Trình bày cấu tạo, ký hiệu, phân loại và công dụng của điốt bán dẫn.
Cấu tạo của điốt bán dẫn
Điốt bán dẫn là một linh kiện điện tử được chế tạo từ một chất bán dẫn như silicon (Si) hoặc germani (Ge).
Điốt bao gồm hai lớp bán dẫn:
Lớp bán dẫn P: Dùng tạp chất nhận (acceptor) để tạo ra lỗ trống.
Lớp bán dẫn N: Dùng tạp chất cho (donor) để tạo ra các electron tự do.
Hai lớp này tạo thành mối nối P-N, là phần chính của điốt.
Ký hiệu của điốt bán dẫn
Trong sơ đồ mạch điện, điốt được ký hiệu bằng một hình tam giác chỉ vào một thanh ngang, đại diện cho dòng điện chỉ có thể đi từ cực dương (A - Anode) sang cực âm (K - Cathode).
Phân loại điốt bán dẫn
Điốt chỉnh lưu: Dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
Điốt zener: Hoạt động ở chế độ phân cực ngược, dùng để ổn định điện áp.
Điốt quang (LED): Phát sáng khi có dòng điện chạy qua.
Điốt Schottky: Có điện áp phân cực thuận thấp, thường được dùng trong các mạch tần số cao.
Điốt biến dung: Dùng trong các mạch điều chỉnh tần số.
Công dụng của điốt bán dẫn
Chỉnh lưu dòng điện: Chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều trong các mạch nguồn.
Ổn định điện áp: Điốt zener được dùng để duy trì điện áp ổn định cho các mạch điện.
Phát sáng: Điốt LED được sử dụng rộng rãi trong đèn chiếu sáng, hiển thị và tín hiệu giao thông.
Tách tín hiệu: Điốt được sử dụng để tách tín hiệu trong các mạch tần số cao.
Bài tập 2 trang 24 SGK Công nghệ 12
Trình bày cấu tạo, ký hiệu, phân loại và công dụng của tranzito.
Cấu tạo của tranzito
Tranzito là linh kiện bán dẫn ba lớp được tạo thành từ hai mối nối P-N, gồm ba cực:
Cực phát (E - Emitter): Cung cấp hạt mang.
Cực gốc (B - Base): Điều khiển dòng điện qua tranzito.
Cực thu (C - Collector): Thu nhận hạt mang từ cực phát.
Có hai loại cấu tạo:
Tranzito NPN: Gồm hai lớp bán dẫn loại N kẹp giữa lớp bán dẫn loại P.
Tranzito PNP: Gồm hai lớp bán dẫn loại P kẹp giữa lớp bán dẫn loại N.
Ký hiệu của tranzito
Ký hiệu tranzito trong sơ đồ mạch điện gồm ba cực E, B, C.
Dấu mũi tên trên cực phát (E) chỉ hướng dòng điện:
NPN: Mũi tên hướng ra ngoài.
PNP: Mũi tên hướng vào trong.
Phân loại tranzito
Theo cấu tạo: NPN, PNP.
Theo công suất: Tranzito công suất nhỏ, trung bình, lớn.
Theo tần số hoạt động: Tranzito tần số thấp, tần số cao.
Theo mục đích sử dụng: Tranzito khuếch đại, công tắc, mạch dao động.
Công dụng của tranzito
Khuếch đại tín hiệu: Dùng trong các mạch khuếch đại âm thanh, tín hiệu.
Chuyển mạch (Switch): Sử dụng trong các mạch điều khiển tự động, như bật/tắt đèn.
Tạo dao động: Dùng trong các mạch tạo sóng như máy phát sóng, đồng hồ điện tử.
Điều khiển dòng điện: Được ứng dụng trong các thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại di động.
Bài tập 3 trang 24 SGK Công nghệ 12
Tirixto thường được dùng để làm gì?
Tirixto là gì
Tirixto (thyristor) là một linh kiện bán dẫn có cấu tạo gồm bốn lớp bán dẫn P-N-P-N, với ba cực:
Cực anode (A).
Cực cathode (K).
Cực điều khiển (G - Gate).
Nó hoạt động như một công tắc điện tử, chỉ cho dòng điện đi qua khi được kích hoạt bởi một tín hiệu tại cực G.
Công dụng của tirixto
Chỉnh lưu có điều khiển: Dùng trong các mạch điện để điều chỉnh điện áp và dòng điện đầu ra, thường thấy trong các bộ điều chỉnh tốc độ động cơ.
Biến đổi tần số: Sử dụng trong các bộ nghịch lưu, chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng xoay chiều.
Điều khiển công suất: Dùng trong các thiết bị như lò nung cảm ứng, đèn chiếu sáng.
Bảo vệ mạch điện: Tirixto có thể hoạt động như một công tắc bảo vệ khi phát hiện sự cố.
Bài tập 4 trang 24 SGK Công nghệ 12
Hãy so sánh sự giống nhau và khác nhau về nguyên lý làm việc giữa triac và tirixto.
Giống nhau
Cả triac và tirixto đều là linh kiện bán dẫn được sử dụng để điều khiển dòng điện trong các mạch điện.
Đều hoạt động như công tắc bán dẫn, chỉ cho dòng điện đi qua khi có tín hiệu kích hoạt ở cực điều khiển (G).
Cả hai đều có khả năng điều khiển dòng điện xoay chiều.
Khác nhau
Tiêu chí
Tirixto
Triac
Cấu tạo
Có bốn lớp bán dẫn P-N-P-N và ba cực: Anode (A), Cathode (K), Gate (G).
Có sáu lớp bán dẫn và ba cực: MT1, MT2, và Gate (G).
Dòng điện điều khiển
Chỉ điều khiển được dòng điện một chiều hoặc nửa chu kỳ của dòng điện xoay chiều.
Điều khiển được cả hai nửa chu kỳ của dòng điện xoay chiều (dòng đi qua theo cả hai hướng).
Ứng dụng
Sử dụng chủ yếu trong các mạch chỉnh lưu có điều khiển, biến đổi điện áp hoặc bảo vệ mạch điện.
Thường dùng trong các thiết bị điều khiển công suất như đèn chiếu sáng, quạt điện, và các thiết bị gia dụng.
Nguyên lý làm việc
Hoạt động khi có tín hiệu kích tại cực Gate và cho dòng điện chạy từ Anode (A) sang Cathode (K) (chỉ trong một chiều hoặc nửa chu kỳ dương).
Hoạt động khi có tín hiệu kích tại cực Gate và cho dòng điện chạy từ MT1 đến MT2 hoặc ngược lại, nhờ đó điều khiển được cả hai chiều dòng điện.
Kết luận
Tirixto phù hợp với các ứng dụng yêu cầu dòng điện một chiều hoặc chỉnh lưu, trong khi triac được ưu tiên dùng trong các mạch điều khiển công suất dòng xoay chiều.
Triac được xem là linh kiện đa năng hơn, đặc biệt trong các ứng dụng điều khiển thiết bị xoay chiều gia đình và công nghiệp.
