<< Chapter < Page Chapter >> Page >

Nội trở của nối tại điểm Q là:

R D = V I size 12{R rSub { size 8{D} } = { {V} over {I} } } {}

Khi nối P-N phân cực thuận càng mạnh, dòng điện I càng lớn trong lúc điện thế V gần như không đổi nên nội trở càng nhỏ.

Nội trở động của nối p-n: (dynamic resistance)

Giả sử dòng dòng điện ngang qua nối P-N là IQ tương ứng với một điện thế phân cực thuận VQ.

Khi V biến thiên một lượng V từ trị số VQ thì I cũng biến thiên một lượng tương ứng I từ trị số IQ. Tỉ số ΔI ΔV size 12{ { {ΔI} over {ΔV} } } {} bằng với độ dốc của tiếp tuyến tại điểm Q với đặc tuyến của nối P-N.

Đặt: ΔI ΔV = 1 r d size 12{ { {ΔI} over {ΔV} } = { {1} over {r rSub { size 8{d} } } } } {} ;rd được gọi là điện trở động của nối P-N khi phân cực thuận.

Với tín hiệu u nhỏ, ta có:

r d = ΔV ΔI = dV dI Q size 12{r rSub { size 8{d} } = { {ΔV} over {ΔI} } = { { ital "dV"} over { ital "dI"} } \rline rSub { size 8{Q} } } {}

Với I = I 0 . e V ηV T 1 size 12{I=I rSub { size 8{0} } "." left [e rSup { size 8{ { {V} over {ηV rSub { size 6{T} } } } } } - 1 right ]} {}

Suy ra:

dI dV = I 0 1 ηV T . e V ηV T size 12{ { { ital "dI"} over { ital "dV"} } =I rSub { size 8{0} } left [ { {1} over {ηV rSub { size 8{T} } } } "." e rSup { size 8{ { {V} over {ηV"" lSub { size 6{T} } } } } } right ]} {}

Ngoài ra,

I = I 0 . e V ηV T 1 = I 0 . e V ηV T I 0 size 12{I=I rSub { size 8{0} } "." left [e rSup { size 8{ { {V} over {ηV rSub { size 6{T} } } } } } - 1 right ]=I rSub {0} size 12{ "." e rSup { { {V} over {ηV rSub { size 6{T} } } } } } size 12{ - I rSub {0} }} {}

Hay I + I 0 = I 0 . e V ηV T size 12{I+I rSub { size 8{0} } =I rSub { size 8{0} } "." e rSup { size 8{ { {V} over {ηV rSub { size 6{T} } } } } } } {}

Do đó, dI dV = I + I 0 ηV T size 12{ { { ital "dI"} over { ital "dV"} } = { {I+I rSub { size 8{0} } } over {ηV rSub { size 8{T} } } } } {}

Và điện trở động là:

r d = dI dV = ηV T I + I 0 size 12{r rSub { size 8{d} } = { { ital "dI"} over { ital "dV"} } = { {ηV rSub { size 8{T} } } over {I+I rSub { size 8{0} } } } } {}

Thông thường, I >> I 0 size 12{I">>"I rSub { size 8{0} } } {} nên r d = ηV T I size 12{r rSub { size 8{d} } = { {ηV rSub { size 8{T} } } over {I} } } {}

Ở nhiệt độ bình thường (250C), VT = 26mV, điện trở động là:

r d = η . 26 mV I ( mA ) size 12{r rSub { size 8{d} } = { {η "." "26" ital "mV"} over {I \( ital "mA" \) } } } {}

Với dòng điện I khá lớn, =1, điện trở động rd có thể được tính theo công thức:

r d = 26 mV I ( mA ) size 12{r rSub { size 8{d} } = { {"26" ital "mV"} over {I \( ital "mA" \) } } } {}

Ở nhiệt độ bình thường, nếu IQ = 100mA thì rd = 0,26. Trong một nối P-N thực, vì có tiếp trở giữa các mối nối, điện trở giữa hai vùng bán dẫn P và N nên điện trở động thực sự lớn hơn nhiều so với trị số tính được, thông thường khoảng vài chục .

Đây cũng chính là kiểu mẫu của Diode với tín hiệu nhỏ. Người ta cũng định nghĩa điện trở động khi phân cực nghịch

r r = dV dI Q size 12{r rSub { size 8{r} } = { { ital "dV"} over { ital "dI"} } \rline rSub { size 8{Q} } } {}

Vì độ dốc của tiếp tuyến tại Q khi nối P-N phân cực nghịch rất nhỏ nên điện trở động rr rất lớn, hàng M.

Điện dung của nối p-n.

Điện dung chuyển tiếp (điện dung nối)

Khi nối P-N được phân cực nghịch, vùng hiếm được nới rộng do có sự gia tăng điện tích trong vùng này. Với một sự biến thiên V của hiệu điện thế phân cực nghịch, điện tích trong vùng hiếm tăng một lượng Q. Vùng hiếm có tác dụng như một tụ điện gọi là điện dung chuyển tiếp CT.

C T = ΔQ ΔV = ε . A W d size 12{C rSub { size 8{T} } = lline { {ΔQ} over {ΔV} } = { {ε "." A} over {W rSub { size 8{d} } } } rline } {}

Trong đó,  là hằng số điện môi của chất bán dẫn, A là điện tích của nối P-N và Wd là độ rộng của vùng hiếm.

Khi điện thế phân cực nghịch thay đổi, độ rộng của vùng hiếm thay đổi nên điện dung chuyển tiếp CT cũng thay đổi. Người ta chứng minh được CT có trị số:

C T = K V 0 + V R n size 12{C rSub { size 8{T} } = { {K} over { left (V rSub { size 8{0} } +V rSub { size 8{R} } right ) rSup { size 8{n} } } } } {}

Trong đó, K là hằng số tùy thuộc vào chất bán dẫn và kỹ thuật chế tạo. V0 là rào điện thế của nối P-N (Si là 0,7V và Ge là 0,3V). VR là điện thế phân cực nghịch. n = 1 3 size 12{n= { {1} over {3} } } {} trong trường hợp nối P-N là dốc lài (linearly graded juntion) và n = 1 2 size 12{n= { {1} over {2} } } {} trong trường hợp nối P-N thuộc loại dốc đứng (brupt juntion).

Nếu gọi Cj(0) là trị số của CT đo được khi VR=0, ta có:

C T = C j ( 0 ) 1 + V R V 0 n size 12{C rSub { size 8{T} } = { {C rSub { size 8{j} } \( 0 \) } over { left (1+ { {V rSub { size 8{R} } } over {V rSub { size 8{0} } } } right ) rSup { size 8{n} } } } } {}

Trong các nối P-N thông thường, CT có trị số từ 5pF đến 100pF

Điện dung khuếch tán. (difusion capacitance)

Khi nối P-N được phân cực thuận, lỗ trống được khuếch tán từ vùng P sang vùng N và điện tử khuếch tán từ vùng N sang vùng P. Sự phân bố các hạt tải điện thiểu số ở hai bên vùng hiếm tạo nên một điện dung gọi là điện dung khuếch tán CD.. Người ta chứng minh được điện dung khuếch tán CDtỉ lệ với dòng điện qua nối P-N theo công thức:

C D = τI ηV T size 12{C rSub { size 8{D} } = { {τI} over {ηV rSub { size 8{T} } } } } {}

Trong đó, τ = τ P = L P 2 D P size 12{τ=τ rSub { size 8{P} } = { {L rSub { size 8{P} } rSup { size 8{2} } } over {D rSub { size 8{P} } } } } {} , là đời sống trung bình của lỗ trống;  = 2 đối với nối P-N là Si, =1 đối với nối P-N là Ge.

Thông thường, CD có trị số từ 2000pF đến 15000pF.

Get Jobilize Job Search Mobile App in your pocket Now!

Get it on Google Play Download on the App Store Now




Source:  OpenStax, Mạch điện tử. OpenStax CNX. Aug 07, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10892/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Mạch điện tử' conversation and receive update notifications?

Ask