Temperature Coefficient): Điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. loại phổ biến.
• PTC (Positive Temperature Coefficient): Điện trở tăng khi nhiệt độ tăng.
2. RTD (Resistance Temperature Detector)
• Thường làm từ kim loại như platinum (Pt100, Pt1000).
• Có độ chính xác cao hơn thermistor.
• Điện trở tăng tuyến tính theo nhiệt độ.
thể tích đá ở thể rắn có lớn hơn ở thể lỏng
Khi nước đóng băng, các phân tử nước sắp xếp lại thành mạng tinh thể có nhiều khoảng trống hơn, làm cho nước đá nở ra
8. Sơ đồ tương đương
Chỉ như công tắc bật tắt
− Lý tưởng : chỉ bật tắt, r và U0 cực bé không có ảnh hưởng tới mạch
− Tuyến tính hoá đơn giản: r cực nhỏ hơn R nên sụt áp tuyến tính bỏ qua, có xét sụt áp nên Ud0 ~ U
− Tuyến tính hoá đầy đủ: r U đều ảnh hưởng tới mạch Is khac id