Напівпровідниковий діод – це нелінійний електронний прилад із двома висновками. Залежно від внутрішньої структури, типу, кількості та рівня легування внутрішніх елементів діода та вольт-амперної характеристики властивості напівпровідникових діодів бувають різними.
Випрямний діод на основі p-n переходуОснову випрямного діода становить звичайний електронно-дірочний перехід, вольт-амперна характеристика такого діода має яскраво виражену нелінійність. У прямому зміщенні струм діода інжекційний, великий за величиною і є дифузійною компонентом струму основних носіїв. При зворотному зміщенні струм діода невеликий за величиною і є дрейфової компоненту струму неосновних носіїв. У стані рівноваги сумарний струм, обумовлений дифузійними та дрейфовими струмами електронів та дірок, дорівнює нулю. Мал. Параметри напівпровідникового діода: а) вольт-амперна характеристика; б) конструкція корпусу ВАХ описується рівнянням
Випрямлення в діоді Однією з головних властивостей напівпровідникового діода на основі p-nпереходу є різка асиметрія вольт-амперної характеристики: висока провідність при прямому зміщенні та низька при зворотному. Ця властивість діода використовується у випрямлювальних діодах. На малюнку наведено схему, що ілюструє випрямлення змінного струму в діоді. - Коефіцієнт випрямлення ідеального діода на основі p-n переходу.
Характеристичний опір Розрізняють два види характеристичного опору діодів: диференціальний опір rD та опір по постійному струму RD. Диференціальний опір визначається як Опір по постійному струму На прямому ділянці вольт-амперної характеристики опір по постійному струму більше, ніж диференціальний опір RD > rD, а на зворотній ділянці – менше RD rD, а на зворотній ділянці – менше RD 
Стабілітрони Стабілітрон - це напівпровідниковий діод, вольт амперна характеристика якого має область різкої залежності струму від напруги на зворотній ділянці вольт амперної характеристики. ВАХ стабілітрон має вигляд, представлений на малюнку При досягненні напруги на стабілітроні, званого напругою стабілізації Uстаб, струм через стабілітрон різко зростає. Диференціальний опір Rдиф ідеального стабілітрона на цій ділянці ВАХ прагне 0, в реальних приладах величина Rдиф становить значення: Rдиф 2 50 Ом.
Основне призначення стабілітрона - стабілізація напруги на навантаженні, при змінному напрузі в зовнішньому ланцюзі. У зв'язку з цим послідовно зі стабілітроном включають навантажувальний опір, що демпфує зміну зовнішньої напруги. Тому стабілітрон називають також опорним діодом. Напруга стабілізації Uстаб залежить від фізичного механізму, що зумовлює різку залежність струму від напруги. Розрізняють два фізичні механізми, відповідальних за таку залежність струму від напруги, – лавинний та тунельний пробій pn переходу. Для стабілітронів з тунельним механізмом пробою напруга стабілізації Uстаб невелика і становить менше 5 вольт: Uстаб 8 В.
Варикапи Варикап напівпровідниковий діод, робота якого ґрунтується на залежності бар'єрної ємності p-n переходу від зворотної напруги. Варикапи застосовуються як елементи з електрично керованою ємністю в схемах перебудови частоти коливального контуру, поділу та множення частоти, частотної модуляції, керованих фазообертачів та ін. За відсутності зовнішньої напруги в p-n-переході існують потенційний бар'єр і внутрішнє електричне поле. Якщо до діода докласти зворотну напругу, то висота цього потенційного бар'єру збільшиться. Зовнішня зворотна напруга відштовхує електрони в глиб n-області, в результаті чого відбувається розширення збідненої області p-nпереходу, яку можна як найпростіший плоский конденсатор, у якому обкладками служать межі області. У такому випадку, відповідно до формули для ємності плоского конденсатора, зі зростанням відстані між обкладками (викликаної зростанням значення зворотної напруги) ємність p-n-переходу буде зменшуватися. Це зменшення обмежене лише завтовшки бази, далі якої перехід розширюватися неспроможна. Після досягнення цього мінімуму зі зростанням зворотної напруги ємність не змінюється.
У напівпровіднику n+ типу всі стани у зоні провідності до рівня Фермі зайняті електронами, а напівпровіднику p+ типу – дірками. Зонна діаграма p+ n+ переходу, утвореного двома виродженими напівпровідниками: Розрахуємо, чому дорівнює геометрична ширина виродженого p n переходу. Вважатимемо, що при цьому зберігається несиметричність p n переходу (p+ – більш сильнолегована область). Тоді ширина p+ n+ переходу мала: Дебройлівську довжину хвилі електрона оцінимо з простих співвідношень:
Таким чином, геометрична ширина p+ n+ переходу виявляється порівнянною з дебройлівською довжиною хвилі електрона. У цьому випадку у виродженому p+ n+ переході очікується прояв квантово-механічних ефектів, одним з яких є тунелювання через потенційний бар'єр. При вузькому бар'єрі ймовірність тунельного просочування через бар'єр відмінна від нуля. Обернений діод – це тунельний діод без ділянки з негативним диференціальним опором. Висока нелінійність вольтамперної характеристики при малих напругах поблизу нуля (порядку мікровольт) дозволяє використовувати цей діод для детектування слабких сигналів у НВЧ діапазоні. Вольт амперна характеристика германієвого зверненого діода а) повна ВАХ; б) зворотний ділянку ВАХ при різних температурах
Матеріал презентації може бути використаний як заняття на уроках фізики, інформатики або електротехніки для пояснення роботи напівпровідників. Розглянуто класифікацію речовин за типом провідності. Дається пояснення власної та домішкової провідності. Пояснено робота p-n- Переходу. Діод та його властивості. Коротко дається поняття про транзисторів.
Завантажити:
Попередній перегляд:
Щоб користуватися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис ( обліковий запис) Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com
Підписи до слайдів:
Презентація на тему: «Напівпровідники» Викладач: Виноградова Л.О.
Класифікація речовин по провідності Власна провідність напівпровідників Примісна провідність напівпровідників p – n перехід та його властивості Напівпровідниковий діод та його застосування Транзистори Електричний струм у різних середовищах Електричний струм у напівпровідниках
Класифікація речовин по провідності Різні речовини мають різні електричні властивості, проте за електричною провідністю їх можна розділити на 3 основні групи: Проводники Напівпровідники Діелектрики Добре проводять електричний струмДо них відносяться метали, електроліти, плазма... Найбільш використовуються провідники - Au, Ag, Cu, Al, Fe... Практично не проводять електричний струм До них відносяться пластмаси, гума, скло, фарфор, сухе дерево, папір... Займають по провідності проміжне положення між провідниками та діелектриками Si, Ge, Se, In, As
Класифікація речовин з провідності Згадаймо, що провідність речовин обумовлена наявністю в них вільних заряджених частинок Наприклад, у металах це вільні електрони - - - - - - - - - -
Власна провідність напівпровідників Розглянемо провідність напівпровідників на основі кремнію Si Si Si Si Si - - - - - - - - Кремній - 4 валентний хімічний елемент. Кожен атом має в зовнішньому електронному шарі по 4 електрони, які використовуються для утворення парноелектронних (ковалентних) зв'язків з 4 сусідніми атомами.
Власна провідність напівпровідників Розглянемо зміни в напівпровіднику при збільшенні температури Si Si Si Si Si - - - - - - + вільний електрон дірка + + При збільшенні температури енергія електронів збільшується і деякі з них залишають зв'язки, стаючи вільними електронами. На їх місці залишаються некомпенсовані електричні заряди (віртуальні заряджені частинки), які називаються дірками.
Власна провідність напівпровідників Таким чином, електричний струм у напівпровідниках є впорядкованим рухом вільних електронів і позитивних віртуальних частинок - дірок. До змісту
Власна провідність напівпровідників явно недостатня для технічного застосування напівпровідників Тому для збільшення провідності в чисті напівпровідники впроваджують домішки (легують), які бувають донорні та акцепторні Донорні домішки Si Si As Si Si - - - - - - - При легуванні 4 - валентного кремнію Si 5 валентним миш'яком As , один з 5 електронів миш'яку стає вільним Таким чином змінюючи концентрацію миш'яку, можна в широких межах змінювати провідність кремнію. напівпровідників - -
Якщо кремній легувати тривалентним індієм, то для утворення зв'язків з кремнієм у індія не вистачає одного електрона, тобто. утворюється дірка Si Si In Si Si - - - - - + Змінюючи концентрацію індію, можна в широких межах змінювати провідність кремнію, створюючи напівпровідник із заданими електричними властивостями. дірки, називається акцепторною - -
Отже, існує 2 типи напівпровідників, що мають велике практичне застосування: р - типу n - типу Основні носії заряду - дірки Основні носії заряду - електрони + - Крім основних носіїв у напівпровіднику існує дуже мала кількість неосновних носіїв заряду (у напівпровіднику p – типу це електрони, а напівпровіднику n – типу це дірки), кількість яких зростає зі збільшенням температури До змісту
p – n перехід та її властивості Розглянемо електричний контакт двох напівпровідників p і n типу, званий p – n переходом + _ 1. Пряме включення + + + + - - - - Струм через p – n перехід здійснюється основними носіями заряду (дірки рухаються вправо , Електрони - вліво) Опір переходу мало, струм великий. Таке включення називається прямим, у прямому напрямку p – n перехід добре проводить електричний струм р n
p – n перехід та його властивості + _ 2. Зворотне включення + + + + - - - - Основні носії заряду не проходять через p – n перехід Опір переходу велике, струм практично відсутній Таке включення називається зворотним, у зворотному напрямку p – n перехід практично не проводить електричний струм р n Замикаючий шар До змісту
Напівпровідниковий діод та його застосування Напівпровідниковий діод – це p – n перехід, укладений у корпус Позначення напівпровідникового діода на схемах Вольт – амперна характеристика напівпровідникового діода (ВАХ) I (A) U (В)
Напівпровідниковий діод та його застосування Застосування напівпровідникових діодів Випрямлення змінного струму Детектування електричних сигналів Стабілізація струму та напруги Передача та прийом сигналів Інші застосування
До діода Після діода Після конденсатора Навантаження Напівпровідниковий діод та його застосування Схема однонапівперіодного випрямляча
Напівпровідниковий діод та його застосування Схема двонапівперіодного випрямляча (мостова) вхід вихід + - ~
Транзистори p-n-p канал p-типу n-p-n канал n-типу Умовні скорочення: Е - емітер, К - колектор, Б - база. Транзистор був першим напівпровідниковим пристроєм, здатним виконувати такі функції вакуумного тріода (що складається з анода, катода та сітки), як посилення та модуляція. Транзистори витіснили електронні лампи та зробили революцію в електронній промисловості.
Дія варикапів заснована на використанні ємнісних властивостей р-nпереходу. Варикапи можуть бути використані для різних цілей як конденсатори із змінною ємністю. Іноді їх використовують у параметричних підсилювачах. У принципі роботи параметричного підсилювача лежить часткова компенсація втрат у коливальному контурі, що складається з котушки індуктивності L і конденсатора C, за періодичної зміни ємності конденсатора або індуктивності котушки (за умови, що зміна відбуватиметься в певних кількісних і фазових співвідношеннях з частотою коле). У цьому випадку збільшення потужності електричних коливань (сигналу) відбувається за рахунок енергії того джерела, яке періодично змінюватиме величину реактивного параметра. Як такий змінний реактивний параметр і використовується варикап, ємність якого змінюється в результаті впливу гармонійної напруги, що подається від спеціального генератора накачування. Якщо з допомогою варикапа і генератора накачування повністю компенсувати втрати контуру, тобто. довести його до стану самозбудження, така система носить назву параметричного генератора.
1 із 16
Презентація на тему:Діод
№ слайду 1
Опис слайду:
№ слайду 2
Опис слайду:
№ слайду 3
Опис слайду:
Тунельний діод. Перша робота, що підтверджує реальність створення тунельних приладів, була присвячена тунельному діоду, званому також діодом Есакі, та опублікована Л.Есакі у 1958 році. Есаки у процесі вивчення внутрішньої польової емісії у виродженому германієвому p-n переході виявив "аномальну" ВАХ: диференціальний опір одному з ділянок показники було негативним. Цей ефект він пояснив за допомогою концепції квантово-механічного тунелювання і отримав прийнятну згоду між теоретичними та експериментальними результатами.
№ слайда 4
Опис слайду:
Тунельний діод. Тунельним діодом називають напівпровідниковий діод на основі p+-n+ переходу із сильнолегованими областями, на прямій ділянці вольт-амперної характеристики якого спостерігається n-подібна залежність струму від напруги. Як відомо, у напівпровідниках із високою концентрацією домішок утворюються домішкові енергетичні зони. У n-напівпровідниках така зона перекривається із зоною провідності, а в p-напівпровідниках – із валентною зоною. Внаслідок цього рівень Фермі в n-напівпровідниках з високою концентрацією домішок лежить вище рівня Ec, а в р-напівпровідниках нижче за рівень Ev. В результаті цього в межах енергетичного інтервалу DE=Ev-Ec будь-якому енергетичному рівню в зоні провідності n-напівпровідника може відповідати такий же енергетичний рівень за потенційним бар'єром, тобто. у валентній зоні p-напівпровідника.
№ слайду 5
Опис слайду:
Тунельний діод. Таким чином, частинки в n та p-напівпровідниках з енергетичними станами в межах інтервалу DE розділені вузьким потенційним бар'єром. У валентній зоні p-напівпровідника та в зоні провідності n-напівпровідника частина енергетичних станів в інтервалі DE вільна. Отже, через такий вузький потенційний бар'єр, з обох боків якого є незайняті енергетичні рівні, можливий тунельний рух частинок. При наближенні до бар'єру частинки зазнають відображення і повертаються в більшості випадків назад, але є ймовірність виявлення частки за бар'єром, в результаті тунельного переходу відмінна від нуля і щільність тунельного струму j t0. Розрахуємо, чому дорівнює геометрична ширина виродженого p-n переходу. Вважатимемо, що при цьому зберігається несиметричність p-n переходу (p+ – більш сильнолегована область). Тоді ширина p+-n+ переходу мала: Дебройлівську довжину хвилі електрона оцінимо з простих співвідношень:
№ слайду 6
Опис слайду:
Тунельний діод. Геометрична ширина p+-n+ переходу виявляється порівнянною з дебройлівською довжиною хвилі електрона. У цьому випадку у виродженому p+-n+ переході очікується прояв квантово-механічних ефектів, одним з яких є тунелювання через потенційний бар'єр. При вузькому бар'єрі ймовірність тунельного просочування через бар'єр відмінна від нуля!
№ слайду 7
Опис слайду:
Тунельний діод. Струми в тунельному діоді. У стані рівноваги сумарний струм через перехід дорівнює нулю. При подачі напруги на перехід електрони можуть тунелювати з валентної зони до зони провідності або навпаки. Для протікання тунельного струму необхідно виконання наступних умов: 1) енергетичні стани на тій стороні переходу, звідки тунелюють електрони, мають бути заповнені; 2) на іншій стороні переходу енергетичні стани з тією ж енергією мають бути порожніми; 3) висота і ширина потенційного бар'єра повинні бути достатньо малими, щоб існувала кінцева можливість тунелювання; 4) повинен зберігатися квазіімпульс. Тунельний діод.
№ слайду 8
Опис слайду:
Тунельний діод. Як параметри використовуються напруги і струми, що характеризують особливі точки ВАХ. Піковий струм відповідає максимуму ВАХ в області тунельного ефекту. Напруга Uп відповідає струму Iп. Струм западини Iв і Uв характеризують ВАХ в області мінімуму струму. Напруга розчину Upp відповідає значенню струму Iп на дифузійній галузі характеристики. Падаючий ділянку залежності I=f(U) характеризується негативним диференціальним опором rД= -dU/dI, величину якого з деякою похибкою можна визначити за формулою
№ слайду 9
Опис слайду:
Обернені діоди. Розглянемо випадок, коли енергія Фермі в електронному та дірковому напівпровідниках збігається або знаходиться на відстані ± kT/q від дна зони провідності чи вершини валентної зони. У цьому випадку вольт-амперні характеристики такого діода при зворотному зміщенні будуть такі самі, як і у тунельного діода, тобто при зростанні зворотної напруги буде швидке зростання зворотного струму. Що стосується струму при прямому зміщенні, тунельна компонента ВАХ буде повністю відсутній у зв'язку з тим, що немає повністю заповнених станів в зоні провідності. Тому при прямому зміщенні в таких діодах до напруги, більше або рівних половині ширини забороненої зони, струм буде відсутній. З погляду випрямного діода вольт-амперна характеристика такого діода буде інверсною, тобто буде висока провідність при зворотному зміщенні та мала при прямому. У зв'язку з цим такого виду тунельні діоди отримали назву обернених діодів. Отже, звернений діод – це тунельний діод без ділянки з негативним диференціальним опором. Висока нелінійність вольт-амперної характеристики при малих напругах поблизу нуля (порядку мікровольт) дозволяє використовувати цей діод для детектування слабких сигналів у НВЧ-діапазоні.
№ слайду 10
Опис слайду:
Перехідні процеси. При швидких змінах напруги на напівпровідниковому діоді на основі звичайного p-nпереходу значення струму через діод, що відповідає статичній вольт-амперній характеристиці, встановлюється не відразу. Процес встановлення струму за таких перемиканнях зазвичай називають перехідним процесом. Перехідні процеси в напівпровідникових діодах пов'язані з накопиченням неосновних носіїв в основі діода при його прямому включенні та їх розсмоктуванні в основі при швидкій зміні полярності напруги на діоді. Оскільки електричне полі у основі нормального діода відсутня, то рух неосновних носіїв у основі визначається законами дифузії і відбувається щодо повільно. В результаті кінетика накопичення носіїв у базі та їх розсмоктування впливають на динамічні властивості діодів у режимі перемикання. Розглянемо зміни струму I при перемиканні діода із прямої напруги U на зворотну напругу.
№ слайду 11
Опис слайду:
Перехідні процеси. У стаціонарному випадку величина струму в діоді описується рівнянням Після завершення перехідних процесів величина струму в діоді дорівнюватиме J0. Розглянемо кінетику перехідного процесу, тобто зміна струму p-n переходу при перемиканні з прямої напруги на протилежне. При прямому зміщенні діода з урахуванням несиметричного p-n переходу відбувається інжекція нерівноважних дірок у основу діода. Зміна у часі та просторі нерівноважних інжектованих дірок у основі описується. рівнянням безперервності:
№ слайду 12
Опис слайду:
Перехідні процеси. У момент часу t = 0 розподіл інжектованих носіїв у базі визначається з дифузійного рівняння і має вигляд: загальних положеньясно, що в момент перемикання напруги в діоді з прямого на зворотне величина зворотного струму буде істотно більшою, ніж тепловий струм діода. Це тому, що зворотний струм діода обумовлений дрейфової компонентою струму, та її величина своєю чергою визначається концентрацією неосновних носіїв. Ця концентрація значно збільшена в основі діода за рахунок інжекції дірок з емітера і описується в початковий момент тим самим рівнянням.
№ слайду 13
Опис слайду:
Перехідні процеси. З часом концентрація нерівноважних носіїв зменшуватиметься, отже, зменшуватиметься і зворотний струм. За час t2, що називається часом відновлення зворотного опору, або часом розсмоктування, зворотний струм прийде до значення, що дорівнює тепловому струму. Для опису кінетики цього процесу запишемо граничні та початкові умови для рівняння безперервності у наступному вигляді. У час t = 0 справедливе рівняння розподілу інжектованих носіїв у основі. При встановленні стаціонарного стану на момент часу стаціонарний розподіл нерівноважних носіїв у основі описується співвідношенням:
№ слайду 14
Опис слайду:
Перехідні процеси. Зворотний струм обумовлений лише дифузією дірок до кордону просторового простору. заряду p-nпереходу: Процедура знаходження кінетики зворотного струму наступна. Враховуючи граничні умови, Вирішується рівняння безперервності і знаходиться залежність концентрації нерівноважних носіїв в основі p (x, t) від часу і координати. На малюнку наведено координатні залежності концентрації p(x,t) у різні моменти часу. Координатні залежності концентрації p(x,t) у різні моменти часу
№ слайду 15
Опис слайду:
Перехідні процеси. Підставляючи динамічну концентрацію p(x,t), знаходимо кінетичну залежність зворотного струму J(t). Залежність зворотного струму J(t) має такий вид: Тут – додаткова функція розподілу помилок, рівна Перше розкладання додаткової функції помилок має вигляд: Розкладемо функцію ряд у випадках малих і великих часів: t > p. Отримуємо: З цього співвідношення випливає, що в момент t = 0 величина зворотного струму буде нескінченно великою. Фізичним обмеженням цього струму буде максимальний струм, який може протікати через омічний опір бази діода rБ при зворотному напрузі U. Величина цього струму, званого струмом зрізу Jср, дорівнює: Jср = U/rБ. Час, протягом якого зворотний постійний струм, називають часом зрізу.
№ слайду 16
Опис слайду:
Перехідні процеси. Для імпульсних діодів час зрізу τср і час відновлення τв зворотного опору діода є важливими параметрами. Для зменшення значення існують кілька способів. По-перше, можна зменшувати час життя нерівноважних носіїв у основі діода з допомогою запровадження глибоких рекомбінаційних центрів у квазинейтральному обсязі бази. По-друге, можна робити базу діода тонкою для того, щоб нерівноважні носії рекомбінували на тильній стороні бази.
https://accounts.google.com
Підписи до слайдів:
Електронно-дірковий перехід. Транзистор
Електронно-дірковий перехід (або n – p -перехід) – це область контакту двох напівпровідників з різними типамипровідності.
При контакті двох напівпровідників n- і p-типів починається процес дифузії: дірки з p-області переходять у n-область, а електрони, навпаки, з n-області в p-область. В результаті в n-області поблизу зони контакту зменшується концентрація електронів і виникає позитивно заряджений шар. p-області зменшується концентрація дірок і виникає негативно заряджений шар. На межі напівпровідників утворюється подвійний електричний шар, електричне поле якого перешкоджає процесу дифузії електронів та дірок назустріч один одному.
Прикордонна область розділу напівпровідників з різними типами провідності (замикаючий шар) зазвичай досягає товщини близько десятків і сотень міжатомних відстаней. Об'ємні заряди цього шару створюють між p-і n-областями замикаючу напругу U з, приблизно рівну 0,35 для германієвих n-p-переходів і 0,6 для кремнієвих.
В умовах теплової рівноваги за відсутності зовнішньої електричної напругиповна сила струму через електронно-дірковий перехід дорівнює нулю.
Якщо n - p -перехід з'єднати з джерелом так, щоб позитивний полюс джерела був з'єднаний з p -областю, а негативний з n -областью, то напруженість електричного поля в шарі, що замикає, буде зменшуватися, що полегшує перехід основних носіїв через контактний шар. Дірки з p-області та електрони з n-області, рухаючись назустріч один одному, перетинатимуть n – p-перехід, створюючи струм у прямому напрямку. Сила струму через n – p -перехід у разі буде зростати зі збільшенням напруги джерела.
Якщо напівпровідник з n - p -переходом підключений до джерела струму так, що позитивний полюс джерела з'єднаний з n -областю, а негативний - з p -областю, то напруженість поля в замикаючому шарі зростає. Дірки в p-області та електрони в n-області зміщуватимуться від n – p-переходу, збільшуючи тим самим концентрації неосновних носіїв у замикаючому шарі. Струм через n - p -перехід практично не йде. Дуже незначний зворотний струм обумовлений лише власною провідністю напівпровідникових матеріалів, тобто наявністю невеликої концентрації вільних електронів у p-області та дірок у n-області. Напруга, подана на n – p -перехід у разі називають зворотним.
Здатність n - p-переходу пропускати струм практично лише в одному напрямку використовується в приладах, які називаються напівпровідниковими діодами. Напівпровідникові діоди виготовляються із кристалів кремнію або германію. При їх виготовленні кристал з яким-небудь типом провідності вплавляють домішка, що забезпечує інший тип провідності. Напівпровідникові діоди мають багато переваг у порівнянні з вакуумними діодами – малі розміри, тривалий термін служби, механічна міцність. Істотним недоліком напівпровідникових діодів є залежність параметрів від температури. Кремнієві діоди, наприклад, можуть задовільно працювати тільки в діапазоні температур від –70 °C до 80 °C. У германієвих діодів діапазон робочих температур дещо ширший.
Напівпровідникові прилади з одним, і з двома n – p -переходами називаються транзисторами. Назва походить від поєднання англійських слів: transfer – переносити та resistor – опір. Зазвичай створення транзисторів використовують германій і кремній. Транзистори бувають двох типів: p - n - p-транзистори і n - p - n-транзистори.
Германієвий транзистор p - n - p -типу є невеликою платівкою з германію з донорною домішкою, тобто з напівпровідника n -типу. У цій платівці створюються дві області з акцепторною домішкою, тобто області з дірковою провідністю.
У транзисторі n – p – n-типу основна германієва пластинка має провідність p-типу, а створені на ній дві області – провідністю n-типу.
Платівку транзистора називають базою (Б), одну з областей із протилежним типом провідності – колектором (К), а другу – емітером (Е). Зазвичай об'єм колектора перевищує об'єм емітера.
У умовних позначенняхрізних структур стрілка емітера показує напрямок струму через транзистор.
Перехід «емітер-база» включається в прямому (пропускному) напрямку (ланцюг емітера), а перехід «колектор-база» – у замикаючому напрямку (ланцюг колектора).
При замиканні ланцюга емітера дірки – основні носії заряду в емітері – переходять із нього основою, створюючи у цьому ланцюга струм I е. Але для дірок, що потрапили в основу з емітера, n - p-перехід в кола колектора відкритий. Більшість дірок захоплюється полем цього переходу і проникає в колектор, створюючи струм I к.
Для того, щоб струм колектора дорівнював струму емітера, базу транзистора роблять у вигляді дуже тонкого шару. При зміні струму в ланцюзі емітера змінюється сила струму і в кола колектора.
Якщо ланцюг емітера включений джерело змінної напруги, то на резисторі R , включеному в ланцюг колектора, також виникає змінна напруга, амплітуда якого може в багато разів перевищувати амплітуду вхідного сигналу. Отже, транзистор виконує роль підсилювача змінної напруги.
Однак, така схема підсилювача на транзисторі є неефективною, так як в ній відсутнє посилення сигналу струму, і через джерела вхідного сигналу протікає весь струм емітера I е. У реальних схемах підсилювачів на транзисторах джерело змінної напруги включають так, щоб через нього протікав тільки невеликий струм бази I б = I е - I к. Малі зміни струму бази викликають значні зміни струму колектора. Посилення струму в таких схемах може становити кілька сотень.
Нині напівпровідникові прилади знаходять виключно широке застосування радіоелектроніці. Сучасна технологіядозволяє виробляти напівпровідникові прилади – діоди, транзистори, напівпровідникові фотоприймачі тощо – розміром у кілька мікрометрів. Якісно новим етапом електронної техніки став розвиток мікроелектроніки, яка займається розробкою інтегральних мікросхем та принципів їх застосування.
Інтегральною мікросхемою називають сукупність великої кількостівзаємопов'язаних елементів - надмалих діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів, з'єднувальних проводів, виготовлених в єдиному технологічному процесіодному кристалі. Мікросхема розміром 1 см 2 може містити кілька сотень тисяч мікроелементів. Застосування мікросхем призвело до революційних змін у багатьох сферах сучасної електронної техніки. Це особливо яскраво виявилося у галузі електронної обчислювальної техніки. На зміну громіздким ЕОМ, що містить десятки тисяч електронних ламп і займав цілі будівлі, прийшли персональні комп'ютери.
Попередній перегляд:
Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього:
