Giáo trình Linh kiện điện tử

Giáo trình 
 Linh kiện điện tử 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
Lời nói đầu 
********* 
Linh kiện điện tử là kiến thức bước đầu và căn bản của ngành điện tử. 
Giáo trình được biên soạn từ các bài giảng của tác giả trong nhiều năm qua tại Khoa 
Công Nghệ và Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại học Cần Thơ và các Trung Tâm Giáo dục 
thường xuyên ở đồng bằng sông Cửu Long sau quá trình sửa chữa và cập nhật. 
Giáo trình chủ yếu dùng cho sinh viên chuyên ngành Điện Tử Viễn Thông và Tự Động 
Hóa. Các sinh viên khối Kỹ thuật và những ai ham thích điện tử cũng tìm thấy ở đây nhiều điều 
bổ ích. 
Giáo trình bao gồm 9 chương: 
Từ chương 1 đến chương 3: Nhắc lại một số kiến thức căn bản về vật lý vi mô, các mức 
năng lượng và dải năng lượng trong cấu trúc của kim loại và chất bán dẫn điện và dùng nó như 
chìa khóa để khảo sát các linh kiện điện tử. 
Từ chương 4 đến chương 8: Đây là đối tượng chính của giáo trình. Trong các chương này, 
ta khảo sát cấu tạo, cơ chế hoạt động và các đặc tính chủ yếu của các linh kiện điện tử thông 
dụng. Các linh kiện quá đặc biệt và ít thông dụng được giới thiệu ngắn gọn mà không đi vào 
phân giải. 
Chương 9: Giới thiệu sự hình thành và phát triển của vi mạch. 
Người viết chân thành cảm ơn anh Nguyễn Trung Lập, Giảng viên chính của Bộ môn Viễn 
Thông và Tự Động Hóa, Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại học Cần Thơ đã đọc kỹ bản 
thảo và cho nhiều ý kiến quý báu. 
 Cần Thơ, tháng 12 năm 2003 
 Trương Văn Tám 
 Trang 1 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
Mục lục 
--------- 
Chương I ..........................................................................................................................................................................................4 
MỨC NĂNG LƯỢNG VÀ DẢI NĂNG LƯỢNG.........................................................................................................................4 
I. KHÁI NIỆM VỀ CƠ HỌC NGUYÊN LƯỢNG: .................................................................................................................4 
II. PHÂN BỐ ĐIỆN TỬ TRONG NGUYÊN TỬ THEO NĂNG LƯỢNG: .............................................................................6 
III. DẢI NĂNG LƯỢNG: (ENERGY BANDS) ........................................................................................................................8 
Chương II ......................................................................................................................................................................................12 
SỰ DẪN ĐIỆN TRONG KIM LOẠI...........................................................................................................................................12 
I. ĐỘ LINH ĐỘNG VÀ DẪN XUẤT: ..................................................................................................................................12 
II. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT CHUYỄN ĐỘNG CỦA HẠT TỬ BẰNG NĂNG LƯỢNG:............................................14 
III. THẾ NĂNG TRONG KIM LOẠI: .....................................................................................................................................15 
IV. SỰ PHÂN BỐ CỦA ĐIỆN TỬ THEO NĂNG LƯỢNG: ..................................................................................................18 
V. CÔNG RA (HÀM CÔNG): ................................................................................................................................................20 
VI. ĐIỆN THẾ TIẾP XÚC (TIẾP THẾ): .................................................................................................................................21 
Chương III.....................................................................................................................................................................................22 
CHẤT BÁN DẪN ĐIỆN ...............................................................................................................................................................22 
I. CHẤT BÁN DẪN ĐIỆN THUẦN HAY NỘI BẨM: ........................................................................................................22 
II. CHẤT BÁN DẪN NGOẠI LAI HAY CÓ CHẤT PHA: ...................................................................................................24 
1. Chất bán dẫn loại N: (N - type semiconductor) ...............................................................................................................24 
2. Chất bán dẫn loại P:.........................................................................................................................................................25 
3. Chất bán dẫn hỗn hợp: .....................................................................................................................................................26 
III. DẪN SUẤT CỦA CHẤT BÁN DẪN:...............................................................................................................................27 
IV. CƠ CHẾ DẪN ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN: ...........................................................................................................29 
V. PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC: ..........................................................................................................................................30 
Chương IV .....................................................................................................................................................................................32 
NỐI P-N VÀ DIODE.....................................................................................................................................................................32 
I. CẤU TẠO CỦA NỐI P-N:.................................................................................................................................................32 
II. DÒNG ĐIỆN TRONG NỐI P-N KHI ĐƯỢC PHÂN CỰC: .............................................................................................34 
1. Nối P-N được phân cực thuận:.........................................................................................................................................35 
2. Nối P-N khi được phân cực nghịch: ................................................................................................................................38 
III. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN NỐI P-N:..............................................................................................................40 
IV. NỘI TRỞ CỦA NỐI P-N. ..................................................................................................................................................41 
1. Nội trở tĩnh: (Static resistance). .......................................................................................................................................41 
2. Nội trở động của nối P-N: (Dynamic Resistance)............................................................................................................42 
V. ĐIỆN DUNG CỦA NỐI P-N. ............................................................................................................................................44 
1. Điện dung chuyển tiếp (Điện dung nối)...........................................................................................................................44 
2. Điện dung khuếch tán. (Difusion capacitance) ................................................................................................................45 
VI. CÁC LOẠI DIODE THÔNG DỤNG.................................................................................................................................45 
1. Diode chỉnh lưu: ..............................................................................................................................................................45 
2. Diode tách sóng. ..............................................................................................................................................................53 
3. Diode schottky:................................................................................................................................................................53 
4. Diode ổn áp (diode Zenner): ............................................................................................................................................54 
5. Diode biến dung: (Varicap – Varactor diode)..................................................................................................................57 
6. Diode hầm (Tunnel diode)...............................................................................................................................................58 
Bài tập cuối chương ......................................................................................................................................................................59 
Chương V.......................................................................................................................................................................................61 
TRANSISTOR LƯỠNG CỰC.....................................................................................................................................................61 
I. CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA BJT..........................................................................................................................................61 
II. TRANSISTOR Ở TRẠNG THÁI CHƯA PHÂN CỰC. ....................................................................................................61 
III. CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA TRANSISTOR LƯỠNG CỰC. .........................................................................................63 
IV. CÁC CÁCH RÁP TRANSISTOR VÀ ĐỘ LỢI DÒNG ĐIỆN. .........................................................................................64 
V. DÒNG ĐIỆN RỈ TRONG TRANSISTOR. ........................................................................................................................66 
VI. ĐẶC TUYẾN V-I CỦA TRANSISTOR. ...........................................................................................................................67 
1. Mắc theo kiểu cực nền chung: .........................................................................................................................................68 
2. Mắc theo kiểu cực phát chung. ........................................................................................................................................69 
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên các đặc tuyến của BJT. .......................................................................................................72 
VII. ĐIỂM ĐIỀU HÀNH – ĐƯỜNG THẲNG LẤY ĐIỆN MỘT CHIỀU...............................................................................73 
VIII. KIỂU MẪU MỘT CHIỀU CỦA BJT. .............................................................................................................................78 
 Trang 2 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
IX. BJT VỚI TÍN HIỆU XOAY CHIỀU..................................................................................................................................80 
1. Mô hình của BJT: ............................................................................................................................................................80 
2. Điện dẫn truyền (transconductance) ................................................................................................................................82 
3. Tổng trở vào của transistor: .............................................................................................................................................83 
4. Hiệu ứng Early (Early effect) ..........................................................................................................................................85 
5. Mạch tương đương xoay chiều của BJT: .........................................................................................................................86 
Bài tập cuối chương ......................................................................................................................................................................90 
CHƯƠNG 6 ...................................................................................................................................................................................91 
TRANSISTOR TRƯỜNG ỨNG..................................................................................................................................................91 
I. CẤU TẠO CĂN BẢN CỦA JFET:....................................................................................................................................91 
II. CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA JFET: .................................................................................................................................93 
III. ĐẶC TUYẾN TRUYỀN CỦA JFET. ................................................................................................................................99 
IV. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ TRÊN JFET. ...............................................................................................................100 
V. MOSFET LOẠI HIẾM (DEPLETION MOSFET: DE MOSFET)...................................................................................102 
VI. MOSFET LOẠI TĂNG (ENHANCEMENT MOSFET: E-MOSFET) ............................................................................107 
VII. XÁC ĐỊNH ĐIỂM ĐIỀU HÀNH:...................................................................................................................................111 
VIII. FET VỚI TÍN HIỆU XOAY CHIỀU VÀ MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG VỚI TÍN HIỆU NHỎ........................................113 
IX. ĐIỆN DẪN TRUYỀN (TRANSCONDUCTANCE) CỦA JFET VÀ DEMOSFET. .......................................................117 
X. ĐIỆN DẪN TRUYỀN CỦA E-MOSFET. .......................................................................................................................118 
XI. TỔNG TRỞ VÀO VÀ TỔNG TRỞ RA CỦA FET. ........................................................................................................119 
XII. CMOS TUYẾN TÍNH (LINEAR CMOS).......................................................................................................................120 
XIII. MOSFET CÔNG SUẤT: V-MOS VÀ D-MOS..............................................................................................................122 
1. V-MOS: .........................................................................................................................................................................122 
2. D-MOS: ......................................................................................................... ... ông hoạt động (ở trạng thái tắt). 
IOD PHÁT QUANG (LED-LIGHT EMITTI
DIODE). 
 Trang 154 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
Dải dẫn điện 
Dải hóa trị 
Dải 
cấmhf 
Đối với diod Ge, Si thì năng lượng phát ra dưới dạng nhệit. Nhưng đối với diod cấ
tạo bằng GaAs (
Hình 12
u 
Gallium Arsenide) năng lượng phát ra là ánh sáng hồng ngoại (không 
thấy 
 trung ánh sáng phát ra ngoài. 
điện công 
suất t ưu điểm 
rất lớn của nối quang. 
Hình sau đây giới thiệu một số nối quang điển hình: 
được) dùng trong các mạch báo động, điều khiển từ xa). Với GaAsP (Gallium 
Arsenide phosphor) năng lượng phát ra là ánh sáng vàng hay đỏ. Với GaP (Gallium 
phosphor), năng lượng ánh sáng phát ra màu vàng hoặc xanh lá cây. Các Led phát ra ánh 
sáng thấy được dùng để làm đèn báo, trang trí Phần ngoài của LED có một thấu kính 
để tập
Để có ánh sáng liên tục, người ta phân cực thuận LED. Tùy theo vật liệu cấu tạo, 
điện thế thềm của LED thay đổi từ 1 đến 2.5V và dòng điện qua LED tối đa khoảng vài 
mA. 
VI. NỐI QUANG. 
 (OPTO COUPLER-PHOTOCOUPLER-OPTOISOLATOR) 
Một đèn LED và một linh kiện quang điện tử như quang transistor, quang SCR, 
quang Triac, quang transistor Darlington có thể tạo nên sự truyền tín hiệu mà không cần 
đường mạch chung. 
Các nối quang thường được chế tạo dưới dạng IC cho phép cách ly phần 
mà thường là cao thế khỏi mạch điều khiển tinh vi ở phía LED. Đây là mộ
Ký hiệu
LED
Phân cực
cc V
R
I D
D
V
Đặc tuyến
ID (mA) 
VD (
10 
8 
6 
4 
2 
0 volt)1 2 1.5 .7 3 
Si GaAs 
GaAsP đỏ GaAsP vàng
GaP lục 
Hình 13
 Trang 155 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
4N25 (Transistor output) 
5 
4N29 (Darlington output) 
2 5 
1 
2 
6 1 6 
3 4 3 4 
λ λ 
HC11C
1 
2
3 
6 
4 
MOC3021 (Triac output) 
1 
2 
3 
6 
4 
Hình sau đây giới thiệu một áp dụng của nối quang 
 Bả ệ nối q ng khi n thế lớ bớ đ
hi LED sáng, nối quang hoạt động kích hai SCR h (mỗi SCR hoạt động 
ở kỳ khi có xung kích từ nối quang) cấp dòng cho tải. 
- Khi LED tắt, nối quang n , 2 S ưng, ng t dòng qua tả
 là m t ví d ch lid e –
- Q1:
- K
 một bán
o v ua điệ nguồn n (chia t dòng iện qua LED). 
oạt động
gưng
 SSR (So
CR ng
 – Stat
ắ
 Relay). 
i. 
- Mạch này ộ ụ về mạ
2 (SCR output) 
 5 5 λ 
λ 
Hình 14
110Vrms
270
U1
MOC3021
1
2
6
4
51 51
0
51
0Q1
150 Tải 
Hình 15
I
30
V
n 
3V
 →
220VAC
 Trang 156 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
CH
SƠ L
I. KH VỀ IC - SỰ KẾT TỤ TRONG HỆ THỐNG 
 phần tác động và thụ động 
đều đ y thân hoặc không thể tách 
rờ hể là một phiến bán dẫn (hầu hết là Si) hoặc một phiến cách 
điệ
ậy 
thườn l ể 
hiện t
tử cũ
đuổi l
các m
từ tần
yếu c 
nhiều củ
Nhữ ất nhiều thành phần, bộ phận. 
Do đ
đến hàng triệu, hàng vài chục triệu bộ phận rời. Nếu không 
thự thể tích của nó sẽ lớn một cách bất tiện mà 
điệ ức tạp. Mà nếu có thỏa mãn chăng nữa, thì 
máy 
i tiếp giữa chúng. Hệ thống cáng 
phức nhiều. Vì vậy, nếu dùng bộ phận rời 
cho c
trặc rất n 
3. T h t của một hệ thống điện tử gồm n thành phần sẽ là: 
ƯƠNG IX 
ƯỢC VỀ IC 
ÁI NIỆM
ĐIỆN TỬ. 
IC (Intergated-Circuit) là một mạch điện tử mà các thành
ược chế tạo kết tụ trong hoặc trên một đế (subtrate) ha
i nhau được. Đế này, có t
n. 
Một IC thường có kích thước dài rộng cỡ vài trăm đến vài ngàn micron, dày cỡ vài 
trăm micron được đựng trong một vỏ bằng kim lọai hoặc bằng plastic. Những IC như v
g à một bộ phận chức năng (function device) tức là một bộ phận có khả năng th
mộ chức năng điện tử nào đó. Sự kết tụ (integration) các thành phần của mạch điện 
ng như các bộ phận cấu thành của một hệ thống điện tử vẫn là hướng tìm tòi và theo 
âtừ u trong ngành điện tử. Nhu cầu của sự kết tụ phát minh từ sự kết tụ tất nhiên của 
ạch và hệ thống điện tử theo chiều hướng từ đơn giản đến phức tạp, từ nhỏ đến lớn, 
 số thấp (tốc độ chậm) đến tần số cao (tốc độ nhanh). Sự tiến triển này là hậu quả tất 
ủa nhu cầu ngày càng tăng trong việc xử lý lượng tin tức (information) ngày càng 
a xã hội phát triển. 
ng hệ thống điện tử công phu và phức tạp gồm r
ó nảy ra nhiều vấn đề cần giải quyết: 
1. Khoảng không gian mà số lượng lớn các thành phần chiếm đoạt (thể tích). Một 
máy tính điện tử cần dùng 
c hiện bằng mạch IC, thì không những
n năng cung cấp cho nó cũng sẽ vô cùng ph
cũng không thực dụng. 
2. Độ khả tín (reliability) của hệ thống điện tử: là độ đáng tin cậy trong hoạt động 
đúng theo tiêu chuẩn thiết kế. Độ khả tín của một hệ thống tất nhiên phụ thuộc vào độ 
khả tín của các thành phần cấu thành và các bộ phận nố
 tạp, số bộ phận càng tăng và chỗ nối tiếp càng
ác hệ thống phức tạp, độ khả tín của nó sẽ giảm thấp. Một hệ thống như vậy sẽ trục 
hanh.
uổi thọ trung bìn
n21
1 ......1
t
1
t
1 +++= 
tt
Nếu t1=t2=...=tn thì n
tt i= 
 Trang 157 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
Vậy nếu một transistor có tuổi thọ là 108h, thì một máy tính gồm 500000 ngàn 
transistor sẽ chỉ có tuổi thọ giôø 200
5
108 = 
10. 5
 IC được chế tạo đồng thời và cũng cùng phương pháp, nên 
tuổi thọ IC xấp xỉ một tuổi thọ một transistor Planar. 
4. Một hệ thống (hay một máy) điện tử có cấu tạo như hình vẽ: 
 Song 
khái m
với mật , nằm hướng tới việc kết tụ toàn thể hệ thống điện tử trên một 
phiếm (chíp) 
Các thành phần trong
Vật liệu Bộ phận linh kiện 
Mạch điện 
tử cơ bản 
Bộ phận cấu 
thành hệ thống 
Hệ thốn
điện tử
g 
ố
Bộ phận chức năng 
Sự kết tụ áp dụng vào IC thường thực hiện ở giai đoạn bộ phận chức năng.
niệ kết tụ không nhất thiết dừng lại ở giai đoạn này. Người ta vẫn nỗ lực để kết tụ 
độ cực cao trong IC
Năm 1947 1950 1961 1966 1971 1980 1985 1990 
Công 
nghệ 
Phát 
minh 
Transi
-stor 
Linh 
kiện 
rời 
SSI MSI LSI VLSI ULSI GSI 
Số 
Transistor 
trên 1 
chip t
thương 
rong 
các sản 
phẩm 
1 1 10 100→ 1000 
1000→ 
20000 
20000
→ 
500000 
>500000 >1000000
mại 
Các sản 
Linh Mạch Vi xử lý 
phẩm
biể
BJT 
kiện 
planar, 
Flip Flop 
đếm, đa 
cộng 
Vi xử 
lý 8 bit, Vi xử 
chuyên 
dụng, xử 
thực 
 tiêu 
u 
 Diode Cổng 
logic, 
hợp, 
mạch ROM, RAM 
lý 16 và 
32 bit lý ảnh, thờI gian 
SSI: Small scale integration: Tích hợp qui mô nhỏ 
MSI: Medium scale intergration: Tích hợp qui mô trung bình 
scale integration: Tích hợp theo qui mô lớn 
GSI: Ultra large scal : Tích h mô khổng lồ 
Tóm lại, công nhệ IC đưa ng điểm l ỹ thuật linh kiện rời như sau
- Giá thành sản phẩm
- Kích cỡ
- Độ khả tín cao (tất cả các thành ph c chế tạo cùng lúc và không có những 
LSI: Large 
e integration ợp qui
đến nhữ
 hạ 
ợi so với k : 
 nhỏ 
ần đượ
 Trang 158 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
điểm hàn, nối). 
- Tăng chất lượng (do giá thành hạ, các mặt phức tạp hơn có thể được chọn để hệ thống 
nhất). 
- Các linh kiện được phối hợp tốt (matched). Vì tất cả các transistor được chế tạo đồng 
 cùng một qui trình nên các thông số tương ứng của chúng về cơ bản có cùng độ 
lớn đối với sự biến thiên của nhiệt độ. 
l
rên một đế bằng chất cách điện, dùng các lớp mà n các thành phần khác. 
ở, tụ điện, và cuộn cảm
 điện trở súât nhỏ như Au, Al,Cu... 
 điện trở suất lớn như Ni-Cr; Ni-Cr-Al; 
bản cực và dùng màng điện môi SiO; 
ó điện dung lớn hơn 0,02µF/cm2. 
ạo được cảm lớn 
ợplý. Trong sơ đồ IC, ngườ ránh dùng cuộn cảm để không 
 Cách điện giữa các bộ phận: Dùng SiO; SiO2; Al2O3. 
 Transistor màng mỏng được nghiên cứu rất nhiều để ứng dụng vào IC 
i đoậ ực dụng, u p i là 
ng thực dụng. 
2. IC đơn tính thể (Monolithic IC): 
 dùng một đế (Subtrate) bằng chất 
g là Si). Trên (hay trong) đế đó, người ta chế tạo tran tor de iện 
ở, tụ điện. Rồi dùng chất cách điện SiO2 để phủ lên che chở cho các b hận ớp 
iO2, dùng màng kim loại để nối các bộ phận với nhau. 
− Transistor, diode đều là các bộ phận bán dẫn. 
− Điện trở: được chế tạo bằng cách lợi dụng điện trở của lớp bán dẫn có khuếch tán tạp 
chất. 
− Tụ điện: Được chế tạo bằng cách lợi dụng điện dung của vùng hiếm i một nối P-N bị 
phân cực nghịch. 
Đôi khi người ta thêm những thành phần khác hơn của các thành p n kể trên 
ể dùng cho các mục đích đặc thù 
đạt đến những tính năng tốt 
thời và
- Tuổi thọ cao. 
II. CÁC LOẠI IC. 
Dựa trên qui trình sản xuất, có thể chia IC ra làm 3 
1. IC màng (film IC): 
oại: 
T ng tạo nê
Loại này chỉ gồm các thành phần thụ động như điện tr
− Dây nối giữa các bộ phận: Dùng màng kim loại có
− Điện trở: Dùng màng kim loại hoặc hợp kim có
Cr-Si; Cr có thể tạo nên điện trở có trị số rất lớn. 
 mà thôi. 
− Tụ điện: Dùng màng kim loại để đóng vai trò 
SiO2, Al2O3; Ta2O5. Tuy nhiên khó tạo được tụ c
− Cuộn cảm: dùng một màng kim loại hình xoắn. Tuy nhiên khó t
 thước h
 cuộn 
quá 5µH với kích i ta t
chiếm thể tích. 
−
Có một thời,
màng. Nhưng tiếc là transistor màng chưa đạt đến gia
ít có triển vọ
n th nế không hả
Còn gọi là IC bán dẫn (Semiconductor IC) – là IC
bán dẫn (thườn sis , dio , đ
ộ p đó trên ltr
S
 tạ
 có thể hầ
đ
 Trang 159 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
Các thành phần trên được chế tạo thành một số rất nhiều trên cùng một chip. Có rất 
hiều mối nối giữa chúng và chúng được cách ly nhờ những nối P-N bị phân cực nghịch 
(điện àng trăm MΩ) 
3. IC lai (hibrid IC). 
Là loại IC lai giữa hai loại trên 
Từ vi mạch màng mỏng (chỉ chứa các thành phần thụ động), n a gắn ngay trên 
đế của nó những thành phần tích cực (transistor, diode) tại những n i đã dành sẵn. Các 
transistor và diode gắn trong mạch lai không cần có vỏ hay để riêng được bảo 
vệ bằng một lớp men tráng. 
Ưu điểm của mạch lai là: 
- Có thể tạo nhiều IC (Digital hay Analog) 
- Có khả năng tạo ra các phần tử thụ động có các giá trị khác nhau với sai số nhỏ. 
iode và ngay cả 
hế tạo, người ta có thể dùng qui trình phối hợp. Các thành phần tác 
động
nên các đặc tính và thông số của các thành phần thụ 
độ uộc vào các đặc tính và thông số của các thành phần tác động mà chỉ 
ph lựa chọn vật liệu, bề dầy và hình dáng. Ngoài ra, vì các transistor của 
IC lo
ật màng, trên một 
diện Điều khiển tốc độ 
ngưn rất cao. 
III. ƠN 
TINH TH
oạn chế tạo một IC đơn tinh thể có thành phần tác động là BJT, được đơn 
giản 
n
 trở có h
gười t
ơ
, mà chỉ cần
- Có khả năng đặt trên một đế, các phần tử màng mỏng, các transistor, d
các loại IC bán dẫn. 
Thực ra khi c
 được chế tạo theo các thành phần kỹ thuật planar, còn các thành phần thụ động thì 
theo kỹ thuật màng. Nhưng vì quá trình chế tạo các thành phần tác động và thụ động 
được thực hiện không đồng thời 
ng không phụ th
ụ thuộc vào việc
ại này nằm trong đế, nên kích thước IC được thu nhỏ nhiều so với IC chứa transistor 
rời. 
IC chế tạo bằng qui trình phối hợp của nhiều ưu điểm. Với kỹ thu
tích nhỏ có thể tạo ra một điện trở có giá trị lớn, hệ số nhiệt nhỏ. 
g động của màng, có thể tạo ra một màng điện trở với độ chính xác
 SƠ LƯỢC VỀ QUI TRÌNH CHẾ TẠO MỘT IC Đ
Ể. 
Các giai đ
hóa gồm các bước sau: 
Bước 1: 
0.15mm 
25 – 75mm 
n - Si
Nền P-Si 
n - Si
Nền P-Si 
0.5µm
SiO2 
Hình 1
0.025mm
0.15mm
 Trang 160 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
a. Từ một nền P-Si (hoặc n-Si) đơn tinh thể 
b. Tạo một lớp epitaxy mỏng loại N-Si 
Đầu tiên, vẽ sơ đồ những nơi cần mở cửa sổ, 
chụp hình sơ đồ rồi lấy phim 
Những nơi cần mở của sổ là vùng tối trên phim 
a. Bôi m cản quang trên bề mặt. Đặt phim ở trên rọi 
tia 
phim b ể vào dung dịch tricloetylen. 
Chỉ ữ
các
b.Lại đem ịch fluorhydric. Chỉ 
nhữ
hác nhờ lớp cản quang che chở. 
Đem tẩy lớp cản quang 
d. Khuếch tán chất bán dẫn P sâu đến thân, tạo ra các đảo 
N. 
e. Lại mở cửa sổ, khuếch tán chất bán dẫn P vào các đảo N 
(khuếch tán Base) 
f. Lại mở cửa sổ, khuếch tán chất bán dẫn N vào (khuếch 
tán Emitter) 
g. Phủ kim loại. Thực hiện các chỗ nối 
Thí dụ: 
Một mạch điện đơn giản như sau, được chế tạo dưới dạng 
IC đơn tinh thể. 
c. Phủ một lớp cách điện SiO2 
Bước 2: 
Dùng phương pháp quang khắc để khử lớp SiO2 ở 
một số chỗ nhất định, tạo ra các cửa sổ ở bề mặt tinh 
thể. Từ các cửa sổ, có thể khuếch tán tạp chất vào. 
P-Si 
film
uv 
Chất cảm 
quang 
SiO2 
n-Si
P-Si 
Chất cảm 
âm bản, thu nhỏ lại. 
ột lớp
quang 
SiO2 
n-Si
Hòa tan Rắn lại
P-Si 
cực tím vào những nơi cần mở cửa sổ được lớp đen trên 
ảo vệ. Nhúng tinh th
Hòa tan nh ng nơi cần mở cửa sổ lớp cản quang mới bị hòa tan, 
 nơi khác rắn lại. 
 tinh thể nhúng vào dung d
ng nơi cần mở cửa sổ lớp SiO2 bị hòa tan, những nơi 
k
c. 
SiO2 
n-Si
Thân 
P
n n 
SiO2 
Khuếch tán p
Đảo
Nền 
P n n 
SiO2 
Khuếch tán Base
p p 
Nền 
P n n 
SiO2 
Khuếch tán Emitter
p p 
n n
Hình 2
5
1
D1 D1
3 42
R
Hình 3
 Trang 161 Biên soạn: Trương Văn Tám 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
 Trang 162 Biên soạn: Trương Văn Tám 
IV. IC SỐ (IC DIGITAL) VÀ IC TƯƠNG TỰ (IC 
ANALOG). 
Dựa trên chức năng xử lý tín hiệu, người ta chia IC là hai loại: IC Digital và IC 
Analog (còn gọi là IC tuyến tính) 
1. IC Digital: 
Là loại IC xử lý tín hiệu số. Tín hiệu số (Digital signal) là tín hiệu có trị giá nhị phân 
(0 và 1). Hai mức điện thế tương ứng với hai trị giá (hai logic) đó là: 
- Mức High (cao): 5V đối với IC CMOS và 3,6V đối với IC TTL 
- Mức Low (thấp): 0V đối với IC CMOS và 0,3V đối với IC TTL 
Thông thường logic 1 tương ứng với mức H, logic 0 tương ứng với mức L 
Logic 1 và logic 0 để chỉ hai trạng thái đối nghịch nhau: Đóng và mở, đúng và sai, 
cao và thấp 
Chủng loại IC digital không nhiều. Chúng chỉ gồm một số các loại mạch logic căn 
bản, gọi là cổng logic. 
Về công nghệ chế tạo, IC digital gồm các loại: 
- RTL: Resistor – Transistor logic 
- DTL: Diode – Transistor logic 
- TTL: Transistor – Transistor logic 
Thân p 
n 
p 
n
p
n+ 
n 
p 
n+ n+n+ n+
Điện trở 
 2B 
Diode 
 1B 
Transistor 
 5 4B 
Diode nối 
 3B Kim loại Al B 
SiOB2
Collector 
Base 
Emitter Tiếp xúc kim loại
Hình 4B 
 Giáo trình Linh Kiện Điện Tử 
 Trang 163 Biên soạn: Trương Văn Tám 
- MOS: metal – oxide Semiconductor 
- CMOS: Complementary MOS 
2. IC analog: 
Là loại IC xử lý tín hiệu Analog, đó là loại tín hiệu biến đổi liên tục so với IC Digital, loại 
IC Analog phát triển chậm hơn. Một lý do là vì IC Analog phần lớn đều là mạch chuyện dụng 
(special use), trừ một vài trường hợp đặc biệt như OP-AMP (IC khuếch đại thuật toán), khuếch 
đại Video và những mạch phổ dụng (universal use). Do đó để thoả mãn nhu cầu sử dụng, người 
ta phải thiết kế, chế tạo rất nhiều loại khác nhau. 
Tài liệu tham khảo 
********** 
1. Fleeman - Electronic Devices, Discrete and Intergrated - Printice - Hall International-
1998. 
2. Boylestad and Nashelky - Electronic Devices and Circuit Theory - Printice - Hall 
International 1998. 
3. J.Millman - Micro electronics, Digital and Analog, Circuits and Systems - Mc.Graw.Hill 
Book Company - 1979. 
4. Nguyễn Hữu Phương - Điện tử trung cấp - Sở Giáo Dục & Đào Tạo TP HCM-1992