<< Chapter < Page Chapter >> Page >

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 ]} {}

Với  = 1 khi mối nối là Ge

 = 2 khi mối nối là Si

Nối p-n khi được phân cực nghịch:

Khi nối P-N được phân cực nghịch, rào điện thế tăng một lượng V. Lỗ trống và điện tử không thể khuếch tán ngang qua mối nối. Tuy nhiên, dưới tác dụng của nhiệt, một số ít điện tử và lỗ trống được sinh ra trong vùng hiếm tạo ra một dòng điện có chiều từ vùng N sang vùng P. Vì điện tử và lỗ trống sinh ra ít nên dòng điện ngược rất nhỏ, thường chừng vài chục A hay nhỏ hơn. Để ý là dòng điện ngược này là một hàm số của nhiệt độ.

Người ta cũng chứng minh được trong trường hợp nối P-N phân cực nghịch với hiệu điện thế V<0, dòng điện qua nối là:

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 ]} {}

I0 cũng có trị số:

I 0 = A . e . D P L P . p no + D n L n . n po size 12{I rSub { size 8{0} } =A "." e "." left [ { {D rSub { size 8{P} } } over {L rSub { size 8{P} } } } "." p rSub { size 8{ ital "no"} } + { {D rSub { size 8{n} } } over {L rSub { size 8{n} } } } "." n rSub { size 8{ ital "po"} } right ]} {}

Thông thường, e V ηV T << 1 size 12{e rSup { size 8{ { {V} over {ηV rSub { size 6{T} } } } } } "<<"1} {} nên I # I0

Thí dụ: Xem mạch sau đây

D1 và D2 là 2 nối P-N Si. Tìm điện thế V1 và V2 xuyên qua nối.

Giải: Dòng điện qua 2 nối P-N là như nhau. Chú ý là dòng điện qua D2 là dòng thuận và dòng qua D1 là dòng nghịch.

Vậy: I = I 0 e V ηV T 1 = 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} } {} với  = 2 và VT = 0,026V

e V 2 0, 052 = 2 size 12{ drarrow e rSup { size 8{ { {V rSub { size 6{2} } } over {0,"052"} } } } =2} {}

V 2 = 0, 693 . 0, 052 = 0, 036 ( V ) size 12{ drarrow V rSub { size 8{2} } =0,"693" "." 0,"052"=0,"036" \( V \) } {}

Do đó, điện thế ngang qua nối phân cực nghịch là:

V1 = 5–V2 =5 – 0,036 = 4,964 (V)

I0 là dòng điện bảo hòa ngược. Dòng điện trong nối P-N có thể diễn tả bằng đồ thị sau đây, được gọi là đặc tuyến V-I của nối P-N.

Khi hiệu thế phân cực thuận còn nhỏ, dòng điện I tăng chậm. Khi hiệu thế phân cực thuận đủ lớn, dòng điện I tăng nhanh trong lúc hiệu điện thế hai đầu mối nối tăng rất ít.

Khi hiệu thế phân cực nghịch còn nhỏ, chỉ có 1 dòng điện rỉ I0 chạy qua. Khi hiệu điện thế phân cực nghịch đủ lớn, những hạt tải điện sinh ra dưới tác dụng của nhiệt được điện trường trong vùng hiếm tăng vận tốc và có đủ năng lượng rứt nhiều điện tử khác từ các nối hóa trị. Cơ chế này cứ chồng chất, sau cùng ta có một dòng điện ngược rất lớn, ta nói nối P-N ở trung vùng phá hủy theo hiện tượng tuyết đổ (avalanche).

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên nối p-n:

1. Dòng điện bảo hòa ngược I0 tùy thuộc vào nồng độ chất pha, diện tích mối nối và nhất là nhiệt độ.

Thông thường ta thấy rằng I0 sẽ tăng lên gấp đôi khi nhiệt độ mối nối tăng lên 100C

I 0 ( t 0 C ) = I 0 ( 25 0 C ) . 2 t 25 10 size 12{I rSub { size 8{0} } \( t rSup { size 8{0} } C \) =I rSub { size 8{0} } \( "25" rSup { size 8{0} } C \) "." 2 rSup { size 8{ { { {} rSup { size 6{t - "25"} } } over {"10"} } } } } {} với t là nhiệt độ (0C)

Hình sau đây mô tả sự biến thiên của dòng điện bảo hòa ngược theo nhiệt độ.

Thí dụ: 1N914B là diode Si chuyển mạch nhanh có dòng bảo hòa ngược I0=25nA ở 250C. Tìm I0 ở 1000C.

Áp dụng: I 0 ( t 0 C ) = I 0 ( 25 0 C ) . 2 t 25 10 size 12{I rSub { size 8{0} } \( t rSup { size 8{0} } C \) =I rSub { size 8{0} } \( "25" rSup { size 8{0} } C \) "." { {2 rSup { size 8{t - "25"} } } over {"10"} } } {}

= 25 nA . 2 100 25 10 size 12{ {}="25" ital "nA" "." { {2 rSup { size 8{"100" - "25"} } } over {"10"} } } {}

= 25 nA . 181 size 12{ {}="25" ital "nA" "." "181"} {}

I 0 ( 100 0 C ) = 4, 525 μA size 12{ drarrow I rSub { size 8{0} } \( "100" rSup { size 8{0} } C \) =4,"525"μA} {}

2. Tính chất của nối P-N khi phân cực thuận cũng thay đổi theo nhiệt độ.

Khi nhiệt độ của nối P-N tăng, điện thế thềm của mối nối giảm (nối dễ dẫn điện hơn). Người ta thấy rằng, khi nhiệt độ tăng lên 10C điện thế thềm giảm 1,8mV ở diode Si và giảm 2,02mV ở diode Ge. Một cách tổng quát có thể coi như điện thế thềm giảm 2mV khi nhiệt độ tăng lên 10C.

ΔV D Δt = 2 mV / 0 C size 12{ { {ΔV rSub { size 8{D} } } over {Δt} } = - 2 ital "mV"/ rSup { size 8{0} } C} {}

3. Nhiệt độ của nối P-N cũng quyết định điện thế sụp đổ. Nếu nhiệt độ tăng lên đến một trị nào đó thì điện thế sụp đổ sẽ giảm xuống rất nhỏ và mối nối P-N không còn sử dụng được nữa. Nhiệt độ này là 1500C đối với Si và 850C đối với Ge.

Nội trở của nối p-n.

Người ta thường chú ý đến hai loại nội trở của nối P-N

Nội trở tĩnh: (static resistance).

Nội trở tĩnh là điện trở nội của nối P-N trong mạch điện một chiều. Người ta định nghĩa điện trở một chiều ở một điểm phân cực là tỉ số V/I ở điểm đó.

Questions & Answers

what does nano mean?
Anassong Reply
nano basically means 10^(-9). nanometer is a unit to measure length.
Bharti
do you think it's worthwhile in the long term to study the effects and possibilities of nanotechnology on viral treatment?
Damian Reply
absolutely yes
Daniel
how to know photocatalytic properties of tio2 nanoparticles...what to do now
Akash Reply
it is a goid question and i want to know the answer as well
Maciej
characteristics of micro business
Abigail
for teaching engĺish at school how nano technology help us
Anassong
Do somebody tell me a best nano engineering book for beginners?
s. Reply
what is fullerene does it is used to make bukky balls
Devang Reply
are you nano engineer ?
s.
fullerene is a bucky ball aka Carbon 60 molecule. It was name by the architect Fuller. He design the geodesic dome. it resembles a soccer ball.
Tarell
what is the actual application of fullerenes nowadays?
Damian
That is a great question Damian. best way to answer that question is to Google it. there are hundreds of applications for buck minister fullerenes, from medical to aerospace. you can also find plenty of research papers that will give you great detail on the potential applications of fullerenes.
Tarell
what is the Synthesis, properties,and applications of carbon nano chemistry
Abhijith Reply
Mostly, they use nano carbon for electronics and for materials to be strengthened.
Virgil
is Bucky paper clear?
CYNTHIA
so some one know about replacing silicon atom with phosphorous in semiconductors device?
s. Reply
Yeah, it is a pain to say the least. You basically have to heat the substarte up to around 1000 degrees celcius then pass phosphene gas over top of it, which is explosive and toxic by the way, under very low pressure.
Harper
Do you know which machine is used to that process?
s.
how to fabricate graphene ink ?
SUYASH Reply
for screen printed electrodes ?
SUYASH
What is lattice structure?
s. Reply
of graphene you mean?
Ebrahim
or in general
Ebrahim
in general
s.
Graphene has a hexagonal structure
tahir
On having this app for quite a bit time, Haven't realised there's a chat room in it.
Cied
what is biological synthesis of nanoparticles
Sanket Reply
what's the easiest and fastest way to the synthesize AgNP?
Damian Reply
China
Cied
types of nano material
abeetha Reply
I start with an easy one. carbon nanotubes woven into a long filament like a string
Porter
many many of nanotubes
Porter
what is the k.e before it land
Yasmin
what is the function of carbon nanotubes?
Cesar
I'm interested in nanotube
Uday
what is nanomaterials​ and their applications of sensors.
Ramkumar Reply
what is nano technology
Sravani Reply
what is system testing?
AMJAD
preparation of nanomaterial
Victor Reply
how did you get the value of 2000N.What calculations are needed to arrive at it
Smarajit Reply
Privacy Information Security Software Version 1.1a
Good
Got questions? Join the online conversation and get instant answers!
QuizOver.com Reply

Get the best Algebra and trigonometry course in your pocket!





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