Cấu kiện diện tử

Đề cương chi tiết môn học Cấu kiện điện tử thuộc chương trình đào tọa kỹ sư ĐTVT của Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông.

I. GIỚI THIỆU CHUNG

1. Tên học phần :CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ (ELECTRONIC DEVICES)2. Hệ đào tạo : Đại học3. Ngành : ĐTVT4. Mã học phần : 411CKĐ2405. Loại môn học : Cơ sở ngành bắt buộc6. Khoa : Điện tử 7. Thời lượng : 4 đvht - Lý thuyết : 50 tiết

- Thí nghiệm : 8 tiết- Kiểm tra : 2 tiết

8. Yêu cầu kiến thức :Toán cao cấp, Vật lý I, Vật lý II, Lý thuyết mạch9. Giới thiệu học phần :Trang bị cho sinh viên những kiến thức về nguyên lý hoạt động, đặc tính, tham số và lĩnh vực sử dụng của các loại cấu kiện điện tử để làm nền tảng cho các môn học chuyên ngành. Gồm các nội dung chính sau: Giới thiệu chung về cấu kiện điện tử, Vật liệu điện tử, Cấu kiện thụ động. Cấu kiện điện tử bán dẫn rời rạc: Điốt, Transistor lưỡng cực, Transistor hiệu ứng trường. Cấu kiện bán dẫn rời rạc. Cấu kiện quang điện tử.

II. ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
Chương 1: Giới thiệu chung về cấu kiện điện tử

1.1. Giới thiệu chung1.2. Phân loại cấu kiện điện tử.

1.2.1 Phân loại dựa trên đặc tính vật lý1.2.2 Phân loại dựa trên công nghệ chế tạo1.2.3 Phân loại dựa trên chức năng xử lý tín hiệu

1.3 Vật liệu điện tử1.3.1 Chất cách điện1.3.2 Chất dẫn điện1.3.3 Chất bán dẫn1.3.4 Vật liệu từ 1.3.5 Thạch anh và ứng dụng

Chương 2 : Các cấu kiện điện tử thụ động

2.1 Điện trở

2.1.1. Định nghĩa và ký hiệu của điện trở2.1.2. Các tham số kỹ thuật đặc trưng của điện trở2.1.3. Điện trở cao tần và mạch tương đương2.1.4. Phân loại và ứng dụng của điện trở

2.2 Tụ điện

2.2.1. Định nghĩa và ký hiệu của tụ điện2.2.2. Các tham số cơ bản của tụ điện2.2.3. Tụ điện cao tần và mạch tương đương2.2.4. Phân loại và ứng dụng

2.3 Cuộn cảm

2.3.1 Định nghĩa và ký hiệu của cuộn cảm2.3.2 Các tham số của cuộn cảm2.3.3 Cuộn cảm cao tần và mạch tương đương2.3.4 Phân loại và ứng dụng

2.4 Biến áp

2.4.1. Định nghĩa và ký hiệu trong sơ đồ mạch2.4.2. Các tham số kỹ thuật của biến áp 2.4.3. Phân loại và ứng dụng của biến áp

Chương 3: Chuyển tiếp PN và Điốt bán dẫn

3.1. Trường tĩnh điện trong chất bán dẫn ở điều kiện cân bằng nhiệt3.2 Lớp tiếp xúc P-N

3.2.1. Sự tạo thành chuyển tiếp P-N3.2.2. Chuyển tiếp P-N ở trạng thái cân bằng nhiệt3.2.3. Chuyển tiếp P-N khi có điện áp phân cực 3.2.4 Đặc tuyến vôn- ampe của chuyển tiếp P-N3.2.5 Cơ chế đánh thủng trong chuyển tiếp P-N3.2.6 Điện dung của chuyển tiếp P-N

3.3 Điôt bán dẫn

3.3.1 Cấu tạo của điôt và kí hiệu trong sơ đồ mạch 3.3.2 Nguyên lý hoạt động của điôt3.3.3 Đặc tuyến Vôn-Ampe của điôt bán dẫn3.3.4 Các tham số tĩnh của điôt3.3.5 Sự phụ thuộc của đặc tuyến Vôn- Ampe vào nhiệt độ3.3.6 Các mô hình tương tương của điốt bán dẫn3.3.7 Phân loại và ứng dụng của điôt

3.4 Điốt Schottky - tiếp giáp kim loại-bán dẫn3.5 Một số Điôt bán dẫn thông dụng và đặc biệt

Chương 4: Transistor lưỡng cực – BJT

4.1 Cấu tạo, ký hiệu của BJT4.2 Nguyên lý hoạt động của BJT

4.2.1 Chế độ tích cực4.2.2 Chế độ đảo 4.2.3 Chế độ ngắt4.2.4 Chế độ bão hòa

4.3 Mô hình Ebers-Moll4.4 Các cách mắc BJT và các họ đặc tuyến tương ứng4.5 Phân cực cho BJT

4.5.1 Khái niệm phân cực cho các chế độ làm việc của BJT4.5.2 Phân cực bằng dòng cố định4.5.4 Phân cực bằng mạch hồi tiếp âm4.5.3 Phân cực bằng mạch phân áp4.5.4 Phân cực kiểu bù

4.6 BJT làm việc trong chế độ chuyển mạch4.7 Các mô hình tương đương của BJT.

4.7.1 Mô hình tương đương 1 chiều4.7.2 Mô hình tương đương tín hiệu nhỏ4.7.3 Mô hình tương đương tín hiệu lớn4.7.4 Mô hình SPICE

4.8. Một số ứng dụng của BJT

Chương 5: Transistor hiệu ứng trường FET

5.1 Giới thiệu chung và phân loại chung về cấu kiện FET5.2 Transistor trường loại tiếp giáp - JFET

5.2.1 Cấu tạo và ký hiệu của JFET5.2.2 Nguyên lý hoạt động chung của JFET5.2.3 Các họ đặc tuyến của JFET5.2.4 Các tham số cơ bản của JFET5.2.5 Các cách mắc của JFET5.2.6 Phân cực cho JFET5.2.7 Các mô hình tương đương của JFET: một chiều, tín hiệu lớn, tín hiệu nhỏ.5.2.8 JFET làm việc trong chế độ chuyển mạch5.2.9 Một số mạch ứng dụng của JFET

5.3 Cấu trúc MOS

5.3.1 Giới thiệu chung về cấu trúc MOS5.3.2 Cấu trúc MOS trong điều kiện cân bằng nhiệt5.3.3 Cấu trúc MOS khi có điện áp phân cực5.3.4 Đặc tuyến Q-V của cấu trúc MOS5.3.6 Một số hiệu ứng bậc hai của cấu trúc MOS5.3.5 Các mô hình tương đương của cấu trúc MOS

5.4. Transistor trường loại cực cửa cách ly - IGFET

5.4.1 Giới thiệu chung về IGFET5.4.2 Cấu tạo và ký hiệu của MOSFET: D-MOSFET, E-MOSFET5.4.3 Nguyên lý làm việc của D-MOSFET5.4.4 Nguyên lý làm việc của E-MOSFET5.4.5 Các họ đặc tuyến của MOSFET: D-MOSFET, E-MOSFET5.4.5 Các cách mắc của MOFET5.4.6 Định thiên cho MOSFET: D-MOSFET, E-MOSFET5.4.7 Mô hình tương đương của MOSFET: D-MOSFET, E-MOSFET5.4.8 Một số ứng dụng của MOSFET

5.5 Cấu trúc CMOS

5.5.1 Giới thiệu chung5.5.2 Cấu tạo của CMOS5.5.3 Nguyên lý làm việc chung của CMOS5.5.4 Một số ứng dụng của CMOS

Chương 6: Cấu kiện bán dẫn chỉnh lưu có điều khiển

6.1. Thyristor

6.1.1 Cấu tạo6.1.2 Nguyên lý làm việc6.1.3 Tham số cơ bản

6.2. Diac

6.2.1 Cấu tạo6.2.2 Nguyên lý làm việc6.2.3 Tham số cơ bản

6.3. Triac

6.3.1 Cấu tạo6.3.2 Nguyên lý làm việc6.3.3 Tham số cơ bản

6.4. Transistor đơn nối (UJT)

6.4.1 Cấu tạo6.4.2 Nguyên lý làm việc

6.4.3 Tham số cơ bản

Chương 7: Cấu kiện quang điện tử

7.1 Giới thiệu chung7.2 Các cấu kiện chuyển đổi điện - quang

7.2.1 Vật liệu quang7.2.2 Điôt phát quang (LED) 7.2.3 Mặt chỉ thị tinh thể lỏng (LCD)

7.3 Các cấu kiện chuyển đổi quang - điện

7.3.1 Điện trở quang7.3.2 Điôt quang7.3.3 Transisto quang lưỡng cực7.3.4 Thyristor quang7.3.5 Tế bào quang điện và pin mặt trời 

7.4 Các sensor quang:Cấu kiện CCD, ...

Chương 8: Giới thiệu công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn

8.1 Các phương pháp chế tạo mạch tích hợp bán dẫn

8.1.1 Quá trình quang khắc8.1.2 Quá trình Plana8.1.3 Quy trình công nghệ Epitaxi- Plana8.1.4 Phương pháp chế tạo vi mạch tích hợp Transistor trường

8.2 Các cấu kiện được tích hợp trong vi mạch

8.2.1 Điện trở8.2.2 Tụ điện8.2.3 Cuộn cảm8.2.4 Cách điện trong vi mạch8.2.5 Transistor trong vi mạch8.2.6 Điôt trong vi mạch

8.3 Những điểm cần chú ý khi sử dụng vi mạch

Các nội dung yêu cầu tự học: những phần in nghiêng

Các bài thí nghiệm: (Lựa chọn 4 trong số 6 bài thí nghiệm dưới đây) Bài 1 

- Giới thiệu về cấu kiện và lý Thuyết bán dẫn- Điốt và chỉnh lưu 

Bài 2 

- Tạo dạng sóng nhờ điốt và sự ổn định của điốt zener- Các lớp tiếp xúc của Transistor và sự phân cực một chiều cho PNP

Bài 3

- Các Đường tải và độ khuếch đại của Transistor- Transistor trường loại tiếp giáp - JFET

Bài 4 

- Bộ khuếch đại dùng JFET- Sử dụng JFET như các nguồn dòng 

Bài 5 

- MOSFET cực cửa kép.

Bài 6 

- Tìm hiểu 1 số linh kiện quang và kiểm tra hoạt động của chúng.

III. TÀI LIỆU HỌC TẬP
- Tài liệu chính:

Trần Thị Cầm, Giáo trình Cấu kiện điện tử và quang điện tử, Học viện CNBCVT, 2002

- Tài liệu tham khảo:

/1/. Robert Boylestad, Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Sixth edition, Prentice - Hall International, Inc, 1996./2/. Thomas L.Floyd, Electronic Devices, Second edition, Merill Publishing Company, 1988./3/. Robert T. Paynter, Introductory Electronic Devices and Circuits, conventional Flow Version, Prentice Hall, 1997./4/.Albert Paul Malvino, Electronic Principles, Fifth edition.

/5/. Dương Minh Trí, Cấu kiện quang điện tử, NXB KHKT, 1998.