Cơ Chế Đánh Thủng DIOD

5/19/2018

C Ch

nhTh ngDIOD-slidepdf.com

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM HUẾ LỚP LÝ 2A NGUYẾN DUY MẠNH

BÀI LÀM: HAI CƠ CHẾ ĐÁNH THỦNG DID! " ĐÁNH THỦNG THÁC Đ# $À ĐÁNH THỦNG %UY&N H'M 2() C* +,- ./0, 1,03 14503 +,6780 19- PN

- Dòng phân cực ngược rất nhỏ, nhưng khi điện áp ngược đặt trên chuyển tiếp PN tng !ượt "u# $%t giá tr& nhất đ&nh 'òng ngược () tng đ%t n * đ+  hiện tượng đánh th.ng, hiện tượng ny c+ thể $ hỏng '/ng c/ nhưng c+ $%t (0 12i '/ng c/ h12t đ%ng 'ự# trên c3 chế ny4 - 5#i c3 chế đánh th.ng chuyển tiếp PN 6

; C* +,- 1,/+ <=: 7hi điện áp ngược tng, điện trư8ng tr1ng $i9n điện t:ch kh;ng gi#n tng, h2t '
http://slidepdf.com/reader/full/co-che-danh-thung-diod

1/14

5/19/2018

C Ch


nng ngy cng >n, khi chuyển đ%ng ch?ng !# đ@p !>i các nguyên tA $ =Bn r# điện tA >p ng1i c.# ch?ng, (0 điện tA tự '1 $>i phát (inh !# ch2$ ny cCng được điện trư8ng $2nh gi# t0c, ch?ng tiếp t/c đ@p !1 các N $>i $ =Bn r# điện tA tự '14 5iện tượng ny EFy r# iên ! nh#nh, khiến (0 h2t '
; C* +,- >67?0 ,@: 7hi điện trư8ng ngược tng ên, còn cung cấp nng ượng ch1 các điện tA >p ng1i cHng c.# N =án '
tA ny c+ nng ượng đ. >n ch?ng tách r# khỏi N t21 thnh điện tA tự '1, N =& i1n h+#4 Nếu điện trư8ng ngược đ. >n hiện tượng i1n h+# E r# nhiểu '
Lecture

- r1ng thực tế I c3 chế đánh th.ng EFy r# rất phJc t2p, kh+ phân =iệt4 K Lánh th.ng Euyên hM$ EFy r# gMn như tJc th8i ! '1 điện trư8ng trên $i9n điện t:ch kh;ng gi#n "uyết đ&nh, kh;ng ph/ thu%c !1 'iện t:ch $i9n điện t:ch kh;ng gi#n4 K Lánh th.ng thác C đòi hỏi phFi c+ "uá trnh gi# t0c ch1 các h2t 'n, ph/ thu%c nhi9u !1 đ% r%ng c.# $i9n điện t:ch kh;ng gi#n4 - Ong thực nghiệ$ ngư8i t# phân =iệt được, đQi !>i =án '

2/14

5/19/2018

C Ch


; Đ91 0 / E0E46 Dự# !1 hiệu Jng đánh th.ng thác C ! đánh th.ng [XnXr ; Đ91 03F+ Đ91 160E0: Dự# !1 hiệu Jng Euyên hM$ trên chuyển tiếp PN ph# t2p nhi9u

Đ/0, 1,03 1,/+ . JKJ
7hi hiệu thế phân cực ngh&ch còn nhỏ, ch\ c+ 'òng điện rò ] ^ ch2y "u#4 7hi hiệu điện thế phân cực ngh&ch đ.  , nh_ng h2t tFi điện (inh r# 'ư>i tác đ%ng c.# nhiệt được điện trư8ng tr1ng !Hng hiế$ tng !@n t0c ! c+ đ.

nng ượng rJt nhi9u 'iện t:ch khác t` các n0i h+# tr&4 a3 chế ny cJ chYng chất, (#u cHng t# c+ $%t 'òng điệ ngh&ch rất >n, tiếp giáp P-N =& phá h.y thX1 nguyên b thác đQ4

r1ng hiện tượng đánh th.ng thác đQ, h2t thiểu (0 tr1ng $i9n ngh1 được tng t0c =Gi điện trư8ng c#1 !>i

%$đ%ng nng rất >n4 ah?ng () !# ch2$ !1 các n?t $2ng c.# $2ng Z4 U phá !d các iên kết h+# tr&4 efi $%t !

ch2$ () i1n h+# Z, hnh thnh cặp điện tA f tr0ng th#$ gi# $ h2t c3 =Fn4 aác cặp đ+ được gi  phMn tA tF


3/14

5/19/2018

C Ch


điện thJ cấp4 ah?ng 2i nh@n được đ%ng nng rất >n ! 2i $ i1n h+# các n?t $2ng khác4 7ết "uF  !iệc hn thnh $%t ượng cực >n các h2t tFi ! tự nhiên hnh thnh 'òng điện đánh th.ng rất >n4 Đ/0, 1,03 >67?0 ,@ QE0E4 4EJ5O0:

Liện trư8ng trên >p chuyển iếp PN kh;ng ch\ gi# t0c các h2t thiểu (0 $ còn cung cấp nng ượng ch1 các điệ tA !òng ng1i c.# nguyên tA =án 'n, ch?ng cCng c+

thể tách khỏi nguyên tA t21 thnh điện tA tự '14 5iên tượng i1n h+# n2y gi  i1n h+# '1 điện trư8ng4 Nếu điệ áp ng1i đ2t đến $%t giá tr& nhất đ&nh ngh#  đ. >n, nng ượng i1n h+# () EFy r# trên nhi9u nguyên tA =án '
Lánh th.ng thác C phFi c+ $%t "uá trnh gi# t0c ch1 các h2t 'i t0c đ% nhất đ&nh4

Lánh th.ng Euyên hM$ hMu như EFy r# tJc th8i ! '1 điện trư8ng cực đ2i trên $i9n điện t:ch kh;ng gi#n "uyết đ&nh4


4/14

5/19/2018

C Ch




Lánh th.ng thác C phH thu%c !1 đ% r%ng $i9n điện t:ch kh;ng gi#n, !Hng ny cng r%ng th (0 Mn !# ch2$ cng nhi9u4

Lánh th.ng Euyên hM$ kh;ng ph/ thu%c !1 đ% r%ng $i9n điện t:ch kh;ng gi#n4 

Lánh th.ng thác C c+ thể tng ên khi =& k:ch th:ch $ ch1 hiện tượng thác C c+ thể EFy r# (>$ ! $2n iệt h3n4 U tng h2t '
Lánh th.ng Euyên hM$ kh;ng ph/ thu%c !1 (ự tng k:ch th:ch 

5ệ (0 nhiệt đ% c.# đánh th.ng thác C 'ư3ng, đánh th.ng Euyên hM$4 U khi tng nhiệt đ% th $i9n nhiệt điện t:ch kh;ng gi#n trG nên hp h3n nên tng khF nng Euyên hM$4 Uiệc Euyên hM$ (>$ EFy r# !i !@y, tng nhiệt đ% '
Lánh th.ng thác C ph/ thu%c ch. yếu !1 (uất i1n h+# lRu##t( i1n h1á được đ&nh ngh# 6 (0 ượng (0 ượng đi tA ! f trư>ng được (Fn (inh '1 $%t h2t 'i tác đ%ng c.# điện trư8ng 'i chuyển $%t đ3n !& đ% 'im, như !@y nhiệt đ% tng điện áp đánh th.ng tng4 Ng1i r# Di1'X c+ n;i trG th#y đQi rất >n, khi phân cực thu@n  D o ^ ln0i tBtm, khi ph#n cực ngh&ch


5/14

5/19/2018

C Ch





6/14

5/19/2018

C Ch

ng thác lũ(nhân Đánh thủ


thác lũ ): do ion hóa va chạ m khi hạ t dẫ n chuyể n độ ng trong điệ n

ờng. Đán h t hủn g t hác lũcó hệố ơng. trư s nhiệ t dư o

Đánh thủ ng hiệ uứ ng Zener

ờ ờng hầ (hay đư ng hầ m): do hiệ uứ ng đư m và đánh thủ ng này có hệ

sốnhiệ t âm. • Nhậ n biế t đán h t hủ n g t hác lũvà Zener qua điệ n áp đánh thủ ng VBR: thư ờ ng th ì VBR < 4 V là đánh thủ ng Zener; VBR > 6V là đánh thủ ng thác lũ; 4V ≤ VBR ≤ 6V đư ợc thiế t ng thác lũvà Zener kếsửdụ ng cảhai loạ i đánh thủ

2.1.4 Phân cực cho diode

Phân cực cho diode (biasing a diode) là qu tr!nh "#t $%t n&u'n th (ho#c n&u'n dn&) *ào &i+a hai ti, .c /i$ loi c1a n d3n  *à P5 6i7u th ,hân cực nà89 t:8 theo chi;u9 <= là$ cho diode > ,hân cực thu?n (forward direction) ha8 ,hân cực n&@Ac (reverse direction)5 BCi *Di ,hân cực thu?n9 $%t hi7u "i7n th nh <= to ra $%t dn& "i7n lDn "i qua diode5 Tron& /hi ,hân cực n&@Ac9 dn& là rt nh9 cG thH e$ nh@  qua5 hJ trK /hi hi7u th n&@Ac rt cao9 hi7n t@An& "nh th1n& (breakdown) <= 8 ra5 6i7n t@An& iHu hi7n là dn& "i7n rt lDn ti $%t hi7u th Mn ">nh5

I($N)

Oe

i OaN<

I($N)

forward -40

-20

re*er
r

o

ea

w

/d

n

2

0


7/14

5/19/2018

C Ch


Qa(Q) Qa(Q)

052 054 05R

I

05S 50

2.1.4.1 Phân cực thuận

U

- 6i7u "i7n th "#t *ào là$ cho P cG "i7n th d@Vn& hVn 9

r

→E a ↑ ↓ E i là$ cho "i7n tr@Wn& &i$9 hàn& rào th cXn&

Qa

r

Ea

U

r

-

Q \

r

-

&i$9 $i;n n&hYo hZ, li →"i7n tr[ lD, ti, .c (tr[ n%i c1a

E i r

diode) &i$5

E

Q

Q

Qa ] 0

Qa ^ 0

Qi -Qa Qi -Qa

Qi

Qi

 forward ca

 re*er
8/14

5/19/2018

C Ch


- _hi ,hân cực thu?n9 /hi hàn& rào th &i$ uCn&9 "i7n t` tron&  <= /huch tn ch electron (driff current ) /hi electron di chu8Hn theo lực "i7n tr@Wn& tK P ch /hi lb trCn& di chu8Hn tK 

9/14

5/19/2018

C Ch


gradient tron& $i;n P5 T@Vn& tự9 lb trCn& <= cG $%t ,hân C hole gradient tron& $i;n 5

6ai &radient nà8 <= h!nh thành [i dn& /huch tn ( diffusion current )9 nh@n& /hn& ,hi c1a cc ht cV n $à là c1a cc ,hn t` ti /hn& cV n5 Bi;u "G cG n&hga là9 hole /hi [ n P là $aorit8 carrier9 nh@n& /hi "
kiHu thc dn& cG d0n&m

,o,

Qa  0 non

qD p p n

n

qV

op

I = A[

qD

on

−

+

L

p

][exp L

n

a

P

1]

4

kT ,on no,

Tron& "G9

de,letion re&ion

N

tit di7n lD, ti, .c

L,9 L chi;u

,9  n

hn&
4.2 Phân cực ng'(c ,o,

dài /hu

(diffusion constant )

tn (diffu

,on

$?t "% hole /hn& cV n tron& 

no,

$?t "% electron /hn&

2.

cV n tron& P 1. http://slidepdf.com/reader/full/co-che-danh-thung-diod

no, 10/14

5/19/2018

C Ch


,o,

4

Q

non

P 4

no,

,on

non Q

P ,on

I<

- 6i7u "i7n th là$ cho  d@Vn& hVn
r

hi7u "i7n th ti, .c [ $i;n n&hYo tn& ln9 "i7n tr@Wn& E -

cXn& tn& ln5 n& l@An& cn thit cho cc ht ti *@At qua hàn& rào th càn& lDn9 là$ cho rt jt cc ht ti cV n ch8

r

Qa

Ea

-

qua "@Ac lD, ti, .c9 $à chJ thu?n lAi cho cc ht ti /hn&

U

Q - Q! U

http://slidepdf.com/reader/full/co-che-danh-thung-diod cV n ch8 qua5

*?89 dn&

11/14

5/19/2018

C Ch


"i7n c1a diode l.c nà8 chJ là dn& rt nh c1a cc ht ti /hn&

\

r

cV n5 Tron& iHu thc tjnh dn& trn9 Q a ^ 05

E i r

E I  -I<9 I< là dn& "i7n n&@Ac o ha (re*er
D pp I

s

on

= qA[

L

+

D nn

op

p

]

L

n

- h. p tron& tr@Wn& hA, ,hân cực thu?n9 $i;n n&hYo thu hZ, li9 "i7n tr[ n%i c1a diode là rt nh5 n /hi ,hân cực n&@Ac9 $i;n n&hYo $[ r%n& ra9 tr[ n%i c1a diode tn& ln rt lDn5 Q! *?89 diode "@Ac e$ là linh /i7n chJ cho ,h, dn& "i7n "i theo $%t chi;u nht ">nh5

2.1.4.) *i+n t'(ng ,ánh thng _hi ti, tc tn& Qn&@Ac "n $%t &i tr> "1 lDn nht ">nh9 dn& "i7n n&@Ac "%t n&%t tn& rt nhanh *Di $%t <ự tn& rt nh c1a Qn&@Ac5 Phân loi thành hai hi7n th@An& "nh th1n&m -ener breakdown ("nh th1n& hi7u n& u8n h$) *à valanche breakdown ("nh th1n& hi7n n& thc lX)5 N*alanche rea/down


12/14

5/19/2018

C Ch


Tron& hi7n t@An& "nh th1n& thc lX9 electron tron& $i;n n&hYo "@Ac &ia tCc [i "i7n tr@Wn& cao <= cG $%t "%n& nn& rt lDn5 h.n& <= *a ch$ *ào cc n.t $n& c1a $n& tinh thH *à ,h *s cc lin /t hGa tr>5 bi $%t *a ch$ <= ion hGa $%t n.t $n&9 h!nh thành $%t c#, "i7n t` - lb trCn& tha$ &ia là$ ht ti cV n5 c c#, nà8 &i là ,hn t` ti "i7n th c,5 h.n& li nh?n "@Ac "%n& nn& lDn *à li là$ ion hGa cc n.t $n& /hc5 _t qu là *i7c h!nh thành $%t l@An& cực lDn cc ht ti *à tự nhin là h!nh thành dn& "i7n "nh th1n& rt lDn5 vener rea/down

V ch *?t lp c1a hi7n t@An& "nh th1n& vener hoàn toàn /hc cV ch "nh th1n& thc lX5 BiH$ &iCn& nhau du8 nht là h!nh dn& ,hn "#c tu8n n&@Ac c1a diode5 - 6ai "iH$ /hc nhau chjnh làm

U 6i7u "i7n th n&@Ac "nh th1n& vener tron& ilicon diode là cs /hon& Q ho#c nh hVn5 Tron& /hi c1a "nh th1n& thc lX là *ài chc *olt5 U B#c tu8n "nh th1n& vener th! "%t n&%t tn& hVn "nh th1n& thc lX5

I

- Bnh th1n& vener dựa chjnh trn hi7u n& u8n h$ (tunnelling )5 _h nn& u8n h$ càn& lDn /hi "% r%n& $i;n n&hYo càn& hZ,5 Bi;u nà8 "@Ac thực hi7n /hi c hai loi n d3n

-Qr

Q

-Qy

";u "@Ac ,ha t, *Di n'n& "% rt cao (0 Sc$-x)

i;n n&hYo > thu hZ, <= to ra $%t "i7n tr@Wn& vener

a*alance

rt cao5 L.c "G9 cc electron <= nhanh chGn& thu "@Ac http://slidepdf.com/reader/full/co-che-danh-thung-diod

13/14

5/19/2018

C Ch


"%n& nn& lDn *à hi7n t@An& "nh th1n& 8 ra dz dàn& hVn5 Qà *! th9 Q y ^ Qr 5 - B#c "iH$ nMi ?t c1a diode vener là hi7u "i7n th n&@Ac Qy &n nh@ là /hn& "Mi9 $#c d: dn& "i7n cG thH tha8 "Mi rt lDn5 Q! th9 diode vener th@Wn& "@Ac d:n& "H to ra cc n&u'n Mn , chu{n5


14/14

Cơ Chế Đánh Thủng DIOD

Recommend Documents