Bài giảng Vật liệu điện - điện tử - Pham Xuân Hổ

än daãn thuaän 
qua tieáp xuùc
T
D
V
U
Tk
Ue
eIeII .0.
.
0 ..
η==
η
: heä
soá
ñieàu chænh 1 < η
<2
EN
E
TIEÁP XUÙC P/N
TIEÁP XUÙC P/N
Moät soá
coâng thöùc quan troïng cuûa tieáp xuùc P/N :
Quan heä
giöõa haït 
ña soá
vaø
thieåu soá
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛==⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛==
Tk
UeNNN
Tk
UePNP PdNNaP .
.exp.;
.
.exp. 00
Ñieän dung rieâng cuûa 
vuøng troáng CJ
= C/s ( ) ( )221
2
1
/.
.2
... mFU
NN
NNe
dd
C J
da
da
PN
J
−
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
+=+=
εε
Ñieän aùp treân tieáp 
xuùc khi tieáp xuùc 
+ : pc nghòch
- : pc thuaän( ) 20 ..2
.. d
NN
NNeUUU
da
da
J +=±= ε
Doøng qua tieáp xuùc 
theo höôùng töø
P→N
UD
(+) khi pc thuaän 
UD (-) khi pc nghòch ⎟
⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −= 1. ..
.
0
Tk
eUD
eII η
DIODE BAÙN DAÃN
0v
0,7v0,6v
vaøi chuïc mA
VBR UAK
ID
Ñoaïn phaân cöïc thuaän
+ -
A K
Ñoaïn phaân cöïc nghòch
Ñieän aùp
ñaùnh
thuûng
- +
A K
1 2
1 Phaân cöïc thuaän: chöa daãn
2 Phaân cöïc thuaän: daãn
Ñaëc tuyeán Voân-Ampe
ñieån hình cuûa Diode
I0
P N
Anode Cathode
Vuøng ngheøo
Maët gheùp
Ñ
i
e
ä
n
t
r
ö
ô
ø
n
g
t
i
e
á
p
x
u
ù c
c
o
ù
h
ö
ô
ù
n
g
t
ö
ø
N
P
Caáu taïo : 
Anode (A) Cathode (K)
Kyù
hieäu :
Thöïc teá
:
Ñaëc tuyeán :
Hieän töôïng ñaùnh thuûng tieáp giaùp P/N :
0v .7.6
Vz UAK
Ñoaïn phaân cöïc thuaän
Ñaëc tuyeán 
giôùi haïn 
coâng suaát
+ -
A K
Izmax
Ñoaïn phaân cöïc nghòch
- +
A K
Vuøng Zener
Ñaùnh thuûng thaùc luõ :
Do haït 
thieåu soá
taêng toác theo ñieän aùp 
gaây ion hoùa caùc nguyeân töû
 qua va chaïm →
doøng thaùc luõ. 
Vuøng thaùc luõ (Vz) giaûm gaàn 
truïc tung khi taêng caùc kích 
thích trong lôùp P vaø
N 
Ñaùnh thuûng xuyeân haàm :
Khi maät ñoä
tap chaát trong baùn daãn 
taêng →
ETX lôùn gaây ra hieäu öùng xuyeân haàm loâi keùo caùc e-
 trong vuøng hoùa trò cuûa lôùp P vöôït qua UTX
chaûy sang lôùp N
Ñaùnh thuûng nhieät :
Xaûy ra do tích luõy nhieät trong vuøng tieáp 
xuùc vöôït quaù
giôùi haïn →
Hö
hoûng vónh vieãn tieáp xuùc
TIEÁP XUÙC P/N
CAÙC LOÏAI DIODE BAÙN DAÃN
Diode chænh löu : coù
maët tieáp xuùc lôùn chòu doøng taûi 
cao thöôøng duøng naén doøng AC →
DC
Diode taùch soùng : söû
duïng tieáp xuùc ñieåm ñeå
ñieän dung 
beù
→
laøm vieäc ôû
taàn soá
cao
Diode Zener : thöôøng baèng vaät lieäu Si chòu nhieät vaø
toûa 
nhieät toát hoïat ñoäng chuû
yeáu vuøng zener töø
(1,8 ÷
200)V
Diode bieán dung : coù
lôùp tieáp xuùc ñaëc bieät ñeå
dieän 
dung khaù
tuyeán tính vôùi ñieän aùp ngöôïc →
taïo soùng ñieàu 
taàn deå
ñieàu chænh taàn soá
coäâng höôûng
Diode phaùt quang : thöôøng duøng baùn daãn hôïp chaát coù
 möùc Wg thay ñoåi ñieàu chænh ñöôïc theo noàng ñoä
taïp chaát, 
söû
duïng yeáu toá
phaùt saùng böôùc soùng λ
nhìn thaáy ñöôïc 
khi phaân cöïc thuaän coù
söï
taùi hôïp e-
vaø
loã troáng 
DIODE BAÙN DAÃN
Aûnh höôûng cuûa ñieän dung diode :
tfXC ...2
1 π= Taàn soá
cao →
XC
nhoû
gaây ngaén maïch 
Taàn soá
thaáp →
XC
lôùn gaàn nhö
hôû
maïch 
C0
= CJ +CD
CJ
: Ñieän dung tieáp xuùc : CJ
= ε.A/d . 
Aûnh höôûng lôùn khi diode chöa daãn 
CD
= dQ/dV. Ñieän dung khueách taùn do ñieän 
tích phun vaøo vuøng baùn daãõn khi diode daãn 
C0
rB
RD
Maïch thay theá
Diode tính ñeán ñieän dung: 
CJ
hay CD
Maïch thay theá
Diode taàn soá
cao :
Khaéc phuïc aønh höôûng cuûa C 
→
Duøng L maéc // diode
1..
.
1. 2 =⇒= ωωω CLCL
DIODE BAÙN DAÃN
Thôøi gian 
duy trì
tS
Thôøi gian 
suy giaûm tt
Thôøi gian khoâi phuïc ngöôïc trr
Doøng 
laøm 
vieäc
Suït aùp treân Diode
Aønh höôûng cuûa thôøi gian khoâi phuïc ngöôïc:
Khi maïch chuyeån töø
thôøi gian daãn sang 
ngöng daãn do caùc haït ñieän tích coøn löu laïi 
+ ôû
N vaø
–
ôû
P caàn thôøi gian trôû
veà
traïng 
thaùi ban ñaàu →
giôùi haïn taàn soá
laøm vieäc
Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä:
Nhieät ñoä
aûnh höôûng thay ñoåi maät ñoä
 ñieän tích ni
, ñoàng thôøi laøm thay ñoåi ñieän 
aùp tieáp xuùc U0
vaø
doøng ngöôïc baõo hoøa J0
→
Diode ñöôïc öùng duïng laøm caûm bieán 
nhieät
CAÙC LOÏAI DIODE BAÙN DAÃN
CAÙC LOÏAI DIODE BAÙN DAÃN
DIODE
Diode chænh löu
Diode chænh löu caàu Diode coâng suaát lôùn
Caùc loïai diode daùn
CAÙC LOÏAI DIODE BAÙN DAÃN
−
Diode Zener
+
Diode taùch soùng Photo diode
Led
Light Emitting Diode
Varicap diode
CAÙC LOÏAI DIODE BAÙN DAÃN
Gioáng nhö
Diode, LED (Light Emitting Diode –
Diode phaùt 
quang)
chæ
daãn ñieän theo moät chieàu töø
A →
K (chieàu thuaän) vaø
 khi xuaát hieän doøng ñieän thuaän (IF
) thì
LED phaùt saùng. Khi doøng 
ñieän thuaän qua LED khoaûng 20mA thì
LED ñaït ñoä
saùng bình 
thöôøng, luùc naøy ñieän aùp thuaän UF
khoaûng vaøi V tuyø
theo maøu 
saéc aùnh saùng.
Loaïi LED Böôùc soùng 
aùnh saùng
Ñieän aùp UF
khi doøng qua 
LED khoaûng 20mA
Ñoû 650nm 1,6 → 1,8V
Cam 635nm 2V
Vaøng 585nm 2,2V
Xanh laù
caây 565nm 2,4V
Xanh da trôøi 470nm 3V
CAÙC LOÏAI DIODE BAÙN DAÃN
Nguyeân lyù
phaùt saùng cuûa LED :
CAÙC LOÏAI DIODE BAÙN DAÃN
CAÙC LOÏAI DIODE BAÙN DAÃN
Phương thức Ưu điểm Nhược điểm
Red + green + blue _Thao tác dễ
dàng
_Màu sắc rõ ràng
_Gam màu rộng
Đòi hỏi các thao tác 
phức tạp
Thiếu màu lục và
vàng
UV + RGB Phosphor _Màu sắc rõ ràng
_Photphors xác định 
nhiệt độ ban đầu của 
màu sắc.
_Về
lý thuyết thì
chế
tạo đơn giản.
Phosphors phụ
thuộc 
vào nhiệt độ
Việc sử
dụng phosphors 
có
hiệu quả không cao
Điện thế
bị
hao hụt bởi 
sự
rò rỉ
của tia cực tím
Blue+Yellow Phosphor _Màu sắc đẹp
_Việc chế
tạo tương 
đối đơn giản
Phosphors phụ
thuộc 
vào nhiệt độ
Việc sử
dụng phosphor 
có
hiệu quả
không cao
PHOÁI HÔÏP MAØU
Color Name Wavelength
(Nanometers)
Semiconductor
Composition
Infrared 880 GaAlAs/GaAs
Ultra Red 660 GaAlAs/GaAlAs
Super Red 633 AlGaInP
Super Orange 612 AlGaInP
Orange 605 GaAsP/GaP
Yellow 585 GaAsP/GaP
Incandescent
White 4500K (CT) InGaN/SiC
Pale White 6500K (CT) InGaN/SiC
Cool White 8000K (CT) InGaN/SiC
Pure Green 555 GaP/GaP
Super Blue 470 GaN/SiC
Blue Violet 430 GaN/SiC
Ultraviolet 395 InGaN/SiC
Phoái hôïp caùc maøu phaùt saùng cuûa LED :
VAÄT LIEÄU BAÙN DAÃN QUANG
VAÄT LIEÄU Wg(eV) VAÄT LIEÄU Wg(eV)
AlX
In1-X
P 1,351+2,23x GaX
In1-X
As 0,36+1,064x
AlX
Ga1-X
As 1,424+1,247x GaX
In1-X
Sb 0,172+0,139x+0,
 145x
2
AlX
In1-X
As 0,36+2,012x +0,698x2 GaPX
As1-X
1,424+1,15x 
+0,176x2
AlX
Ga1-X
Sb 0.726+1,129x+0,
 368x
2 GaAsX
Sb1-X
0,726+0,502x+1,
 2x
2
AlX
In1-X
Sb 0,172+1,621x+0,
 43x
2 InPX
AS1-X
0,36+0,891x 
+0,101x2
GaX
In1-X
P 1,351+0,643x+0,
 786x
2 InAsX
Sb1-X
0,18+0,41x 
+0,58x2
( ) ( )
( )
34 8
19
6,625.10 . 3.10 /. 1, 24 ( )
( )( ). 1,602.10
Js m sh c m
Wg Wg eVWg eV J
λ μ
−
−= = =
QUANG PHOÅ
ÑIEÄN TÖØ
Caùc linh kieän baùn daãn
BC
E
TO-92
TO-92
MOD
BC
E
E
C
B
TO-126
MOD
TO-126 FM
E C B
TO-3
C
B
E
B
C
E
TO-3P
B
C
E
TO-220AB
TO-3PFM
TO-220FM
TO-220CFM
B C E
B C E
Caùc linh kieän baùn daãn
EN
IE IC
IB
NGUYEÂN LYÙ
HOAÏT ÑOÄNG:
IE IC
IB
ICBO
C
B
E
BJT (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS)
P
N
CAÁU TAÏO VAØ
KYÙ
HIEÄU:
ID
S
D
G
VGS
Gate (G)
Drain(D)
Source(S)
P P
Vuøng 
ngheøo
Keânh N
Drain(D)
Source(S)
N N
Vuøng 
ngheøo
Gate (G)
Keânh P
ID
D
G
S
VGS
JFET
(JUNCTION FET)
Keânh 
N
D
S
VDD
+
e
e e
G PP
ID
IS
VGS
e
NGUYEÂN LYÙ
HOAÏT ÑOÄNG:
IDSS
VGS
= 0V
VP
VP
1
2
3
4
5
6
7
8
-2
VGS
ID
(mA)
-1-3-4 0
VDS
VGS
= -1V
VGS
= -2V
VGS
= -3V
VGS
= -4VID = 0mA
2
1 GSD DSS
P
VI I
V
⎛ ⎞= −⎜ ⎟⎝ ⎠
JFET
(JUNCTION FET)
CAÁU TAÏO VAØ
KYÙ
HIEÄU D_MOSFET:
SSÑeá
P
D
S
SiO2
Keânh Daãn N
G SSÑeá
N
D
S
SiO2
Keânh Daãn P
G
P
P
S
D
SS
G
S
D
SS
G
S
D
SS
G
N
N
MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET)
S
D
G
VGS
= 0V
SS
Ñeá
P
D
S
Keânh N
G
N
N
ID
IS
VDD
+
RD
IDSS
VGS
= 0V
VP
VP
1
2
3
4
5
6
7
8
-2
VGS
ID
(mA)
-1-3-4 0
VDS
VGS
= -1V
VGS
= -2V
VGS
= -3V
VGS
= -4VID = 0mA
VGS
< 
>
+
+
+
+
+
e
e
e
VGS
> 0V
2
1 GSD DSS
P
VI I
V
⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎝ ⎠
D_MOSFET (DEPLETION MOSFET)
CAÁU TAÏO VAØ
KYÙ
HIEÄU E_MOSFET:
SSÑeá
P
D
S
SiO2
G SSÑeá
N
D
S
SiO2
G
P
P
N
N
S
D
SS
G
S
D
G
S
D
SS
G
S
D
G
E_MOSFET (ENHANCEMENT MOSFET)
VGS
= 0V
SS
Ñeá
P
D
S
G
N
N
ID
IS
VDD
+
RD
VGS
= 10V
VT
VGS
= 8V
VGS
= 6V
VGS
= 4V
>
e
e
e
ID
(mA)
1
2
3
4
5
6
7
8
0 VDS6
ID
(mA)
842
1
2
3
4
5
6
7
8
0
VGS
e
e
e
e
( )2D GS TI k V V= −
E_MOSFET (ENHANCEMENT MOSFET)
CAÁU TAÏO KYÙ
HIEÄU VAØ
NGUYEÂN LYÙ:
B2
B1
N
E
P
B1
B1
E
VBB
+DE
RB2
RB1
B2
B1
IBB
VaVE
IE
(mA)
VEB1
0
IE0
Vv
Vp=Va+0,6
Ip Iv
A
B
Va
Vuøng ngaét
Vuøng daãn baõo hoøa
Vuøng R aâm
UJT
(UNIJUNCTION TRANSISTOR)
CAÁU TAÏO VAØ
KYÙ
HIEÄU OPAMP
Vi +
Vi -
KÑ
VI SAI
GÖÔNG DOØNG ÑIEÄN
TAÀNG THUÙC
KÑ
COÂNG SUAÁT
CAÁU TAÏO OPAMP
KÑ
 VI SAI
GÖÔNG 
DOØNG 
ÑIEÄN
THUÙC
KÑ
 COÂNG SUAÁT
Output 1
CAÁU TAÏO VAØ
KYÙ
HIEÄU OPAMP
CHEÁ
TAÏO CAÙC BOÄ
VI MAÏCH
HIEÄU ÖÙNG HALL
-- -- -
HIEÄU ÖÙNG HALL
Ix
Ex
Bz
F
E
++ ++ +
θH
UH
Ey
+
( )
2 2
2.
P N
H
P N
Y
X Z
p n
R
e p n
E
J B
μ μ
μ μ
−= +=
eNBJ
E
R
dZX
Y
H .
1
.
−==
eNBJ
ER
aZX
Y
H .
1
.
==
HIEÄU ÖÙNG HALL
-- -- -Ix
Ex
Bz
F
E
++ ++ +
θH
UH
Ey
+
F = e.Vx.Bz
= e.Ey ⇒
Ey
= Vx
.Bz
Jx
= Na.e.Vx hay
Jx
= -Nd.e.Vx
ZX
a
Y BJeN
E .
.
1=
ZX
d
Y BJeN
E .
.
1−=
eNBJ
ER
aZX
Y
H .
1
.
==
σσμμθ ..
.
.. H
Xd
X
X
X
Z
X
ZX
X
Y
H RJeN
J
E
VB
E
BV
E
Etg =−==⇒===
σσμμθ ..
.
.. H
Xa
X
X
X
Z
X
ZX
X
Y
H RJeN
J
E
VB
E
BV
E
Etg ===⇒===
eNBJ
ER
dZX
Y
H .
1
.
−==
ÖÙNG DUÏNG HIEÄU ÖÙNG HALL
ÖÙNG DUÏNG HIEÄU ÖÙNG HALL
ÖÙNG DUÏNG HIEÄU ÖÙNG HALL
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
CAÁÁ
U TRUÙÙ
C OÁÁ
NG NANO CARBON (CNT)
CNT Coù
daïng hình trụ
rỗng cuoân laïi töø
maïng graphit, 
bao gồm CNT một lớp (SWCNT) hoặc CNT nhiều lớp 
(MWCNT) laø
caùc nguyeântöû
carbon lieân keát
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
CAÁÁ
U TRUÙÙ
C OÁÁ
NG NANO CARBON (CNT) :
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
CAÁÁ
U TRUÙÙ
C OÁÁ
NG NANO CARBON (CNT)
Gọi θ
là
góc giữa vectơ Ch và
a1
:
 - Nếu n=0 hoặc m = 0: θ
= 00, CNT có
dạng zig-zag
 - Nếu n=m: θ
=300, CNT có
cấu trúc dạng armchair
 - Tất cả
các CNT khác có
góc chiral 00<θ<300 được gọi là
 CNT dạng Chiral
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
Thực tế, caùc nguyeân tử
carbon tự
kết 
nối lại với nhau để
hình thaønh nhiều 
loại ống.
Cấu truùc của CNT được moâ tả
bằng 
vector Ch
, biểu diễn chu vi toøan ống
2
1 2 4hC na m a b ac= + −
uur ur uur
Trong đó: a1
, a2
là
các vector đơn vị
trong 
mạng sáu cạnh n, m là
các số
nguyên 
0 m n≤ ≤
Đối với CNT, cấu trúc dọc theo trục ống là
vĩ mô, nhưng 
theo hướng chu vi ống là
kích thước nguyên tử
Sự
chồng chất bằng vectơ Chiral Ch
dẫn đến những điều 
kiện biên tuần hoàn theo hướng chu vi
Trong graphen, vùng liên kết π
và
vùng liên kết đối 
π* được tạo thành từ
sự
phủ
lên nhau giữa 2p của các 
nguyên tử
cạnh nhau 
Trạng thái năng lượng 2-D (W2D) của các điện tử π
 trong mặt phẳng graphen như là
hàm của vevtor sóng 
kx
và
ky
: 
1
2
2
2 0
3( , ) 1 4cos( )cos( ) 4cos ( )
2 2 2
y yx
D x y
k a k ak aW k k γ ⎡ ⎤=± + +⎢ ⎥⎣ ⎦
Trong đó: γ0
biểu thị
tích phân phủ
gần nhất
a = 0,246 nm là
hằng số
mạng trong mặt phẳng.
Dấu “±”
biểu diễn vùng π
và
π*
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
,
2
3y j y
jk
q a
π=
yq n m= =Với
Xét CNT armchair, trục ống là như nhau theo hướng x, chu vi 
biểu diễn hướng y và điều kiện biên tuần hoàn thu được các 
giá
trị
cho phép các vector sóng theo hướng chu vi là:
Do đó, CNT armchair biểu thị
tính chất kim loại
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
Đối với ống CNT chiral, zig-zag, điều kiện biên tuần 
hoàn nhận được các giá
trị
cho phép các vectơ sóng theo: ,
2
x j
x
jk
q a
π=
Cho nên ống dạng này biểu thị
tính bán dẫn. 
Tóm lại, tính chất bán dẫn hay kim loại của CNT được điều khiển 
bằng vector Ch
hay bằng quan hệ
của m và
n.
Khi
3n m q− = Hoặc m n= : CNT là
kim loạiKhi
3n m q− ≠ CNT là
bán dẫn (q là
số
nguyên)
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
Tính chất cơ: CNT là
vật liệu siêu nhẹ, siêu bền, siêu cứng, nhẹ hơn 
thép 6 lần và
bền hơn thép 100 lần. Khối lượng riêng khoảng 1,4 g/cm3
Tính chất nhiệt: Độ
bền nhiệt của CNT rất lớn, trong chân không CNT 
vẫn bền ở
2800oC, trong không khí
vẫn bền tới 750oC
Tính chất điện: Điện trở
suaát của ống nano carbon vaøo cỡ
10-4Ω/cm ở
 27
0C, mật độ
doøng điện trong ống lớn hơn 107A/cm2, lyùthuyết dự
kieán 
lớn hơn 1013A/cm2. 
Phöông phaùp cheá
taïo: Hieän nay ngöôøi ta cheá
taïo CNT baèng nhieàu 
phöông phaùp nhö: Phoùng ñieän hoà
quang coù
vaø
khoâng coù
CoBan, pp 
duøng Lazer, pp nghieàn bi , pp toång hôïp töø
ngoïn löûa hay pp bay hôi laéng 
ñoïng.
ÖÙng duïng CNT: CNT ñöôïc öùng duïng saûn xuaát caùc linh kieän ñieän töû
 nhö
vi maïch, vi xöû
lyù.v.v. öùng duïng trong coâng ngheä
sinh hoïc, vaät lieäu 
toång hôïp vaø
nhieàu ngaønh khoa hoïc khaùc. 
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
ÖÙÙNG DUÏÏ
NG (CNT) SAÛÛ
N XUAÁÁ
T LINH KIEÄÄ
N ÑIEÄÄ
N TÖÛÛ:
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
ÖÙÙNG DUÏÏ
NG (CNT) SAÛÛ
N XUAÁÁ
T LINH KIEÄÄ
N ÑIEÄÄ
N TÖÛÛ:
CNTFET cổng sau được giới thiệu vào năm 1998, CNT chỉ 
đơn giản đặt trên các điện cực nên các đường đặc trưng của 
nó tương đối xấu, điện trở
tiếp xúc lớn.
Việc chọn kiểu daùng hình học của linh kiện tốt hơn giuùp cho 
söï
hoạt động tốt hơn. CNTFET cổng tröôùc tăng điện trường 
vaø
laøm giảm điện trở
tiếp xuùc.
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
CNTFET thẳng đứng :
Cấu trúc này có
cực cổng bao 
xung quanh được giới thiệu bởi 
Choi và
cộng sự
vào năm 2004. 
Kích thước của transistor có
thể
 nhỏ
bằng đường kính của CNT
Các bước chế
tạo: Sự
hình thành lỗ
nanô bằng cách xử
lý anốt, tiếp 
theo là
tổng hợp CNT, hình thành điện cực kim loại, sự
lấy mẫu và
 lắng đọng lớp ôxít và
cuối cùng là
hình thành điện cực cổng 
Mỗi giao điểm của cực nguồn và
máng với một CNT đơn thẳng 
đứng tương ứng với mỗi transistor.
ÖÙÙNG DUÏÏ
NG (CNT) SAÛÛ
N XUAÁÁ
T LINH KIEÄÄ
N ÑIEÄÄ
N TÖÛÛ:
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
CAÁU TAÏO VAØ
NGUYEÂN LYÙ
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA CNTFET:
Minh họa sơ đồ
khối SB-CNTFET và
MOS-CNTFET. 
Transistor này có
bề
dày lớp ôxít cổng ZrO2 là
2 nm, 
hằng số điện môi là
25. Kênh dẫn là
một CNT loại zig-zag 
(13,0) có
d=1nm và năng lượng vùng cấm Eg=0.8eV
Schottky
Barrier CNT-FET Doped reservoir CNT-FET
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
Nguyên lý hoạt động cơ bản của CNTFET giống như của 
MOSFET, các điện tử được cung cấp bởi cực nguồn và
 cực máng sẽ thu điện tử. Cực cổng sẽ điều khiển mật độ 
dòng điện chảy trong kênh dẫn. Có
thể
chia ra làm 2 dạng 
SB-CNTFET và
MOS-CNTFET 
CAÁU TAÏO VAØ
NGUYEÂN LYÙ
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA CNTFET:
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
SB-CNTFET làm việc dựa trên nguyên lý xuyên hầm 
trực tiếp qua rào Schottky, độ
rộng của rào được điều 
chỉnh bởi điện thế
tại cực cổng. SB-CNTFET tiêu biểu 
là
loại p, khi thế
cực cổng âm, độ
rộng của rào sẽ
giảm 
cho phép các lỗ
trống từ
cực nguồn vào vùng hoá
trị
của 
kênh dẫn và băng qua cực máng 
MOS-CNTFET làm việc dựa trên nguyên lý xuyên hầm 
từ
dải đến dải. Chiều cao của rào được điều chỉnh bởi 
thế
cực cổng, một rào thế
tĩnh điện sẽ ngăn dòng điện 
chảy trong kênh dẫn. Khi điện thế
cực cổng dương, nó
 sẽ đẩy rào này xuống và
cho phép dòng điện chảy qua 
NGUYEÂN LYÙ
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA CNTFET:
BAÙN DAÃN TRONG COÂNG NGHEÄ
NANO
Dòng điện ID
của CNTFET được xác định bởi:
( ) ( ) ( ).D FS FDI dET E f E E f E E⎡ ⎤= − − −⎣ ⎦∫
Với:
T(E) là
hệ
số
truyền dẫn từ
nguồn tới máng (0<T(E)<1)
 EFS
, EFD
là
mức năng lượng Fermi tại cực nguồn, máng
Đới với SB-CNTFET, dòng rò nhỏ
nhất ước tính được khi 
dòng điện của lỗ
trống và điện tử
là
bằng nhau.
8 ( ) exp
2
G DSB
D
B
E qVek TI T E
h k T
⎛ ⎞−= −⎜ ⎟⎝ ⎠
NGUYEÂN LYÙ
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA CNTFET:
TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA OÁNG NANO CARBON
Độ
bền gấp 20 lần
 thép siêu bềnHệ
số
Young
Khối lượng riêng
Độ
bền CNTs theo mật độ
dòng
So sánh dẫn nhiệt 
của CNTs
Điện trở
suất CNTs
Độ
bền nhiệt trong 
chân không lên tới 2800oC
TÍNH CHAÁT NHIEÄT VAØ
ÑIEÄN CUÛA CNT
ÖÙNG DUÏNG COÂNG NGHEÄ
NANO
BOÙNG ÑEØN NA NO TÍ
HONSÔN ANO VAØ
SÔN THÖÔØ G
PIN TEÁ
BAØO NANO CHÆ
COÙ
9mm3
ÖÙNG DUÏNG COÂNG NGHEÄ
NANO
VEÄ
TINH 
PICO
HEÄ
THOÁNG THIEÁT BÒ CHEÁ
TAÏO CNTS
Sơ đồ
hệ
thiết bị
tạo CNTs bằng phương pháp CVD
CAÙP SÔÏI QUANG
Sợi quang dẫn là
một hệ
thống dẫn sáng hình trụ, trong đó
ánh 
sáng được truyền dẫn nhờ
có
sự
phản xạ
toàn phần 
a
LOÕI TRUYEÀN 
SOÙNG (CORE)
LÔÙP PHAÛN QUANG 
(CLADDING)
VOÛ
BOÏC
CAÙP SÔÏI QUANG
Core:
Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi
Cladding:
Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà
phản xạ
 ánh sáng trở
lại vào lõi.
Buffer coating:
Lớp phủ
dẻo bên ngoài bảo vệ
sợi không bị
 hỏng và
ẩm ướt
Jacket:
Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong 
bó
gọi là
cáp quang.Những bó
này được bảo vệ
bởi lớp phủ
 bên ngoài của cáp được gọi là
jacket 
Cáp quang gồm các phần sau:
Mô phỏng quá
trình hoạt động của đường dẫn 
sóng trong bộ điều chế
quang học (IBM)
Cấu trúc bên tro bộ 
điều chế
quang học (IBM)
CAÙP SÔÏI QUANG
Mô hình đề
xuất chíp nền silicon sử
dùng hoàn 
toàn đường dẫn quang học
CAÙP SÔÏI QUANG
So sánh Cáp kim loại Cáp quang
Tốc độ
truyền dẫn Dòng electron chuyển 
động chậm
Sóng ánh sáng truyền dẫn rất 
nhanh
Chất lượng truyền 
dẫn
Dễ
bị
nhiễu do sóng điện 
từ
tác động , hao hụt điện 
năng trong dây dẫn nhiều
Không bị
nhiễu sóng điện từ
 và
hao hụt của sóng ánh sáng 
hầu như không đáng kể
Dung lượng truyền 
dẫn cùng 1 tiết diện
Hạn chế
Suy giảm tín hiêu cao
Có
thể
gấp 2.000 lần cáp đồng.
Độ
suy giảm tín hiệu thấp
Độ
bền vững trong 
môi trường tự
nhiên
Dễ
bị
oxy hóa trong môi 
trường tự
nhiên
Không bị
oxy hóa trong môi 
trường tự
nhiên
An toàn cho con 
người
Dễ
mất an toàn khi cáp 
đang truyền dẫn điện nếu 
bọc cách điện không tốt
Không ảnh hưởng gì đến sức 
khỏe con người và môi trường
Không cháy, không có điện.
Giá
cả, Đầu tư Giá
cao và
tốc độ tăng giá
 rất nhanh.
Giá
rẻ
và
ngày càng rẻ hơn.
Thiết bị đì kèm rất đắt tiền
Dây nhảy 
quang: 
CAÙP SÔÏI QUANG
Boä
duïng cuï
vaø
maùy haøn caùp quangOTDR: thiết bị
kiểm tra 
Măng xông 
quang: 
* Cáp
được
bóc tách lớp vỏ
sắt và
vỏ
nhựa. Phần bên trong 
được làm sạch bằng
hóa chất. Sau đó, cáp mới và
cáp cũ được 
nối với thiết bị đo trong phòng thí
nghiệm trên tàu để
kiểm tra 
sự tương thích với cáp quang bị đứt khi hàn 02 đầu của một 
cuộn cáp người ta làm như sau :
1/ Lột bỏ
các lớp bảo vệ
ra, tách các sợi quang ra riêng rẽ. 
2/ làm sạch đầu từng sợi một rồi đút từng cặp đầu vô máy hàn. 
3/ Máy sẽ
hàn lại rồi kẹp mối hàn với một cây sắt nhỏ
bằng một 
ống nhựa nhỏ, thổi hơi nóng để
ống co lại kẹp kỹ
mối hàn.
4/đo kiểm
5/ lặp lại các bước từ
2-4 cho tất cả
các sợi.
6/ làm gọn lại rồi bỏ
hết vô một cái hộp (nếu treo) hoặc măng 
xông (nếu chôn) xong lại thả
xuống lại.
CAÙP SÔÏI QUANG
CAÙP SÔÏI QUANG
CAÙP SÔÏI QUANG
CÁP CHÔN TRỰC TIẾP PHI KIM LOẠI 
OJPFJFEKE-LT9/125-*C (VINA-
GSC)
CÁP ĐI CỐNG KIM LOẠI OJPFJFLAP-
LT 9/125 *C (VINA-
GSC)
CAÙP SÔÏI QUANG
CÁP CHÔN TRỰC TIẾP KIM LOẠI 
OJFPIFLAPSP-LT9/125-*C (VINA-GSC)
CÁP TREO KIM LOẠI OJPFJFLAPSS-
LT 9/125 *C (VINA-GSC)
CAÙP SÔÏI QUANG
™CÁP THẢ SÔNG (VINA-GSC)
CAÙP SÔÏI QUANG
n1
n2
n0 a
NA = Sin (θMAX)
TIA PHAÛN XAÏ
TOAØN PHAÀN
it ipx
θM
TIA KHUÙC XAÏ
Goùc khuùc xaï
tôùi haïn : max
2arcsin
1KX
ni
n
⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠
Goùc nhaän tôùi haïn : ( ) ( ) ( )
2 2
max
1arcsin 1 2
0
n n
n
θ = −
Goùc phaûn xaï
tôùi haïn : ( ) ( )2 2max arcsin 1 2PXi n n= − ÑK: n1 > N2