Συγκρίνετε δίοδο ημιαγωγών και τρανζίστορ. Διόδους και τρανζίστορ ημιαγωγών, περιοχή εφαρμογής

Δίοδος ημιαγωγώνονομάζεται ηλεκτρονικό στοιχείο ενίσχυσης μη σήματος με μία διασταύρωση ηλεκτρονίου-οπής και δύο απαγωγές από την άνοδο και την κάθοδο.

Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά κυκλώματα για τη μετατροπή των παραμέτρων των ηλεκτρικών σημάτων (διόρθωση, σταθεροποίηση). Οι δίοδοι διαφέρουν στο σχεδιασμό ( σημείο, επίπεδος) και σύμφωνα με το σύμβολο στα διαγράμματα (ανάλογα με τον λειτουργικό σκοπό).

Λειτουργική αρχήη δίοδος το απεικονίζει χαρακτηριστικά βολτ-αμπέρ,εκείνοι. εξάρτηση του ρεύματος από την εφαρμοζόμενη τάση, (Εικ. 1), από την οποία είναι σαφές ότι η δίοδος έχει μονόδρομη αγωγιμότητα(περνάει ρεύμα προς τα εμπρός και πρακτικά δεν το περνά προς την αντίστροφη κατεύθυνση).

Η δίοδος συνδέεται προς τα εμπρός όταν ο θετικός πόλος της πηγής ρεύματος συνδέεται με την άνοδο Α και ο αρνητικός πόλος της πηγής ρεύματος συνδέεται στην κάθοδο Κ. Αυτό αντιστοιχεί στον χαρακτηριστικό κλάδο στο πρώτο τεταρτημόριο. Ένα μεγάλο προς τα εμπρός ρεύμα διέρχεται από τη δίοδο.

Όταν συνδέεται με ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗκατεύθυνση (συν - προς την κάθοδο, μείον - προς την άνοδο), το αντίστροφο ρεύμα I OBR που διέρχεται από τη δίοδο είναι πολύ μικρό (mkA).

Σε αυτή την περίπτωση, το συνεχές ρεύμα, όπως φαίνεται από το Σχ. 1, εξαρτάται σημαντικά από θερμοκρασίαπεριβάλλον (αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας).

Ρύζι. 1. Χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης της διόδου.

Χαρακτηριστικά διόδου:

Εκτός από το εξεταζόμενο ρεύμα-τάση, τα κύρια χαρακτηριστικά της διόδου περιλαμβάνουν:

Μέγιστο ρεύμα προς τα εμπρός Εγώ ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ ;

Αντοχή στη θερμοκρασία t 0 Μέγιστη ;

Μέγιστη αντίστροφη τάση U ΚΠ .

Αντίσταση DC R 0 = U ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ / Εγώ ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ ;

Αντίσταση AC R Εγώ = Δ U ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ / Δ Εγώ ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ ;

Κλίση χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης μικρό = Δ Εγώ ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ / Δ U ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ ;

Απώλεια ισχύος στην άνοδο Π ΕΝΑ = U ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ Εγώ ΚΑΙ ΤΑ ΛΟΙΠΑ ;

Περιοχή χρήσης διόδων: διόρθωση AC; σταθεροποίηση τάσης? εργασία σε φωτοβολταϊκές συσκευές? εργασία σε κυκλώματα μικροκυμάτων κ.λπ.

Τρανζίστορ

Τρανζίστορ -συσκευές ημιαγωγών με δύο r-pμεταβάσεις που επιτρέπουν ενισχύωηλεκτρικό σήμα και συνήθως έχει τρεις ακροδέκτες. Χωρισμένοι σε δύο ομάδες - διπολική και μονοπολική(πεδίο). Βασικά κυκλώματα για τη σύνδεση ενός διπολικού τρανζίστορ - με κοινή βάση, με κοινό εκπομπό και με κοινό συλλέκτη. Ο τύπος του κυκλώματος μεταγωγής καθορίζει με ποια παράμετρο το τρανζίστορ ενισχύει το σήμα (τάση, ρεύμα κ.λπ.).

Διπολικό τρανζίστορείναι μια συσκευή ημιαγωγών με δομή τριών στρωμάτων με εναλλασσόμενους τύπους αγωγιμότητας και δύο r-pμεταβάσεις, που επιτρέπουν την ενίσχυση των ηλεκτρικών σημάτων και έχουν τρεις εξόδους. Διακρίνω άμεση (p-n-p) και αντίστροφη (n-p-n)τρανζίστορ, η διαφορά μεταξύ των οποίων είναι πόλωσησύνδεση τροφοδοτικών.

Τα συστατικά ενός τρανζίστορ αντιστοιχούν στα στρώματά του και ονομάζονται: εκπόμπος– πομπός φορτίου, βάση– βάση και συλλέκτης– συλλέκτης φορτίων. Τα στρώματα έχουν

διαφορετική αγωγιμότητα: ακραία (εκπομπός και συλλέκτης) - τρύπαΠ, και η βάση που βρίσκεται ανάμεσά τους είναι ηλεκτρονικόςn(Εικ. 2).

Συλλέκτης βάσης εκπομπών

Εγώε ΕγώΠρος την

ΕίσοδοςΕξοδος

Ρύζι. 2. Διπολική Π- n- Πτρανζίστορ συνδεδεμένο σύμφωνα με ένα κοινό κύκλωμα βάσης

Ας εξετάσουμε την αρχή λειτουργίας ενός τρανζίστορ. Όπως φαίνεται στο Σχ. 2, το τρανζίστορ έχει δύο συνδέσμους: Π- nΚαι n- Π. Πρώτη μετάβαση ( Π- n) συμπεριλαμβανεται σε απευθείαςκατεύθυνση, δηλ. μείον k n-περιοχές, και συν να R– περιοχές - προς τον πομπό. Επομένως, συνεχές ρεύμα θα ρέει μέσω αυτής της διασταύρωσης. Δεύτερη μετάβαση ( n- Π) συμπεριλαμβανεται σε ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗκατεύθυνση, δηλ. συν στη βάση ( n- περιοχή), και μείον προς R– περιοχές – προς τον συλλέκτη. Εάν ανοίξετε το κύκλωμα εκπομπού (εισόδου), αυτή η διασταύρωση, βρίσκεται κάτω από ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗU κόταν είναι ενεργοποιημένο, θα είναι πρακτικά κλειστό.

Εάν κλείσετε το κύκλωμα πομπού (εφαρμόστε σήμα εισόδου), μέσω του πρώτου (ανοιχτό) Π- nδιασταύρωση, θα ρέει ένα συνεχές ρεύμα, που σχηματίζεται από την έγχυση οπών στη βάση. Δεδομένου ότι το πάχος της βάσης είναι μικρό και οι ημιαγωγοί από τους οποίους κατασκευάζονται ο πομπός και η βάση επιλέγονται με διαφορετικές συγκεντρώσεις των κύριων φορέων, δηλ. η συγκέντρωση των οπών στον πομπό είναι σημαντικά υψηλότερη από τη συγκέντρωση των ηλεκτρονίων στη βάση, θα υπάρχουν τόσες πολλές οπές στη βάση που μόνο ένα μικρό μέρος τους θα βρει στη βάση τα απαραίτητα ηλεκτρόνια για τον ανασυνδυασμό. Ως εκ τούτου, οι εισερχόμενες οπές που δεν έχουν ανασυνδυαστεί με ηλεκτρόνια αρχίζουν να μετακινούνται σε εκείνες τις περιοχές της βάσης που βρίσκονται δίπλα στον συλλέκτη. Θετικές τρύπες που πλησιάζουν τη διασταύρωση συλλέκτη, βιώνοντας τη δράση ενός ισχυρού πεδίου επιτάχυνσης από μια ισχυρή μπαταρία συλλέκτη U κ, περνούν στον συλλέκτη και ανασυνδυάζονται με ηλεκτρόνια που εισέρχονται στον συλλέκτη από τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα συλλέκτη θα αρχίσει να ρέει μέσω της διασταύρωσης συλλέκτη Εγώ κ, παρά το γεγονός ότι εφαρμόζεται αντίστροφη τάση στη διασταύρωση. Αυτό το ρεύμα συλλέκτη θα είναι 90 - 95% του ρεύματος εκπομπού (λόγω του μικρού αριθμού οπών ανασυνδυασμού που παραμένουν στη βάση). Αλλά το πιο σημαντικό είναι ότι το μέγεθος του ρεύματος συλλέκτη θα εξαρτηθεί από το μέγεθος του ρεύματος εκπομπού και θα αλλάξει ανάλογα με την αλλαγή του. Πράγματι, όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα μέσω της διασταύρωσης του εκπομπού, δηλαδή όσο περισσότερες οπές εισάγει ο πομπός στη βάση, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα συλλέκτη, το οποίο εξαρτάται από τον αριθμό αυτών των οπών. Αυτό οδηγεί σε ένα πρακτικά σημαντικό συμπέρασμα:

Ελέγχοντας το ρεύμα εκπομπού του τρανζίστορ, μπορείτε έτσι να ελέγξετε το ρεύμα συλλέκτη και σε αυτή την περίπτωση λαμβάνει χώρα ένα εφέ ενίσχυσης.

Αυτή η ιδιότητα καθόρισε την περιοχή χρήσης των τρανζίστορ σε κυκλώματα ενισχυτών. Έτσι, για παράδειγμα, το εξεταζόμενο κύκλωμα για τη σύνδεση ενός τρανζίστορ με μια κοινή βάση θα δώσει κέρδος τάσης και ισχύοςσήμα εισόδου, δεδομένου ότι η αντίσταση φορτίου εξόδου Rnμε κατάλληλη επιλογή τάσης μπαταρίας UΠρος τηνμπορεί να είναι σημαντικά μεγαλύτερη από την αντίσταση στην είσοδο του ενισχυτή, δηλ. R H >> R VXκαι η είσοδος (εκπομπός Εγώ μι) και έξοδος (συλλέκτης Εγώ ΠΡΟΣ ΤΗΝ) τα ρεύματα είναι περίπου ίσα. Εξ ου και η τάση και η ισχύς που παρέχονται στην είσοδο U VX = Εγώ VX * R VX ; Πεισαγωγή= Εγώ 2 εισαγωγή * Rεισαγωγήμικρότερη από τις αντίστοιχες τιμές τάσης και ισχύος στην έξοδο, δηλαδή στο φορτίο U = Εγώ ΠΡΟΣ ΤΗΝ * R Ν ; Πn = Εγώ κ 2 * RΝ. Δεν υπάρχει τρέχον κέρδος σε αυτή την περίπτωση (αφού Εγώ μι ~ = Εγώ ΠΡΟΣ ΤΗΝ).

Συχνότερα, ωστόσο, χρησιμοποιείται ένα άλλο κύκλωμα σύνδεσης τρανζίστορ - κοινό κύκλωμα εκπομπού,στο οποίο, εκτός από την ενίσχυση ισχύος, υπάρχει και τρέχουσα ενίσχυση.Διάγραμμα σύνδεσης με κοινό συλλέκτηχρησιμοποιείται όταν λειτουργεί με φορτίο χαμηλής αντίστασης ή από αισθητήρα υψηλής αντίστασης. Το κέρδος ενός τέτοιου κυκλώματος από την άποψη του ρεύματος και της ισχύος είναι αρκετές δεκάδες μονάδες και από την άποψη της τάσης - περίπου μία.

Για να κατανοήσουμε σωστά την αρχή λειτουργίας των κυκλωμάτων τρανζίστορ, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε καλά τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας ενός τρανζίστορ ως ενισχυτή, τα οποία είναι τα εξής: σε αντίθεση με έναν σωλήνα κενού, το τρανζίστορ έχει χαμηλή αντίσταση εισόδου σε τα περισσότερα κυκλώματα μεταγωγής, ως αποτέλεσμα των οποίων πιστεύεται ότι το τρανζίστορ ελέγχεται από το ρεύμα εισόδου και όχι από το ρεύμα εισόδου. η χαμηλή αντίσταση εισόδου των ενισχυτών τρανζίστορ οδηγεί σε αξιοσημείωτη κατανάλωση ισχύος (ρεύμα) από την πηγή ενισχυμένων ταλαντώσεων, επομένως, σε αυτούς τους ενισχυτές, η κύρια σημασία δεν είναι το κέρδος τάσης, αλλά το ρεύμα ή το κέρδος ισχύος. Το κέρδος ισχύος k καθορίζεται από τον λόγο της ισχύος που κατανέμεται στην έξοδο του ενισχυτή στο ωφέλιμο φορτίο προς την ισχύ που δαπανάται στην σύνθετη αντίσταση εισόδου του ενισχυτή. Οι παράμετροι και τα χαρακτηριστικά του τρανζίστορ εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία και τον επιλεγμένο τρόπο λειτουργίας, κάτι που αποτελεί μειονέκτημα.

Χαρακτηριστικά τρανζίστορ:

Χαρακτηριστικά εισόδου, εξόδου και μεταβατικών χαρακτηριστικών, εικ. 3,

Ρύζι. 3. Χαρακτηριστικά τρανζίστορ: α – είσοδος, β – έξοδος, γ – μετάβαση

Απολαβή (μετάδοση) σε γενικές γραμμές, τάση, ρεύμα, ισχύς

k=ΔΧ OUT /ΔΧ IN;ΔU OUT /ΔU IN;ΔI OUT /ΔI IN;ΔP OUT /ΔP IN.

Αντίσταση εισόδου τρανζίστορ AC

R = ΔU ВХ / ΔI ВХ.

Απώλεια ισχύος συλλέκτη

P K = U K * I K .

Πλεονεκτήματα των τρανζίστορ:μικρές διαστάσεις, υψηλή ευαισθησία, χωρίς αδράνεια. αντοχή; ελαττώματα: σημαντική επίδραση εξωτερικών παραγόντων (θερμοκρασία, πεδία e/m, ραδιενεργή ακτινοβολία κ.λπ.).

Περιοχή χρήσηςτρανζίστορ: Ενσύρματες και ραδιοεπικοινωνίες. ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ; ραντάρ; ραδιοπλοήγηση? αυτοματισμός και τηλεμηχανική· Μηχανικός ηλεκτρονικών υπολογιστών; τεχνολογία μέτρησης? κυκλώματα ενισχυτή? τσιπ μνήμης για ψηφιακές συσκευές κ.λπ.

Ετοιμος

Μαθητής της τάξης 10 "Α"

Σχολείο Νο 610

Ivchin Alexey

Περίληψη με θέμα:

«Δίοδοι και τρανζίστορ ημιαγωγών, περιοχές εφαρμογής τους»

1. Ημιαγωγοί: θεωρία και ιδιότητες
2. Βασικές συσκευές ημιαγωγών (Δομή και εφαρμογή)
3. Τύποι συσκευών ημιαγωγών
4. Παραγωγή
5. Πεδίο εφαρμογής

1. Ημιαγωγοί: θεωρία και ιδιότητες

Πρώτα πρέπει να εξοικειωθείτε με τον μηχανισμό αγωγιμότητας στους ημιαγωγούς. Και για να γίνει αυτό, πρέπει να κατανοήσετε τη φύση των δεσμών που συγκρατούν τα άτομα ενός κρυστάλλου ημιαγωγών το ένα κοντά στο άλλο. Για παράδειγμα, σκεφτείτε έναν κρύσταλλο πυριτίου.

Το πυρίτιο είναι ένα τετρασθενές στοιχείο. Αυτό σημαίνει ότι στο εξωτερικό

Το κέλυφος ενός ατόμου έχει τέσσερα ηλεκτρόνια που είναι σχετικά ασθενώς συνδεδεμένα με τον πυρήνα. Ο αριθμός των πλησιέστερων γειτόνων κάθε ατόμου πυριτίου είναι επίσης τέσσερις. Η αλληλεπίδραση ενός ζεύγους γειτονικών ατόμων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν πολυηλεκτρονικό δεσμό, που ονομάζεται ομοιοπολικός δεσμός. Στο σχηματισμό αυτού του δεσμού, συμμετέχει ένα ηλεκτρόνιο σθένους από κάθε άτομο, τα οποία αποσπώνται από τα άτομα (συλλογικοποιούνται από τον κρύσταλλο) και κατά την κίνησή τους περνούν τον περισσότερο χρόνο στο χώρο μεταξύ γειτονικών ατόμων. Το αρνητικό τους φορτίο συγκρατεί τα θετικά ιόντα πυριτίου το ένα κοντά στο άλλο. Κάθε άτομο σχηματίζει τέσσερις δεσμούς με τους γείτονές του και κάθε ηλεκτρόνιο σθένους μπορεί να κινηθεί κατά μήκος ενός από αυτούς. Έχοντας φτάσει σε ένα γειτονικό άτομο, μπορεί να προχωρήσει στο επόμενο και στη συνέχεια περαιτέρω κατά μήκος ολόκληρου του κρυστάλλου.
Τα ηλεκτρόνια σθένους ανήκουν σε ολόκληρο τον κρύσταλλο. Οι δεσμοί ζεύγους ηλεκτρονίων του πυριτίου είναι αρκετά ισχυροί και δεν σπάνε σε χαμηλές θερμοκρασίες. Επομένως, το πυρίτιο σε χαμηλές θερμοκρασίες δεν μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα. Τα ηλεκτρόνια σθένους που εμπλέκονται στη σύνδεση των ατόμων είναι σταθερά συνδεδεμένα με το κρυσταλλικό πλέγμα και το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο δεν έχει αισθητή επίδραση στην κίνησή τους.

Ηλεκτρονική αγωγιμότητα.
Όταν το πυρίτιο θερμαίνεται, η κινητική ενέργεια των σωματιδίων αυξάνεται και οι μεμονωμένοι δεσμοί σπάνε. Μερικά ηλεκτρόνια αφήνουν τις τροχιές τους και γίνονται ελεύθερα, όπως τα ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο. Σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, κινούνται μεταξύ κόμβων πλέγματος, σχηματίζοντας ηλεκτρικό ρεύμα.
Η αγωγιμότητα των ημιαγωγών λόγω της παρουσίας ελεύθερων ηλεκτρονίων στα μέταλλα ονομάζεται ηλεκτρονική αγωγιμότητα. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ο αριθμός των σπασμένων δεσμών, και επομένως των ελεύθερων ηλεκτρονίων, αυξάνεται. Όταν θερμαίνεται από 300 σε 700 K, ο αριθμός των δωρεάν φορέων φόρτισης αυξάνεται από 10,17 σε 10,24 1/m.3. Αυτό οδηγεί σε μείωση της αντίστασης.

Αγωγιμότητα οπών.

Όταν ένας δεσμός σπάσει, σχηματίζεται μια κενή θέση με ένα ηλεκτρόνιο που λείπει.
Λέγεται τρύπα. Η τρύπα έχει υπερβολικό θετικό φορτίο σε σύγκριση με άλλους, κανονικούς δεσμούς. Η θέση της οπής στον κρύσταλλο δεν είναι σταθερή. Η παρακάτω διαδικασία λαμβάνει χώρα συνεχώς. Ένα από τα ηλεκτρόνια που εξασφαλίζει τη σύνδεση των ατόμων πηδά στη θέση των σχηματισμένων οπών και αποκαθιστά εδώ τον δεσμό ζεύγους ηλεκτρονίων. και από εκεί που πήδηξε αυτό το ηλεκτρόνιο, σχηματίζεται μια νέα τρύπα. Έτσι, η τρύπα μπορεί να κινηθεί σε όλο τον κρύσταλλο.
Εάν η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο δείγμα είναι μηδέν, τότε η κίνηση των οπών, ισοδύναμη με την κίνηση των θετικών φορτίων, συμβαίνει τυχαία και επομένως δεν δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα. Παρουσία ηλεκτρικού πεδίου, εμφανίζεται μια διατεταγμένη κίνηση οπών, και έτσι, το ηλεκτρικό ρεύμα που σχετίζεται με την κίνηση των οπών προστίθεται στο ηλεκτρικό ρεύμα των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Η κατεύθυνση κίνησης των οπών είναι αντίθετη από την κατεύθυνση κίνησης των ηλεκτρονίων.
Έτσι, στους ημιαγωγούς υπάρχουν δύο τύποι φορέων φορτίου: ηλεκτρόνια και οπές. Επομένως, οι ημιαγωγοί δεν έχουν μόνο ηλεκτρονική αλλά και αγωγιμότητα οπών. Η αγωγιμότητα κάτω από αυτές τις συνθήκες ονομάζεται εγγενής αγωγιμότητα των ημιαγωγών. Η εγγενής αγωγιμότητα των ημιαγωγών είναι συνήθως χαμηλή, καθώς ο αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων είναι μικρός, για παράδειγμα, στο γερμάνιο σε θερμοκρασία δωματίου ne = 3 ανά 10 στα 23 cm σε –3. Ταυτόχρονα, ο αριθμός των ατόμων γερμανίου σε 1 κυβικό cm είναι περίπου 10 στα 23. Έτσι, ο αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων είναι περίπου το ένα δέκατο δισεκατομμυριοστό του συνολικού αριθμού των ατόμων.

Ένα ουσιαστικό χαρακτηριστικό των ημιαγωγών είναι ότι παρουσία ακαθαρσιών, μαζί με τη δική τους αγωγιμότητα, εμφανίζεται ένα επιπλέον - αγωγιμότητα ακαθαρσιών. Αλλάζοντας τη συγκέντρωση ακαθαρσιών, μπορείτε να αλλάξετε σημαντικά τον αριθμό των φορέων φορτίου ενός ή του άλλου σημείου. Χάρη σε αυτό, είναι δυνατή η δημιουργία ημιαγωγών με κυρίαρχη συγκέντρωση είτε αρνητικά είτε θετικά φορτισμένων φορέων. Αυτό το χαρακτηριστικό των ημιαγωγών ανοίγει ευρείες δυνατότητες για πρακτικές εφαρμογές.

Ακαθαρσίες δότη.
Αποδεικνύεται ότι παρουσία ακαθαρσιών, για παράδειγμα ατόμων αρσενικού, ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, ο αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων αυξάνεται πολλές φορές. Αυτό συμβαίνει για τον εξής λόγο. Τα άτομα αρσενικού έχουν πέντε ηλεκτρόνια σθένους, τέσσερα από τα οποία εμπλέκονται στη δημιουργία ενός ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ αυτού του ατόμου και των γύρω ατόμων, για παράδειγμα, με άτομα πυριτίου. Το πέμπτο ηλεκτρόνιο σθένους φαίνεται να είναι ασθενώς συνδεδεμένο με το άτομο. Φεύγει εύκολα από το άτομο αρσενικού και απελευθερώνεται. Η συγκέντρωση των ελεύθερων ηλεκτρονίων αυξάνεται σημαντικά και γίνεται χίλιες φορές μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε έναν καθαρό ημιαγωγό. Οι ακαθαρσίες που δίνουν εύκολα ηλεκτρόνια ονομάζονται ακαθαρσίες δότη και τέτοιοι ημιαγωγοί είναι ημιαγωγοί τύπου n. Σε έναν ημιαγωγό τύπου n, τα ηλεκτρόνια είναι οι κύριοι φορείς φορτίου και οι οπές είναι οι φορείς μειοψηφίας φορτίου.

Ακαθαρσίες δεκτών.
Εάν το ίνδιο, του οποίου τα άτομα είναι τρισθενή, χρησιμοποιείται ως ακαθαρσία, τότε αλλάζει η φύση της αγωγιμότητας του ημιαγωγού. Τώρα, για να σχηματίσει κανονικούς ζεύγους-ηλεκτρονικούς δεσμούς με τους γείτονές του, το άτομο του ινδίου δεν διαθέτει ηλεκτρόνιο. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται μια τρύπα. Ο αριθμός των οπών στον κρύσταλλο είναι ίσος με τον αριθμό των ατόμων ακαθαρσίας. Οι ακαθαρσίες αυτού του είδους ονομάζονται προσμίξεις δέκτη. Παρουσία ηλεκτρικού πεδίου, οπές κινούνται γύρω από το πεδίο και εμφανίζεται η αγωγιμότητα της οπής. Οι ημιαγωγοί με υπεροχή της αγωγιμότητας των οπών έναντι της αγωγιμότητας των ηλεκτρονίων ονομάζονται ημιαγωγοί τύπου p (από τη λέξη θετική - θετική).

2. Βασικές συσκευές ημιαγωγών (Δομή και εφαρμογή)
Υπάρχουν δύο βασικές συσκευές ημιαγωγών: η δίοδος και το τρανζίστορ.

Δίοδος.
Στις μέρες μας, οι δίοδοι χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο στους ημιαγωγούς για την ανόρθωση ηλεκτρικού ρεύματος σε ραδιοκυκλώματα, μαζί με τους λαμπτήρες δύο ηλεκτροδίων, καθώς έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα. Σε ένα σωλήνα κενού, τα ηλεκτρόνια φορέων φορτίου δημιουργούνται με θέρμανση της καθόδου. Σε μια σύνδεση p-n, σχηματίζονται φορείς φορτίου όταν ένας δέκτης ή ακαθαρσία δότη εισάγεται στον κρύσταλλο.Έτσι, δεν υπάρχει ανάγκη για μια πηγή ενέργειας για την απόκτηση φορέων φορτίου. Σε πολύπλοκα κυκλώματα, η εξοικονόμηση ενέργειας που προκύπτει από αυτό αποδεικνύεται πολύ σημαντική. Επιπλέον, οι ανορθωτές ημιαγωγών με τις ίδιες τιμές ανορθωμένου ρεύματος είναι πιο μικροσκοπικοί από τους ανορθωτές σωλήνων.

Το χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης για συνδέσεις προς τα εμπρός και προς τα πίσω φαίνεται στο σχήμα 2.

Αντικατέστησαν τους λαμπτήρες και χρησιμοποιούνται ευρέως στην τεχνολογία, κυρίως για ανορθωτές· οι δίοδοι έχουν βρει εφαρμογή και σε διάφορες συσκευές.

Τρανζίστορ.
Ας εξετάσουμε έναν τύπο τρανζίστορ από γερμάνιο ή πυρίτιο με ακαθαρσίες δότη και δέκτη που έχουν εισαχθεί σε αυτά. Η κατανομή των ακαθαρσιών είναι τέτοια που δημιουργείται ένα πολύ λεπτό (της τάξης πολλών μικρομέτρων) στρώμα ημιαγωγού τύπου n μεταξύ δύο στρωμάτων ημιαγωγού τύπου p Σχ. 3.
Αυτό το λεπτό στρώμα ονομάζεται βάση ή βάση.Στον κρύσταλλο σχηματίζονται δύο ενώσεις p-n, των οποίων οι άμεσες κατευθύνσεις είναι αντίθετες. Τρεις ακροδέκτες από περιοχές με διαφορετικούς τύπους αγωγιμότητας σάς επιτρέπουν να συμπεριλάβετε ένα τρανζίστορ στο κύκλωμα που φαίνεται στο σχήμα 3. Με αυτή τη σύνδεση, η αριστερή διασταύρωση p-n είναι άμεση και διαχωρίζει τη βάση από την περιοχή με αγωγιμότητα τύπου p, που ονομάζεται πομπός. Αν δεν υπήρχαν σωστά p –n
-μετάβαση, στο κύκλωμα εκπομπού-βάσης θα υπήρχε ρεύμα ανάλογα με την τάση των πηγών (μπαταρία Β1 και πηγή εναλλασσόμενης τάσης) και την αντίσταση του κυκλώματος, συμπεριλαμβανομένης της χαμηλής αντίστασης της διασταύρωσης απευθείας εκπομπού-βάσης. Η μπαταρία B2 είναι συνδεδεμένη έτσι ώστε η δεξιά σύνδεση pn στο κύκλωμα (βλ. Εικ. 3) να είναι αντίστροφη. Διαχωρίζει τη βάση από τη δεξιά περιοχή τύπου p που ονομάζεται συλλέκτης. Εάν δεν υπήρχε αριστερή διασταύρωση pn, η ισχύς του ρεύματος στο κύκλωμα συλλέκτη θα ήταν κοντά στο μηδέν. Δεδομένου ότι η αντίσταση αντίστροφης διασταύρωσης είναι πολύ υψηλή. Όταν υπάρχει ρεύμα στην αριστερή διασταύρωση p-n, εμφανίζεται ένα ρεύμα στο κύκλωμα του συλλέκτη και η ισχύς του ρεύματος στον συλλέκτη είναι ελαφρώς μικρότερη από την ισχύ του ρεύματος στον πομπό. Όταν δημιουργείται τάση μεταξύ του πομπού και της βάσης, η κύριοι φορείς του ημιαγωγού τύπου p - οι τρύπες διεισδύουν στη βάση, GDR είναι ήδη οι κύριοι φορείς. Δεδομένου ότι το πάχος της βάσης είναι πολύ μικρό και ο αριθμός των κύριων φορέων (ηλεκτρόνια) σε αυτήν είναι μικρός, οι οπές που εισέρχονται σε αυτήν σχεδόν δεν συνδυάζονται (δεν ανασυνδυάζονται) με τα ηλεκτρόνια της βάσης και διεισδύουν στον συλλέκτη λόγω στη διάχυση. Η δεξιά διασταύρωση pn είναι κλειστή στους κύριους φορείς φορτίου της βάσης - ηλεκτρόνια, αλλά όχι στις οπές. Στον συλλέκτη, οι τρύπες παρασύρονται από το ηλεκτρικό πεδίο και ολοκληρώνουν το κύκλωμα.
Η ισχύς της διακλάδωσης του ρεύματος στο κύκλωμα εκπομπού από τη βάση είναι πολύ μικρή, καθώς η περιοχή διατομής της βάσης στο οριζόντιο επίπεδο (βλ. Εικ. 3) είναι πολύ μικρότερη από τη διατομή στο κατακόρυφο επίπεδο . Η ισχύς ρεύματος στον συλλέκτη, σχεδόν ίση με την ισχύ του ρεύματος στον πομπό, αλλάζει μαζί με το ρεύμα στον πομπό.
Η αντίσταση της αντίστασης R έχει μικρή επίδραση στο ρεύμα στον συλλέκτη και αυτή η αντίσταση μπορεί να γίνει αρκετά μεγάλη. Ελέγχοντας το ρεύμα του εκπομπού χρησιμοποιώντας μια πηγή εναλλασσόμενης τάσης συνδεδεμένη στο κύκλωμά του, λαμβάνουμε μια σύγχρονη αλλαγή στην τάση κατά μήκος της αντίστασης. Εάν η αντίσταση της αντίστασης είναι μεγάλη, η μεταβολή της τάσης σε αυτήν μπορεί να είναι δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τη μεταβολή του σήματος στο κύκλωμα εκπομπού, κάτι που σημαίνει αύξηση της τάσης. Επομένως, χρησιμοποιώντας ένα φορτίο R, είναι δυνατό να ληφθούν ηλεκτρικά σήματα των οποίων η ισχύς είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την ισχύ που εισέρχεται στο κύκλωμα εκπομπού. Αντικαθιστούν σωλήνες κενού και χρησιμοποιούνται ευρέως στην τεχνολογία.

3. Τύποι συσκευών ημιαγωγών.
Εκτός από τις επίπεδες διόδους (Εικ. 8) και τα τρανζίστορ, υπάρχουν και οι σημειακές δίοδοι (Εικ. 4). Τα σημειακά τρανζίστορ (δομή βλέπε στο σχήμα) χυτεύονται πριν από τη χρήση, δηλ. περνούν ένα ρεύμα συγκεκριμένου μεγέθους, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται μια περιοχή με αγωγιμότητα οπής κάτω από την άκρη του σύρματος. Τα τρανζίστορ διατίθενται σε τύπους p-n-p και n-p-n. Ονομασία και γενική άποψη στο σχήμα 5.
Υπάρχουν φωτο- και θερμίστορ και βαρίστορ όπως φαίνεται στο σχήμα. Οι επίπεδες δίοδοι περιλαμβάνουν ανορθωτές σεληνίου Η βάση μιας τέτοιας διόδου είναι μια χαλύβδινη ροδέλα, επικαλυμμένη στη μία πλευρά με ένα στρώμα σεληνίου, το οποίο είναι ένας ημιαγωγός με αγωγιμότητα οπών (βλ. Εικ. 7). Η επιφάνεια του σεληνίου επικαλύπτεται με κράμα καδμίου, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται μια μεμβράνη με ηλεκτρονική αγωγιμότητα, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται μετάπτωση ανορθωτικού ρεύματος.Όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα ανόρθωσης.

4. Παραγωγή
Η τεχνολογία κατασκευής διόδων είναι η εξής. Ένα κομμάτι ινδίου λιώνεται στην επιφάνεια μιας τετράγωνης πλάκας με εμβαδόν 2-4 cm2 και πάχος πολλών κλασμάτων ενός χιλιοστού, κομμένο από κρύσταλλο ημιαγωγών με ηλεκτρονική αγωγιμότητα. Το ίνδιο είναι σταθερά κράμα με την πλάκα.Σε αυτή την περίπτωση, τα άτομα του ινδίου διεισδύουν
(διαχέεται) στο πάχος της πλάκας, σχηματίζοντας σε αυτήν μια περιοχή με κυρίαρχη αγωγιμότητα οπών, Εικ. 6. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια συσκευή ημιαγωγών με δύο περιοχές διαφορετικών τύπων αγωγιμότητας και μια διασταύρωση p-n μεταξύ τους. Όσο πιο λεπτή είναι η γκοφρέτα ημιαγωγών. Όσο μικρότερη είναι η αντίσταση της διόδου στην προς τα εμπρός κατεύθυνση, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που διορθώνεται από τη δίοδο. Οι επαφές της διόδου είναι ένα σταγονίδιο ινδίου και ένας μεταλλικός δίσκος ή ράβδος με αγωγούς μολύβδου.
Μετά τη συναρμολόγηση του τρανζίστορ, τοποθετείται στο περίβλημα και συνδέεται η ηλεκτρική σύνδεση. οδηγεί στις πλάκες επαφής του κρυστάλλου και στο καλώδιο της συσκευασίας και σφραγίζει τη συσκευασία.

5. Πεδίο εφαρμογής

Οι δίοδοι είναι ιδιαίτερα αξιόπιστες, αλλά το όριο χρήσης τους είναι από –70 έως 125 C. Επειδή μια σημειακή δίοδος έχει πολύ μικρή περιοχή επαφής, επομένως τα ρεύματα που μπορούν να δώσουν τέτοιες δίοδοι δεν υπερβαίνουν τα 10-15 mA. Και χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διαμόρφωση ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας και για όργανα μέτρησης. Για οποιαδήποτε δίοδο, υπάρχουν ορισμένα μέγιστα επιτρεπόμενα όρια ρεύματος προς τα εμπρός και αντίστροφα, ανάλογα με την τάση προς τα εμπρός και προς τα πίσω και τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων ανόρθωσης και αντοχής του.

Τα τρανζίστορ, όπως και οι δίοδοι, είναι ευαίσθητα στη θερμοκρασία και την υπερφόρτωση και τη διεισδυτική ακτινοβολία. Τα τρανζίστορ, σε αντίθεση με τους ραδιοσωλήνες, καίγονται λόγω ακατάλληλης σύνδεσης.

-----------------------

Σχήμα 2

Εικόνα 1

Εικόνα 3

Εικόνα 4

Εικόνα 5

Εικόνα 4

ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΕΣ ΔΙΟΔΕΣ

Οι δίοδοι ημιαγωγών είναι συσκευές ημιαγωγών με μία ηλεκτρική διασταύρωση και δύο ακροδέκτες. Χρησιμοποιούνται για διόρθωση εναλλασσόμενου ρεύματος, ανίχνευση εναλλασσόμενων ταλαντώσεων, μετατροπή ταλαντώσεων μικροκυμάτων σε ταλαντώσεις ενδιάμεσης συχνότητας, σταθεροποίηση τάσης σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος κ.λπ. Σύμφωνα με το σκοπό τους, οι δίοδοι ημιαγωγών χωρίζονται σε διόδους ανορθωτή, διόδους υψηλής συχνότητας, varicaps, zener διόδους κλπ.

Ανορθωτικές δίοδοι.Οι διόδους ανορθωτών ημιαγωγών έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα.

Η βάση των σύγχρονων διόδων ανορθωτή είναι μια σύνδεση ηλεκτρονίου-οπής (EDJ), η οποία λαμβάνεται με σύντηξη ή διάχυση. Το υλικό που χρησιμοποιείται είναι γερμάνιο ή πυρίτιο.

Για να ληφθούν μεγάλες τιμές ανορθωμένων ρευμάτων στις διόδους ανόρθωσης, χρησιμοποιούνται EAF με μεγάλη επιφάνεια, καθώς για την κανονική λειτουργία της διόδου, η πυκνότητα ρεύματος μέσω της διασταύρωσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1-2 A/mm 2.

Τέτοιες δίοδοι ονομάζονται επίπεδες. Ο σχεδιασμός μιας επίπεδης διόδου ημιαγωγού χαμηλής ισχύος φαίνεται στο Σχ. 2.1, α. Για τη βελτίωση της απαγωγής θερμότητας σε διόδους μεσαίου μεγέθους Καιυψηλής ισχύος, συγκολλάται μια βίδα στο σώμα τους, με την οποία οι δίοδοι συνδέονται σε ειδικό ψυγείο ή σασί (Εικ. 2.1, β).

Το κύριο χαρακτηριστικό μιας διόδου ανορθωτή είναι το χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης (χαρακτηριστικό βολτ-αμπέρ). Ο τύπος του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης εξαρτάται από το υλικό και τη θερμοκρασία του ημιαγωγού (Εικ. 2.2, α και β).

Οι κύριες παράμετροι των διόδων ανόρθωσης ημιαγωγών είναι:

σταθερή μπροστινή τάση U np σε ένα δεδομένο μπροστινό ρεύμα.

η μέγιστη επιτρεπτή αντίστροφη τάση U o 6 p max στην οποία η δίοδος μπορεί να λειτουργεί κανονικά για μεγάλο χρονικό διάστημα.

σταθερό αντίστροφο ρεύμα που διαρρέει τη δίοδο με αντίστροφη τάση ίση με U o 6 p max.

μέσο ανορθωμένο ρεύμα, το οποίο μπορεί να περάσει από τη δίοδο για μεγάλο χρονικό διάστημα σε αποδεκτή θερμοκρασία θέρμανσης.

μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς που διαχέεται από τη δίοδο, στοπου διασφαλίζει την καθορισμένη αξιοπιστία της διόδου.

Σύμφωνα με τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή του μέσου ανορθωμένου ρεύματος, οι δίοδοι χωρίζονται σε χαμηλής ισχύος (), μέσης ισχύος ( ) και υψηλή ισχύ (). Οι διόδους ανόρθωσης υψηλής ισχύος ονομάζονται δίοδοι ισχύος.

Τα ανορθωτικά στοιχεία χαμηλής ισχύος, τα οποία είναι διόδους ανορθωτών ημιαγωγών συνδεδεμένων σε σειρά, ονομάζονται ανορθωτές στήλες. Παράγονται επίσης μονάδες ανορθωτή στις οποίες οι δίοδοι ανορθωτή συνδέονται σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο κύκλωμα (για παράδειγμα, γέφυρα).

Οι διόδους ανορθωτών ημιαγωγών είναι ικανές να λειτουργούν σε συχνότητες 50... 10 5 Hz (δίοδοι ισχύος - σε συχνότητες 50 Hz), δηλαδή είναι χαμηλής συχνότητας.

Δίοδοι υψηλής συχνότητας.Οι δίοδοι υψηλής συχνότητας περιλαμβάνουν διόδους ημιαγωγών που μπορούν να λειτουργούν σε συχνότητες έως και 300 MHz. Οι δίοδοι που λειτουργούν σε συχνότητες πάνω από 300 MHz ονομάζονται υπερυψηλές συχνότητες (μικροκύματα).

Καθώς αυξάνεται η συχνότητα, αυξάνεται η διακλάδωση της διαφορικής αντίστασης του EHP με αντίστροφη πόλωση από την χωρητικότητα φόρτισης. Αυτό οδηγεί σε μείωση της αντίστροφης αντίστασης και επιδείνωση των ιδιοτήτων ανόρθωσης της διόδου. Δεδομένου ότι η τιμή της χωρητικότητας φόρτισης είναι ανάλογη με την περιοχή του EAF, για να μειωθεί είναι απαραίτητο να μειωθεί η περιοχή του EAF.

Οι δίοδοι μικροκράματος έχουν μικρή περιοχή διασταύρωσης, αλλά... Το μειονέκτημα είναι η συσσώρευση φορέων μειοψηφίας φορτίου στη βάση, οι οποίοι εγχέονται σε αυτήν όταν η δίοδος είναι απευθείας ενεργοποιημένη. Αυτό περιορίζει την απόδοση (εύρος συχνοτήτων) των διόδων μικροκράματος.

Οι σημειακές δίοδοι που μπορούν να λειτουργούν στην περιοχή μικροκυμάτων έχουν καλύτερη απόδοση και, επομένως, υψηλότερες συχνότητες. Στο σχεδιασμό τους, ένα μεταλλικό ελατήριο με διάμετρο περίπου 0,1 mm πιέζεται με την άκρη του πάνω σε ένα κρύσταλλο ημιαγωγών. Το υλικό του ελατηρίου επιλέγεται έτσι ώστε η συνάρτηση εργασίας των ηλεκτρονίων από αυτό να είναι μεγαλύτερη από ό,τι από τον ημιαγωγό. Σε αυτή την περίπτωση, ένα στρώμα μπλοκαρίσματος σχηματίζεται στη διεπαφή μετάλλου-ημιαγωγού, που ονομάζεται φράγμα Schottky - που πήρε το όνομά του από τον Γερμανό επιστήμονα που μελέτησε αυτό το φαινόμενο. Οι δίοδοι των οποίων η λειτουργία βασίζεται στις ιδιότητες του φράγματος Schottky ονομάζονται δίοδοι Schottky. Σε αυτά το ηλεκτρικό ρεύμα μεταφέρεται από τους πλειοψηφικούς φορείς φορτίου, με αποτέλεσμα να μην υπάρχουν φαινόμενα έγχυσης και συσσώρευσης μειοψηφικών φορέων φορτίου.

Οι δίοδοι υψηλής συχνότητας και μικροκυμάτων χρησιμοποιούνται για την ανόρθωση ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας (ανορθωτής), ανίχνευσης (ανιχνευτής), ελέγχου στάθμης ισχύος (εναλλαγή), πολλαπλασιασμού συχνότητας (πολλαπλασιασμός) και άλλων μη γραμμικών μετασχηματισμών ηλεκτρικών σημάτων.

Varicaps.Οι Varicaps είναι δίοδοι ημιαγωγών των οποίων η δράση βασίζεται στην εξάρτηση της χωρητικότητας από την αντίστροφη τάση. Τα Varicaps χρησιμοποιούνται ως στοιχείο με ηλεκτρικά ελεγχόμενη χωρητικότητα.

Η φύση της εξάρτησης φαίνεται στο Σχ. 2.3, α. Αυτή η εξάρτηση ονομάζεται χαρακτηριστικό χωρητικότητας-τάσης ενός varicap. Βασικές παράμετροι

Τα varicaps είναι:

ονομαστική χωρητικότητα μετρημένη σε δεδομένη αντίστροφη τάση.

συντελεστής επικάλυψης χωρητικότητας Kc, που προσδιορίζεται από την αναλογία των χωρητικοτήτων varicap σε δύο τιμές αντίστροφης τάσης.

μέγιστη επιτρεπόμενη αντίστροφη τάση.

Ο συντελεστής ποιότητας Q B ορίζεται ως ο λόγος της αντίδρασης varicap προς την αντίσταση απώλειας.

Ημιαγωγικές δίοδοι zener.Μια δίοδος zener ημιαγωγών είναι μια δίοδος ημιαγωγών, η τάση της οποίας διατηρείται με μια ορισμένη ακρίβεια όταν το ρεύμα που διέρχεται από αυτήν αλλάζει σε μια δεδομένη περιοχή. Έχει σχεδιαστεί για να σταθεροποιεί την τάση σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος.

Το χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης της διόδου zener φαίνεται στο Σχ. 2.4, α, και το σύμβολο βρίσκεται στο Σχ. 2.4, β.

Εάν δημιουργηθεί ένα EDP και στις δύο πλευρές μιας γκοφρέτας πυριτίου, θα λάβετε μια δίοδο zener με ένα συμμετρικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης - μια συμμετρική δίοδο zener (Εικ. 2.4, γ).

Το τμήμα εργασίας της διόδου zener είναι το τμήμα της ηλεκτρικής βλάβης. Όταν το ρεύμα που διαρρέει τη δίοδο zener αλλάζει από τιμή σε τιμή. Η τάση σε αυτό διαφέρει ελάχιστα από την τιμή Η χρήση των διόδων zener βασίζεται σε αυτήν την ιδιότητα.

Η αρχή λειτουργίας ενός σταθεροποιητή τάσης σε μια δίοδο zener πυριτίου (Εικ. 2.4, d) είναι ότι όταν αλλάζει η τάση U VX, το ρεύμα που ρέει μέσω της δίοδος zener αλλάζει και η τάση στη δίοδο zener και το φορτίο R συνδέεται παράλληλα με αυτό πρακτικά δεν αλλάζει.

Οι κύριες παράμετροι των διόδων zener πυριτίου είναι:

τάση σταθεροποίησης U st;

ελάχιστα και μέγιστα ρεύματα σταθεροποίησης.

μέγιστη επιτρεπόμενη απαγωγή ισχύος

διαφορική αντίσταση στο τμήμα σταθεροποίησης ;

συντελεστής θερμοκρασίας τάσης στο τμήμα σταθεροποίησης

Στις σύγχρονες διόδους zener, η τάση σταθεροποίησης κυμαίνεται από 1 έως 1000 V με ρεύματα σταθεροποίησης από 1 mA έως 2 A. Για τη σταθεροποίηση τάσεων μικρότερες από 1 V, χρησιμοποιείται ο άμεσος κλάδος του χαρακτηριστικού I-V μιας διόδου πυριτίου, που ονομάζεται σταθεροποιητής. . Για τις διόδους zener B. Συνδέοντας διόδους zener (ή σταθεροποιητές) σε σειρά, μπορείτε να αποκτήσετε την απαιτούμενη τάση σταθεροποίησης.

Η διαφορική αντίσταση στο τμήμα σταθεροποίησης είναι περίπου σταθερή και για τις περισσότερες διόδους zener είναι 0,5...200 Ohm. Ο συντελεστής θερμοκρασίας της τάσης μπορεί να είναι θετικός (για διόδους zener με ) και αρνητικός (για διόδους zener με U CT< 6 В) и для большинства стабилитронов находится в пределах (- 0,5... + 0,2) %/°С.

ΔΙΠΟΛΙΚΑ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

Ένα διπολικό τρανζίστορ (BT) ή απλά ένα τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών με δύο αλληλεπιδρώντες EDP και τρεις ή περισσότερους ακροδέκτες, οι ιδιότητες ενίσχυσης των οποίων καθορίζονται από τα φαινόμενα έγχυσης και εξαγωγής φορέων μειοψηφίας φορτίου.

Οι ενώσεις ηλεκτρονίων-οπών σχηματίζονται μεταξύ τριών περιοχών ενός ημιαγωγού με διαφορετικούς τύπους ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Σύμφωνα με τη σειρά εναλλαγής των περιοχών p- και n, τα BT χωρίζονται σε τρανζίστορ τύπου p-p-p και τρανζίστορ τύπου p-p-p (Εικ. 2.5).

Η μεσαία περιοχή του τρανζίστορ ονομάζεται βάση, η μία ακραία περιοχή είναι ο πομπός (Ε) και η άλλη είναι ο συλλέκτης (Κ). Συνήθως η συγκέντρωση των ακαθαρσιών στον πομπό είναι μεγαλύτερη από ότι στον συλλέκτη. Σε ένα p-p-p τύπου BT, η βάση έχει ηλεκτρική αγωγιμότητα τύπου p και ο πομπός και ο συλλέκτης είναι τύπου n.

Το EDP που σχηματίζεται μεταξύ του πομπού και της βάσης ονομάζεται εκπομπός και μεταξύ βάσης και συλλέκτη - συλλέκτη.

Τρόποι λειτουργίας τρανζίστορ.Ανάλογα με τη μέθοδο σύνδεσης του εκπομπού και του συλλέκτη EDP με πηγές ισχύος, το διπολικό τρανζίστορ μπορεί να λειτουργήσει σε έναν από τους τέσσερις τρόπους: αποκοπής, κορεσμός, ενεργός και αντίστροφος.

Τα EAF εκπομπού και συλλέκτη στη λειτουργία αποκοπής (Εικ. 2.6, α) μετατοπίζονται προς την αντίστροφη κατεύθυνση και στη λειτουργία κορεσμού (Εικ. 2.6, 6) - προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός. Το ρεύμα συλλέκτη σε αυτούς τους τρόπους λειτουργίας είναι πρακτικά ανεξάρτητο από την τάση και το ρεύμα του εκπομπού.

Οι λειτουργίες αποκοπής και κορεσμού χρησιμοποιούνται κατά τη λειτουργία BT σε παλμικές και βασικές συσκευές.

Όταν το τρανζίστορ λειτουργεί στην ενεργή λειτουργία, η διασταύρωση εκπομπού του μετατοπίζεται προς την εμπρός κατεύθυνση και η διασταύρωση συλλέκτη στην αντίθετη κατεύθυνση (Εικ. 2.6, γ).

Υπό την επίδραση της άμεσης τάσης 11e, ένα ρεύμα ρέει στο κύκλωμα εκπομπού, δημιουργώντας ρεύματα συλλέκτη και βάσης, έτσι

Το ρεύμα συλλέκτη περιέχει δύο στοιχεία: ελεγχόμενο, ανάλογο με το ρεύμα εκπομπού και μη ελεγχόμενο, που δημιουργείται από τη μετατόπιση των μειοψηφικών φορέων μέσω της ανάστροφης πολωμένης διασταύρωσης συλλέκτη. Ο συντελεστής αναλογικότητας ονομάζεται στατικός συντελεστής μεταφοράς του ρεύματος εκπομπού. Για τα περισσότερα σύγχρονα BT κι αλλα.

Το ρεύμα βάσης περιλαμβάνει μια συνιστώσα ανασυνδυασμού, που προκαλείται από τα ηλεκτρόνια που εισέρχονται στη βάση για να αντισταθμίσουν το θετικό φορτίο των οπών που ανασυνδυάζονται στη βάση, και μια μη ελεγχόμενη συνιστώσα του ρεύματος συλλέκτη, έτσι ώστε

Όταν χρησιμοποιείτε ένα BT ως στοιχείο ενίσχυσης, ένας από τους ακροδέκτες πρέπει να είναι κοινός στα κυκλώματα εισόδου και εξόδου. Στο διάγραμμα που φαίνεται στο Σχ. 2.6, c, το κοινό ηλεκτρόδιο είναι η βάση. Ένα τέτοιο κύκλωμα σύνδεσης BT ονομάζεται κύκλωμα κοινής βάσης (CB) και συνήθως απεικονίζεται όπως φαίνεται στο Σχ. 2.7, α. Εκτός από το κύκλωμα OB, στην πράξη χρησιμοποιούνται επίσης κυκλώματα με κοινό πομπό (CE) και κοινό συλλέκτη (CC).

Στο κύκλωμα OE (Εικ. 2.7, β), η σχέση μεταξύ των ρευμάτων εξόδου και εισόδου καθορίζεται από την εξίσωση

Ο συντελεστής ονομάζεται συντελεστής μεταφοράς ρεύματος στατικής βάσης. Σχετίζεται με την αναλογία

Στο οι τιμές είναι στην περιοχή 19...99.

Το εξάρτημα αντιπροσωπεύει το αντίστροφο (μη ελεγχόμενο) ρεύμα συλλέκτη στο κύκλωμα OE. Αυτό το ρεύμα συνδέεται με το αντίστροφο ρεύμα στο κύκλωμα

Σχετικά με την αναλογία

Από τη σχέση (2.4) προκύπτει ότι το αντίστροφο ρεύμα συλλέκτη στο κύκλωμα ΟΕ είναι πολύ μεγαλύτερο από ότι στο κύκλωμα OB. Αυτό σημαίνει ότι μια αλλαγή της θερμοκρασίας στο κύκλωμα ΟΕ έχει μεγαλύτερη επίδραση στη μεταβολή των ρευμάτων (και επομένως στις αλλαγές στα στατικά χαρακτηριστικά και παραμέτρους) από ό,τι στο κύκλωμα OB. Αυτό είναι ένα από τα μειονεκτήματα της συμπερίληψης της BT στο σύστημα OE.

Όταν ενεργοποιείτε το BT σύμφωνα με το σχήμα OK. (Εικ. 2.7, γ) η σύνδεση μεταξύ των ρευμάτων εξόδου και εισόδου καθορίζεται από τη σχέση

Από τη σύγκριση των παραστάσεων (2.2) και (2.5) προκύπτει ότι οι εξαρτήσεις μεταξύ των ρευμάτων εισόδου και εξόδου του BT στα κυκλώματα OE και OK είναι περίπου ίδιες. Αυτό σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε τα ίδια χαρακτηριστικά και παραμέτρους για τον υπολογισμό των κυκλωμάτων ΟΕ και ΟΚ.

Ο αντίστροφος τρόπος λειτουργίας διαφέρει από τον ενεργό τρόπο λειτουργίας λόγω της αντίθετης πολικότητας των τάσεων που εφαρμόζονται στον πομπό και τον συλλέκτη του EAF.

Στατικά χαρακτηριστικά.Τα στατικά χαρακτηριστικά εκφράζουν πολύπλοκες σχέσεις μεταξύ ρευμάτων και τάσεων

τα ηλεκτρόδια του τρανζίστορ και εξαρτώνται από τη μέθοδο σύνδεσής του.

Στο Σχ. 2.8, το a δείχνει μια οικογένεια χαρακτηριστικών εισόδου ενός BT τύπου n - p - n, συνδεδεμένου σύμφωνα με το κύκλωμα OE, που εκφράζουν την εξάρτηση στο . Όταν το χαρακτηριστικό εισόδου είναι

άμεσος κλάδος του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης του πομπού EHP. Όταν η τάση του συλλέκτη είναι θετική, το χαρακτηριστικό εισόδου μετατοπίζεται προς τα δεξιά.

Τα χαρακτηριστικά εξόδου (Εικ. 2.8, β) αντικατοπτρίζουν την εξάρτηση στο . Το απότομο τμήμα των χαρακτηριστικών αντιστοιχεί στη λειτουργία κορεσμού και το επίπεδο τμήμα αντιστοιχεί στον ενεργό τρόπο λειτουργίας. Η σχέση μεταξύ του συλλέκτη και των ρευμάτων βάσης σε μια επίπεδη τομή καθορίζεται από την έκφραση (2.2).

Μικρές παράμετροι σήματος στατικής λειτουργίας.Όταν ένα τρανζίστορ λειτουργεί σε λειτουργία ενίσχυσης, οι ιδιότητές του καθορίζονται από παραμέτρους μικρού σήματος, για τις οποίες το τρανζίστορ μπορεί να θεωρηθεί γραμμικό στοιχείο. Στην πράξη, οι υβριδικές παράμετροι μικρού σήματος ή οι παράμετροι h χρησιμοποιούνται ευρέως. Τα ρεύματα και οι τάσεις σε μικρά πλάτη μεταβλητών στοιχείων στο σύστημα παραμέτρων h σχετίζονται με τις ακόλουθες σχέσεις:

- αντίσταση εισόδου.

- συντελεστής ανάδρασης τάσης

- Συντελεστής μεταφοράς συνεχούς ρεύματος.

- αγωγιμότητα εξόδου.

Οι παράμετροι και μετρώνται στη λειτουργία βραχυκυκλώματος του κυκλώματος εξόδου, και οι παράμετροι και μετρώνται στην κατάσταση αδράνειας του κυκλώματος εισόδου. Αυτές οι λειτουργίες είναι εύκολο να εφαρμοστούν. Οι τιμές των παραμέτρων h εξαρτώνται από τη μέθοδο ενεργοποίησης του τρανζίστορ και σε χαμηλές συχνότητες μπορούν να προσδιοριστούν από στατικά χαρακτηριστικά. Σε αυτή την περίπτωση, τα πλάτη των μικρών ρευμάτων και τάσεων αντικαθίστανται από αυξήσεις. Έτσι, για παράδειγμα, όταν ένα τρανζίστορ είναι ενεργοποιημένο σύμφωνα με ένα κύκλωμα με ένα OE, οι τύποι για τις παραμέτρους και , που προσδιορίζονται από τα χαρακτηριστικά εισόδου στο σημείο Α (Εικ. 2.8, α), γράφονται με τη μορφή:

Οι παράμετροι και καθορίζονται από τα χαρακτηριστικά εξόδου (Εικ. 2.8, β) χρησιμοποιώντας τους τύπους:

Οι παράμετροι - προσδιορίζονται ομοίως όταν το τρανζίστορ είναι ενεργοποιημένο σύμφωνα με το κύκλωμα με OB.

Οι παράμετροι μικρού σήματος ονομάζονται συνεπώς συντελεστές μεταφοράς του ρεύματος εκπομπού και του ρεύματος βάσης. Χαρακτηρίζουν τις ιδιότητες ενίσχυσης του τρανζίστορ ως προς το ρεύμα για εναλλασσόμενα σήματα και οι τιμές τους εξαρτώνται από τον τρόπο λειτουργίας του τρανζίστορ και από τη συχνότητα των ενισχυμένων σημάτων. Έτσι, με την αύξηση της συχνότητας, το μέτρο του συντελεστή μεταφοράς ρεύματος βάσης μειώνεται

Η συχνότητα με την οποία μειώνεται κατά ένα συντελεστή της τιμής του σε χαμηλή συχνότητα ονομάζεται οριακή συχνότητα μετάδοσης ρεύματος βάσης και ορίζεται . Η συχνότητα με την οποία μειώνεται στο 1 ονομάζεται συχνότητα αποκοπής BT και ορίζεται . Με βάση την τιμή της συχνότητας αποκοπής, τα τρανζίστορ χωρίζονται σε χαμηλής συχνότητας, μεσαίας συχνότητας, υψηλής συχνότητας και υπερ-υψηλής συχνότητας.

ΘΥΡΙΣΤΟΡΕΣ

Το θυρίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών με δύο σταθερές καταστάσεις, η οποία έχει τρεις ή περισσότερες μεταβάσεις και μπορεί να αλλάξει από μια κλειστή σε μια ανοιχτή κατάσταση και αντίστροφα.

Τα θυρίστορ με δύο ακροδέκτες ονομάζονται δίοδοι ή δινίστορ και αυτά με τρεις ακροδέκτες ονομάζονται τρίοδοι ή θυρίστορ.

Dinistors.Η δομή του dinstor αποτελείται από τέσσερις περιοχές ημιαγωγών με εναλλασσόμενους τύπους ηλεκτρικής αγωγιμότητας , μεταξύ των οποίων σχηματίζονται τρεις ΕΔΠ. Οι ακραίοι EDP είναι εκπομποί και ο μεσαίος είναι συλλέκτης. Η περιοχή ονομάζεται πομπός ή άνοδος, η περιοχή ονομάζεται κάθοδος.

Η σύνδεση της ανόδου του δινιστόρ με τον θετικό πόλο μιας εξωτερικής πηγής και της καθόδου στον αρνητικό, αντιστοιχεί στην άμεση σύνδεση του δινιστόρ. Όταν αντιστραφεί η πολικότητα της τάσης της πηγής, εμφανίζεται αντίστροφη μεταγωγή.

Όταν συνδέεται απευθείας, το dinistor μπορεί να αναπαρασταθεί ως συνδυασμός δύο τρανζίστορ p - n - p και n - p - n (Εικ. 2.9, α) με συντελεστές μεταφοράς ρεύματος εκπομπού και .

Το ρεύμα που διαρρέει το δινιστόρ περιέχει το εξάρτημα έγχυσης οπής του τρανζίστορ, το εξάρτημα ηλεκτρονικής έγχυσης του τρανζίστορ και το αντίστροφο ρεύμα της διασταύρωσης συλλέκτη, δηλ.

Προς το παρόν, το dinstor είναι κλειστό. Στο αναπτύσσονται διεργασίες στο dinistor, οδηγώντας σε αύξηση σαν χιονοστιβάδα στα εξαρτήματα του ρεύματος έγχυσης και αλλαγή της διασταύρωσης συλλέκτη προς την εμπρός κατεύθυνση. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίσταση του δινιστόρ μειώνεται απότομα και η πτώση τάσης σε αυτό δεν υπερβαίνει τα 1-2 V. Η υπόλοιπη τάση της πηγής πέφτει κατά μήκος της περιοριστικής αντίστασης (Εικ. 2.9, β).

Όταν το dinistor είναι ξανά ενεργοποιημένο, ένα μικρό αντίστροφο ρεύμα ρέει μέσα από αυτό.

SCR.Ένα θυρίστορ διαφέρει από ένα δινιστόρ με την παρουσία πρόσθετης εξόδου ελέγχου από την περιοχή βάσης (Εικ. 2.10, α). Το συμπέρασμα μπορεί να γίνει από οποιαδήποτε βάση. Δημιουργείται μια πηγή συνδεδεμένη σε αυτήν την καρφίτσα

ρεύμα ελέγχου, το οποίο αθροίζεται στο κύριο ρεύμα. Ως αποτέλεσμα, το θυρίστορ μεταβαίνει από κλειστή σε ανοιχτή κατάσταση σε χαμηλότερη τιμή U a (Εικ. 2.10, β).

Σε δομές πέντε επιπέδων Εκτελώντας κατάλληλα τις ακραίες περιοχές, μπορείτε να αποκτήσετε ένα συμμετρικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης (Εικ. 2.10, γ). Ένα τέτοιο θυρίστορ ονομάζεται συμμετρικό. Μπορεί να είναι δίοδος (diac) ή τρίοδος (triac).

Το θυρίστορ απενεργοποιείται μειώνοντας (ή διακόπτοντας) το ρεύμα ανόδου ή αλλάζοντας την πολικότητα της τάσης της ανόδου.

Τα θυρίστορ που εξετάζονται ονομάζονται μη κλειδωμένα. Υπάρχουν επίσης θυρίστορ απενεργοποίησης, τα οποία μπορούν να αλλάξουν από ανοιχτό σε κλειστό αλλάζοντας το ρεύμα του ηλεκτροδίου ελέγχου. Διαφέρουν από αυτά που δεν κλειδώνουν στο σχεδιασμό.

Παράμετροι θυρίστορ.Οι κύριες παράμετροι των θυρίστορ είναι:

τάση ενεργοποίησης?

ρεύμα ελέγχου ξεκλειδώματος.

ρεύμα απενεργοποίησης ;

παραμένουσα τάση U np ;

χρόνος ενεργοποίησης t.

χρόνος διακοπής λειτουργίας ;

χρόνος καθυστέρησης t 3 ;

μέγιστοι ρυθμοί ανόδου της μπροστινής τάσης (du/dt) max και του ρεύματος (di/dl) max.

Τα θυρίστορ χρησιμοποιούνται ευρέως σε ελεγχόμενους ανορθωτές, μετατροπείς DC-AC (inverters), σταθεροποιητές τάσης,

ως διακόπτες ανέπαφων, σε ηλεκτροκινητήρες, συσκευές αυτοματισμού, τηλεμηχανική, τεχνολογία υπολογιστών κ.λπ.

Τα σύμβολα των θυρίστορ φαίνονται στο Σχ. 2.11.

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΠΕΔΙΟΥ

Ένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου (FET) είναι μια συσκευή ημιαγωγών της οποίας οι ιδιότητες ενίσχυσης καθορίζονται από τη ροή των κύριων φορέων φορτίου του ίδιου σημείου που ρέουν μέσω ενός αγώγιμου καναλιού και που ελέγχεται από ένα ηλεκτρικό πεδίο.

Το ηλεκτρόδιο ελέγχου, που απομονώνεται από το κανάλι, ονομάζεται πύλη. Με βάση τη μέθοδο μόνωσης της πύλης, τα τρανζίστορ πεδίου χωρίζονται σε τρεις τύπους:

1) με μια διασταύρωση p-n ελέγχου ή με μια πύλη p-t.

2) με μεταλλική πύλη ημιαγωγών ή με πύλη Schottky.

3) με μονωμένο παντζούρι.

Τρανζίστορ εφέ πεδίου με p- n - κλείστροΣε ένα τρανζίστορ πεδίου με πύλη p-n (Εικ. 2.12), το κανάλι τύπου n απομονώνεται από το υπόστρωμα και την πύλη p-n

κινήσεις, οι οποίες λόγω εκπλήρωσης της προϋπόθεσης διαμορφώνονται κυρίως στο κανάλι. Όταν το πάχος του καναλιού είναι μεγαλύτερο και η αντίστασή του είναι ελάχιστη. Εάν εφαρμοστεί αρνητική τάση στην πύλη σε σχέση με την πηγή, τότε οι συνδέσεις p-n θα επεκταθούν, το πάχος του καναλιού θα μειωθεί και η αντίστασή του θα αυξηθεί. Επομένως, εάν μια πηγή τάσης είναι συνδεδεμένη μεταξύ της πηγής και της αποστράγγισης, τότε το ρεύμα Ic που ρέει μέσω του καναλιού μπορεί να ελεγχθεί αλλάζοντας την αντίσταση του καναλιού χρησιμοποιώντας την τάση που εφαρμόζεται στην πύλη. Η λειτουργία ενός PT με πύλη p-n βασίζεται σε αυτήν την αρχή.

Τα κύρια στατικά χαρακτηριστικά ενός PT με πύλη p-n είναι τα χαρακτηριστικά μεταφοράς (drain-gate) και εξόδου (drain) (Εικ. 2.13).

Η τάση πύλης στην οποία το κανάλι είναι εντελώς φραγμένο και το ρεύμα αποστράγγισης μειώνεται στα δέκατα του μικροαμπέρ ονομάζεται τάση αποκοπής και ορίζεται .

Το ρεύμα αποστράγγισης στο U 3I = 0 ονομάζεται αρχικό ρεύμα αποστράγγισης.

Τα χαρακτηριστικά εξόδου περιέχουν απότομες ή ωμικές και επίπεδες περιοχές. Η επίπεδη περιοχή ονομάζεται επίσης περιοχή κορεσμού ή περιοχή επικάλυψης καναλιών.

Το ρεύμα αποστράγγισης που διαρρέει το κανάλι δημιουργεί μια πτώση τάσης στην κατανεμημένη αντίστασή του, η οποία αυξάνει τις αντίστροφες τάσεις της πύλης καναλιού και του υποστρώματος καναλιού, γεγονός που οδηγεί σε μείωση του πάχους του καναλιού. Οι αντίστροφες τάσεις φτάνουν τη μέγιστη τιμή τους στο όριο με την αποστράγγιση και σε αυτή την περιοχή η στένωση του καναλιού είναι μέγιστη (Εικ. 2.12). Σε μια συγκεκριμένη τιμή τάσης, και οι δύο συνδέσεις p-n κλείνουν στην περιοχή αποστράγγισης και το κανάλι επικαλύπτεται. Αυτή η τάση αποστράγγισης ονομάζεται τάση ανάφλεξης ή τάση κορεσμού (). Όταν εφαρμόζεται αντίστροφη τάση στην πύλη, εμφανίζεται ένα επιπλέον στένωση του καναλιού και το μπλοκάρισμα του γίνεται σε χαμηλότερη τιμή τάσης.

Τρανζίστορ εφέ πεδίου με πύλη Schottky.ΣΕ PTμε μια πύλη Schottky, η αντίσταση του καναλιού ελέγχεται αλλάζοντας, υπό την επίδραση της τάσης της πύλης, το πάχος της ανορθωτικής διασταύρωσης που σχηματίζεται στη διεπαφή μεταξύ του μετάλλου και του ημιαγωγού. Σε σύγκριση με μια σύνδεση p-n, μια ανορθωτική σύνδεση μετάλλου-ημιαγωγού επιτρέπει σε κάποιον να μειώσει σημαντικά το μήκος του καναλιού: έως 0,5...1 μm. Ταυτόχρονα, οι διαστάσεις ολόκληρης της δομής του FET μειώνονται σημαντικά, με αποτέλεσμα τα FET με φράγμα Schottky να μπορούν να λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες - έως 50...80 GHz.

Τρανζίστορ πεδίου με μονωμένη πύλη.Αυτά τα τρανζίστορ έχουν δομή μετάλλου-διηλεκτρικού-ημιαγωγού και ονομάζονται εν συντομία τρανζίστορ MOS. Εάν το οξείδιο του πυριτίου χρησιμοποιείται ως διηλεκτρικό, τότε ονομάζονται επίσης τρανζίστορ MOS.

Υπάρχουν δύο τύποι τρανζίστορ MOS: με επαγωγικά και με ενσωματωμένα κανάλια.

Σε τρανζίστορ MOS με επαγόμενο κανάλι τύπου p (Εικ. 2.14), οι περιοχές αποστράγγισης και πηγής τύπου p σχηματίζουν δύο περιοχές αντίθετου ρεύματος με την περιοχή n του υποστρώματος

Τα EAF είναι ενεργοποιημένα και όταν συνδέεται με αυτά μια πηγή οποιασδήποτε πολικότητας, δεν θα υπάρχει ρεύμα στο κύκλωμα. Εάν εφαρμοστεί αρνητική τάση στην πύλη σε σχέση με την πηγή και το υπόστρωμα, τότε σε επαρκή τιμή αυτής της τάσης στο στρώμα κοντά στην επιφάνεια του ημιαγωγού που βρίσκεται κάτω από την πύλη, θα συμβεί αντιστροφή του τύπου ηλεκτρικής αγωγιμότητας και Οι περιοχές p της αποστράγγισης και της πηγής θα συνδέονται με ένα κανάλι τύπου p. Αυτή η τάση πύλης ονομάζεται τάση κατωφλίου και ορίζεται . Καθώς αυξάνεται η αρνητική τάση πύλης, αυξάνεται το βάθος διείσδυσης του στρώματος αναστροφής στον ημιαγωγό, το οποίο αντιστοιχεί σε αύξηση του πάχους του καναλιού και μείωση της αντίστασής του.

Τα χαρακτηριστικά μεταφοράς και εξόδου ενός τρανζίστορ MOS με επαγόμενο κανάλι τύπου p παρουσιάζονται στο Σχήμα. 2.15. Η πτώση τάσης στην αντίσταση του καναλιού μειώνει την τάση μεταξύ της πύλης

και πάχος καναλιού και καναλιού. Η μεγαλύτερη στένωση του καναλιού θα είναι στην αποχέτευση, όπου η τάση είναι χαμηλότερη .

Στα τρανζίστορ MOS με ενσωματωμένο κανάλι μεταξύ των περιοχών αποστράγγισης και πηγής, δημιουργείται ήδη στο στάδιο της κατασκευής ένα λεπτό στρώμα κοντά στην επιφάνεια (κανάλι) με τον ίδιο τύπο ηλεκτρικής αγωγιμότητας με την αποστράγγιση και την πηγή. Επομένως, σε τέτοια τρανζίστορ, το ρεύμα αποστράγγισης, που ονομάζεται αρχικό ρεύμα, ρέει στο .

Τα χαρακτηριστικά στατικής εξόδου και μεταφοράς ενός τρανζίστορ MOS με ενσωματωμένο κανάλι τύπου p φαίνονται στην Εικ. 2.16.

Διαφορικές παράμετροι PT.Εκτός από τις παραμέτρους που συζητήθηκαν παραπάνω, οι ιδιότητες του PT χαρακτηρίζονται από διαφορικές παραμέτρους: η κλίση του χαρακτηριστικού μεταφοράς ή η κλίση του PT. διαφορική αντίσταση και στατικό κέρδος.

Η κλίση του PT at χαρακτηρίζει τις ιδιότητες ενίσχυσης του τρανζίστορ και για τα τρανζίστορ χαμηλής ισχύος είναι συνήθως αρκετά mA/V.

Η διαφορική αντίσταση στο αντιπροσωπεύει την αντίσταση του καναλιού DC στο εναλλασσόμενο ρεύμα.

Η κλίση του PT μπορεί να προσδιοριστεί από τα χαρακτηριστικά στατικής εξόδου ή μεταφοράς (Εικ. 2.16) με βάση την έκφραση

και η διαφορική αντίσταση - σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά εξόδου σύμφωνα με την έκφραση

Στατικό κέρδος Το at υπολογίζεται συνήθως χρησιμοποιώντας τον τύπο.

Τα συμβατικά γραφικά σύμβολα των τρανζίστορ φαινομένου πεδίου φαίνονται στο Σχ. 2.17.

Τα τρανζίστορ πεδίου χρησιμοποιούνται σε ενισχυτές με υψηλή αντίσταση εισόδου, διακόπτες και λογικές συσκευές, καθώς και σε ελεγχόμενους εξασθενητές ως στοιχείο του οποίου η αντίσταση αλλάζει υπό την επίδραση της τάσης ελέγχου.

Σχετική πληροφορία.

1. Ημιαγωγοί: θεωρία και ιδιότητες

2. Βασικές συσκευές ημιαγωγών (Δομή και εφαρμογή)

3. Τύποι συσκευών ημιαγωγών

4. Παραγωγή

5. Πεδίο εφαρμογής

1. Ημιαγωγοί: θεωρία και ιδιότητες

Πρώτα πρέπει να εξοικειωθείτε με τον μηχανισμό αγωγιμότητας στους ημιαγωγούς. Και για να γίνει αυτό, πρέπει να κατανοήσετε τη φύση των δεσμών που συγκρατούν τα άτομα ενός κρυστάλλου ημιαγωγών το ένα κοντά στο άλλο. Για παράδειγμα, σκεφτείτε έναν κρύσταλλο πυριτίου.

Το πυρίτιο είναι ένα τετρασθενές στοιχείο. Αυτό σημαίνει ότι στο εξωτερικό

το κέλυφος ενός ατόμου έχει τέσσερα ηλεκτρόνια, σχετικά ασθενώς συνδεδεμένα

με πυρήνα. Ο αριθμός των πλησιέστερων γειτόνων κάθε ατόμου πυριτίου είναι επίσης ίσος με

τέσσερα. Η αλληλεπίδραση ενός ζεύγους γειτονικών ατόμων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας

παιονοηλεκτρονικός δεσμός που ονομάζεται ομοιοπολικός δεσμός. Στην εκπαίδευση

αυτός ο δεσμός από κάθε άτομο περιλαμβάνει ένα ηλεκτρόνιο σθένους, συν-

που αποσπώνται από τα άτομα (συλλογικοποιούνται από τον κρύσταλλο) και πότε

στην κίνησή τους περνούν τον περισσότερο χρόνο τους στο ενδιάμεσο διάστημα

γειτονικά άτομα. Το αρνητικό τους φορτίο συγκρατεί τα θετικά ιόντα πυριτίου το ένα κοντά στο άλλο. Κάθε άτομο σχηματίζει τέσσερις δεσμούς με τους γείτονές του,

και οποιοδήποτε ηλεκτρόνιο σθένους μπορεί να κινηθεί κατά μήκος ενός από αυτά. Έχοντας φτάσει σε ένα γειτονικό άτομο, μπορεί να προχωρήσει στο επόμενο και στη συνέχεια περαιτέρω κατά μήκος ολόκληρου του κρυστάλλου.

Τα ηλεκτρόνια σθένους ανήκουν σε ολόκληρο τον κρύσταλλο. Οι δεσμοί ζεύγους ηλεκτρονίων του πυριτίου είναι αρκετά ισχυροί και δεν σπάνε σε χαμηλές θερμοκρασίες. Επομένως, το πυρίτιο σε χαμηλές θερμοκρασίες δεν μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα. Τα ηλεκτρόνια σθένους που εμπλέκονται στη σύνδεση των ατόμων είναι σταθερά συνδεδεμένα με το κρυσταλλικό πλέγμα και το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο δεν έχει αισθητή επίδραση στην κίνησή τους.

Ηλεκτρονική αγωγιμότητα.

Όταν το πυρίτιο θερμαίνεται, η κινητική ενέργεια των σωματιδίων αυξάνεται και

οι μεμονωμένες συνδέσεις έχουν σπάσει. Μερικά ηλεκτρόνια αφήνουν τις τροχιές τους και γίνονται ελεύθερα, όπως τα ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο. Σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, κινούνται μεταξύ κόμβων πλέγματος, σχηματίζοντας ηλεκτρικό ρεύμα.

Η αγωγιμότητα των ημιαγωγών λόγω της παρουσίας ελεύθερων μετάλλων

Τα ηλεκτρόνια ονομάζονται αγωγιμότητα ηλεκτρονίων. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ο αριθμός των σπασμένων δεσμών, και επομένως των ελεύθερων ηλεκτρονίων, αυξάνεται. Όταν θερμαίνεται από 300 σε 700 K, ο αριθμός των δωρεάν φορέων φόρτισης αυξάνεται από 10,17 σε 10,24 1/m.3. Αυτό οδηγεί σε μείωση της αντίστασης.

Αγωγιμότητα οπών.

Όταν ένας δεσμός σπάσει, σχηματίζεται μια κενή θέση με ένα ηλεκτρόνιο που λείπει.

Λέγεται τρύπα. Η τρύπα έχει υπερβολικό θετικό φορτίο σε σύγκριση με άλλους, κανονικούς δεσμούς. Η θέση της οπής στον κρύσταλλο δεν είναι σταθερή. Η παρακάτω διαδικασία λαμβάνει χώρα συνεχώς. Ενας

από τα ηλεκτρόνια που εξασφαλίζουν τη σύνδεση των ατόμων, πηδά στον τόπο ανταλλαγής

σχημάτισε τρύπες και αποκαθιστά εδώ το ζεύγος-ηλεκτρονικό δεσμό.

και από εκεί που πήδηξε αυτό το ηλεκτρόνιο, σχηματίζεται μια νέα τρύπα. Έτσι

Έτσι, η τρύπα μπορεί να κινηθεί σε όλο τον κρύσταλλο.

Εάν η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο δείγμα είναι μηδέν, τότε η κίνηση των οπών, ισοδύναμη με την κίνηση των θετικών φορτίων, συμβαίνει τυχαία και επομένως δεν δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα. Παρουσία ηλεκτρικού πεδίου, εμφανίζεται μια διατεταγμένη κίνηση οπών, και έτσι, το ηλεκτρικό ρεύμα που σχετίζεται με την κίνηση των οπών προστίθεται στο ηλεκτρικό ρεύμα των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Η κατεύθυνση κίνησης των οπών είναι αντίθετη από την κατεύθυνση κίνησης των ηλεκτρονίων.

Έτσι, στους ημιαγωγούς υπάρχουν δύο τύποι φορέων φορτίου: ηλεκτρόνια και οπές. Επομένως, οι ημιαγωγοί δεν έχουν μόνο ηλεκτρονική αλλά και αγωγιμότητα οπών. Η αγωγιμότητα κάτω από αυτές τις συνθήκες ονομάζεται εγγενής αγωγιμότητα των ημιαγωγών. Η εγγενής αγωγιμότητα των ημιαγωγών είναι συνήθως χαμηλή, καθώς ο αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων είναι μικρός, για παράδειγμα, στο γερμάνιο σε θερμοκρασία δωματίου ne = 3 ανά 10 στα 23 cm σε –3. Ταυτόχρονα, ο αριθμός των ατόμων γερμανίου σε 1 κυβικό cm είναι περίπου 10 στα 23. Έτσι, ο αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων είναι περίπου το ένα δέκατο δισεκατομμυριοστό του συνολικού αριθμού των ατόμων.

Βασικό χαρακτηριστικό των ημιαγωγών είναι ότι

παρουσία ακαθαρσιών, μαζί με εγγενή αγωγιμότητα,

πρόσθετη - αγωγιμότητα ακαθαρσιών. Αλλαγή συγκέντρωσης

ακαθαρσίες, μπορείτε να αλλάξετε σημαντικά τον αριθμό των φορέων φόρτισης

ή άλλο σημάδι. Χάρη σε αυτό, είναι δυνατή η δημιουργία ημιαγωγών με

Η κυρίαρχη συγκέντρωση είναι είτε αρνητική είτε θετική

ισχυρά φορτισμένους φορείς. Αυτό το χαρακτηριστικό των ημιαγωγών έχει ανακαλυφθεί

παρέχει άφθονες ευκαιρίες για πρακτική εφαρμογή.

Ακαθαρσίες δότη.

Αποδεικνύεται ότι παρουσία ακαθαρσιών, για παράδειγμα ατόμων αρσενικού, ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, ο αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων αυξάνεται σε

πολλές φορές. Αυτό συμβαίνει για τον εξής λόγο. Τα άτομα αρσενικού έχουν πέντε ηλεκτρόνια σθένους, τέσσερα από τα οποία εμπλέκονται στη δημιουργία ενός ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ αυτού του ατόμου και των γύρω ατόμων, για παράδειγμα, με άτομα πυριτίου. Το πέμπτο ηλεκτρόνιο σθένους φαίνεται να είναι ασθενώς συνδεδεμένο με το άτομο. Φεύγει εύκολα από το άτομο αρσενικού και απελευθερώνεται. Η συγκέντρωση των ελεύθερων ηλεκτρονίων αυξάνεται σημαντικά και γίνεται χίλιες φορές μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε έναν καθαρό ημιαγωγό. Οι ακαθαρσίες που δίνουν εύκολα ηλεκτρόνια ονομάζονται ακαθαρσίες δότη και τέτοιοι ημιαγωγοί είναι ημιαγωγοί τύπου n. Σε έναν ημιαγωγό τύπου n, τα ηλεκτρόνια είναι οι κύριοι φορείς φορτίου και οι οπές είναι οι φορείς μειοψηφίας φορτίου.

Ακαθαρσίες δεκτών.

Εάν το ίνδιο, του οποίου τα άτομα είναι τρισθενή, χρησιμοποιείται ως ακαθαρσία, τότε αλλάζει η φύση της αγωγιμότητας του ημιαγωγού. Τώρα, για να σχηματίσει κανονικούς ζεύγους-ηλεκτρονικούς δεσμούς με τους γείτονές του, το άτομο του ινδίου δεν το κάνει

παίρνει ένα ηλεκτρόνιο. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται μια τρύπα. Ο αριθμός των οπών στον κρύσταλλο

Το ύψος είναι ίσο με τον αριθμό των ατόμων ακαθαρσίας. Αυτό το είδος ακαθαρσίας είναι

ονομάζονται αποδέκτης (λήπτης). Παρουσία ηλεκτρικού πεδίου

οι οπές αναμειγνύονται σε όλο το πεδίο και εμφανίζεται η αγωγιμότητα της οπής. Με-

ημιαγωγοί με υπεροχή αγωγιμότητας οπών έναντι ηλεκτρονίων

Ονομάζονται ημιαγωγοί τύπου p (από τη λέξη θετικός - θετικός).

2. Βασικές συσκευές ημιαγωγών (Δομή και εφαρμογή)

Υπάρχουν δύο βασικές συσκευές ημιαγωγών: η δίοδος και το τρανζίστορ.

Στις μέρες μας, οι δίοδοι χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο στους ημιαγωγούς για την ανόρθωση ηλεκτρικού ρεύματος σε ραδιοκυκλώματα, μαζί με τους λαμπτήρες δύο ηλεκτροδίων, καθώς έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα. Σε ένα σωλήνα κενού, τα ηλεκτρόνια φορέων φορτίου δημιουργούνται με θέρμανση της καθόδου. Σε μια σύνδεση p-n, σχηματίζονται φορείς φορτίου όταν ένας δέκτης ή ακαθαρσία δότη εισάγεται στον κρύσταλλο.Έτσι, δεν υπάρχει ανάγκη για μια πηγή ενέργειας για την απόκτηση φορέων φορτίου. Σε πολύπλοκα κυκλώματα, η εξοικονόμηση ενέργειας που προκύπτει από αυτό αποδεικνύεται πολύ σημαντική. Επιπλέον, οι ανορθωτές ημιαγωγών με τις ίδιες τιμές ανορθωμένου ρεύματος είναι πιο μικροσκοπικοί από τους ανορθωτές σωλήνων.

Γεια σε όλους τους αναγνώστες" Ραδιοκυκλώματα ", με λένε Ντίμα και σήμερα θα σας πω με απλά λόγια και τις ιδιότητές τους, καθώς και για τρανζίστορ και διόδους. Λοιπόν, ας ξεκινήσουμε, πρώτα, θυμηθείτε ποια ηλεκτρονικά στοιχεία έχετε συναντήσει; Και την αρχή λειτουργίας τους; Αν άρχισε αμέσως να μελετά διόδους και τρανζίστορ, τότε θα έχετε πολλές ερωτήσεις. Επομένως, είναι καλύτερο να ξεκινήσετε με το νόμο του Ohm και στη συνέχεια να προχωρήσετε σε απλούστερα σχέδια. Τα τρανζίστορ και οι δίοδοι δεν είναι πολύ απλά στοιχεία που έχουν την ιδιότητα ημιαγωγού.

Ξέρετε πώς λειτουργεί ένας απλός αγωγός - τίποτα περίπλοκο. Τα ηλεκτρόνια περνούν μέσα από το άτομο με μεγάλη ταχύτητα, προσκρούοντας μαζί τους. Σε αυτή την περίπτωση, δημιουργείται αντίσταση· αυτή τη λέξη την έχετε ήδη συναντήσει, φυσικά και την έχετε. Ο καλύτερος φίλος της Αντίστασης ονομάζεται αντίσταση. Μια αντίσταση είναι ένα παθητικό στοιχείο που έχει μεγαλύτερη αντίσταση από έναν κανονικό αγωγό. Εντάξει, ας προχωρήσουμε, πρέπει να μάθουμε τι είναι ημιαγωγός; Ένας ημιαγωγός έχει επιπλέον ηλεκτρόνια στον ατομικό του δεσμό, ονομάζονται ελεύθερα ηλεκτρόνια και υπάρχουν οπές. Οι οπές είναι κενοί χώροι όπου πρέπει να βρίσκονται τα ηλεκτρόνια. Το σχήμα 1 δείχνει την εσωτερική δομή των διατομικών δεσμών ενός ημιαγωγού.

Εικόνα 1. Εσωτερική δομή διατομικών δεσμών ενός ημιαγωγού.

Τώρα ας καταλάβουμε πώς ένας ημιαγωγός περνάει ρεύμα. Ας φανταστούμε ότι συνδέσαμε έναν ημιαγωγό σε ένα γαλβανικό στοιχείο, όπως μια κανονική μπαταρία. Το ρεύμα αρχίζει να μετακινείται από το συν στο μείον. Κατά τη διάρκεια θερμικών φαινομένων, τα ηλεκτρόνια που διέρχονται από τον ημιαγωγό αρχίζουν να αρπάζουν ηλεκτρόνια από τους διατομικούς δεσμούς. Εμφανίζονται οπές και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια συνοδεύονται από διέλευση ηλεκτρονίων από το γαλβανικό στοιχείο. Τα ίδια ηλεκτρόνια που πέφτουν στην οπή θα πηδήξουν, σαν να λέγαμε, μέσα σε αυτήν, αποκαθιστώντας τον διατομικό δεσμό. Με απλά λόγια, σε έναν ημιαγωγό, όταν εφαρμόζεται ρεύμα σε αυτόν, οι διατομικοί δεσμοί σπάνε, τα ηλεκτρόνια πετούν έξω και γίνονται ελεύθερα, άλλα γεμίζουν τις τρύπες που συναντούν στο δρόμο τους. Και αυτή η διαδικασία συνεχίζεται ατελείωτα. Το σχήμα 2 δείχνει την κίνηση των ηλεκτρονίων.

Εικόνα 2. Κίνηση και κατεύθυνση ηλεκτρονίων και οπών.

Δίοδοι ημιαγωγών

Έτσι, καταλάβαμε τι είναι ο ημιαγωγός και ποια είναι η αρχή λειτουργίας του. Τώρα ας περάσουμε στις διόδους, όχι στα πιο απλά ραδιοηλεκτρονικά στοιχεία. Μίλησα ήδη για τη διασταύρωση p-n παραπάνω. Τώρα πιο αναλυτικά: το p είναι θετικό (θετικό), το n είναι αρνητικό (αρνητικό, αρνητικό). Ας καταλάβουμε πώς κινούνται τα ηλεκτρόνια σε μια δίοδο. Φανταστείτε να συνδέσουμε ένα γαλβανικό στοιχείο, για παράδειγμα μια μπαταρία, ώστε να υπάρχει πολικότητα. Ω ναι - δεν καταλάβαμε την πολικότητα. Γνωρίζουμε ήδη τη δομή της διόδου: διασταύρωση p-n, p - θετική είναι η άνοδος, n - αρνητική είναι η κάθοδος. Υπάρχει μια λεπτή λευκή λωρίδα στο σώμα της διόδου - είναι πιο συχνά η κάθοδος, συνδέεται με το μείον και ο άλλος ακροδέκτης είναι η άνοδος, η οποία συνδέεται με το συν. Τώρα ας δούμε την κίνηση των ηλεκτρονίων. Έχουμε συνδέσει τα πολικά καλώδια της διόδου, τώρα προκύπτει ρεύμα. Τα ηλεκτρόνια της θετικής περιοχής αρχίζουν να κινούνται προς το μείον της μπαταρίας και τα ηλεκτρόνια της αρνητικής περιοχής αρχίζουν να κινούνται προς τη θετική, συναντώνται μεταξύ τους, τα ηλεκτρόνια φαίνεται να πηδούν σε τρύπες, ως αποτέλεσμα, και τα δύο σταμάτησαν να υπάρχει. Αυτή η ηλεκτρική αγωγιμότητα ονομάζεται ηλεκτρική αγωγιμότητα ηλεκτρονίων-οπών, τα ηλεκτρόνια κινούνται με μικρή αντίσταση, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3 (Α). Αυτό το ρεύμα ονομάζεται συνεχές ρεύμα Ipr, αλλά τι συμβαίνει αν αλλάξετε την πολικότητα έτσι ώστε η άνοδος να συνδεθεί στο μείον και η κάθοδος στο συν. Τι θα συμβεί? Η θετική περιοχή, με λίγα λόγια, οι οπές θα αρχίσουν να μετακινούνται στο μείον της μπαταρίας και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στο συν, ως αποτέλεσμα, θα εμφανιστεί μια μεγάλη περιοχή, σκιάζεται στο σχήμα 3 (Β). Αυτό το ρεύμα ονομάζεται αντίστροφο, το οποίο έχει πολύ υψηλή αντίσταση, που ξεπερνά τις αρκετές εκατοντάδες ohms, kilo-ohms και ακόμη και mega-ohms.

Λοιπόν, τακτοποιήσαμε τη διασταύρωση p-n, ας μιλήσουμε τώρα για τον σκοπό της διόδου. Οι δίοδοι χρησιμοποιούνται για δέκτες ανιχνευτών για τη δημιουργία παλμικού συνεχούς ρεύματος από εναλλασσόμενο ρεύμα. Τι είναι τελικά το εναλλασσόμενο ρεύμα; Ας θυμηθούμε. Εναλλασσόμενο ρεύμα είναι ένα ρεύμα που μπορεί να αλλάζει την κατεύθυνσή του κατά τη διάρκεια κάθε μισού κύκλου, μονάδα χρόνου. Πώς μπορεί μια δίοδος να κάνει το εναλλασσόμενο ρεύμα να πάλλεται; Να πώς: θυμάστε ότι μια δίοδος περνάει ρεύμα μόνο προς μία κατεύθυνση.

Εικόνα 3. Κίνηση ηλεκτρονίων αντίστροφου και εμπρός ρεύματος σε μια δίοδο.

Όταν το ρεύμα αρχίζει να κινείται από το συν στο μείον, ένα ρεύμα προς τα εμπρός περνάει αθόρυβα χωρίς μεγάλη αντίσταση, αλλά όταν το ρεύμα αρχίζει να κινείται από το μείον στο συν, προκύπτει ένα αντίστροφο ρεύμα, το οποίο η δίοδος δεν επιτρέπει να περάσει. Πιθανότατα έχετε δει ένα γράφημα εναλλασσόμενης τάσης· μια τέτοια κυματιστή γραμμή είναι ηλιοειδές. Εάν καλύψετε την κάτω γραμμή, θα έχετε ένα παλμικό ρεύμα. Αυτό σημαίνει ότι η δίοδος έχει κόψει το κάτω μέρος. Το ρεύμα θα κινείται μόνο προς μία κατεύθυνση - από το συν στο μείον. Το έπιασα? Τότε τώρα ας περάσουμε στα τρανζίστορ.

Τρανζίστορ βιοπολικών και φαινομένων πεδίου

Έτσι, φτάνουμε στα βιοπολικά τρανζίστορ και στα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου. Θα μελετήσουμε μόνο βιοπολικά τρανζίστορ και δεν θα αγγίξουμε τρανζίστορ φαινομένου πεδίου προς το παρόν - θα τα αφήσουμε στην άκρη για το επόμενο μάθημα. Τα βιοπολικά τρανζίστορ ονομάζονται μερικές φορές απλά τρανζίστορ. Γενικά, έχουμε ήδη μελετήσει τους ημιαγωγούς και τις ιδιότητές τους, καθώς και τη διασταύρωση διόδου και p-n. Τώρα ερχόμαστε σε μια πιο περίπλοκη δομή. Δομή? Νομίζετε τι είναι, έχουμε ήδη μελετήσει τη δομή της διόδου. Ας θυμηθούμε ότι η δομή είναι αρκετοί ημιαγωγοί που έχουν είτε αγωγιμότητα οπής είτε ηλεκτρονική αγωγιμότητα· αυτή η δομή είναι γνωστή ως διασταύρωση p-n. Ένα απλό (διπολικό) τρανζίστορ έχει δύο δομές. Αυτές είναι η δομή p-n-p και η δομή n-p-n. Αλλά δεν έχετε μελετήσει τα ευρήματα. Λοιπόν, φυσικά, ένα απλό τρανζίστορ, όπως ένα τρανζίστορ πεδίου, έχει τρεις ακροδέκτες. Μόνο ένα κανονικό τρανζίστορ έχει διαφορετικό όνομα για τους ακροδέκτες και διαφορετική αρχή λειτουργίας. Εντάξει, ας δούμε τη δομή pnp. Ο πρώτος ακροδέκτης είναι η βάση, η οποία έχει ρεύμα ελέγχου, ο δεύτερος ακροδέκτης είναι ο πομπός, αλληλεπιδρά με τη βάση και ο τρίτος ακροδέκτης είναι ο συλλέκτης, το αυξημένο ρεύμα αφαιρείται από αυτό. Τώρα ας προσδιορίσουμε πού βρίσκεται κάθε έξοδος και σε ποια περιοχή ανήκει. Ο πρώτος ακροδέκτης είναι η βάση, ανήκει στην ηλεκτρονική περιοχή, δηλαδή «n», μετά ο πομπός ανήκει στον θετικό πείρο, που βρίσκεται στα αριστερά της βάσης, και ο συλλέκτης ανήκει στον θετικό πείρο, που είναι στα δεξιά της βάσης.

Ας καταλάβουμε λοιπόν την αρχή λειτουργίας του τρανζίστορ. Εάν το ρεύμα κατευθύνεται στον πομπό και στη βάση, τότε θα έχετε μια διασταύρωση p-n, θα υπάρξει περίσσεια ηλεκτρονίων, ως αποτέλεσμα, ο συλλέκτης θα συλλέξει αυτή την ισχυρή ροή ηλεκτρονίων και το ρεύμα θα ενισχυθεί. Ξέχασα να πω - ένα τρανζίστορ, όπως μια δίοδος, μπορεί να είναι σε δύο καταστάσεις: κλειστό και ανοιχτό. Αυτό είναι όλο, έχουμε ασχοληθεί με τρανζίστορ και διόδους, ένα σχέδιο δύο δομών p-n-p και n-p-n φαίνεται παρακάτω.

Εικόνα 4. Δύο δομές τρανζίστορ: p-n-p και n-p-n.

Αυτό το άρθρο έχει τελειώσει, αν κάτι δεν είναι ξεκάθαρο, παρακαλώ επικοινωνήστε μαζί μου, θα σας το πω και θα απαντήσω. Αντίο σε όλους. ήμουν μαζί σου Ντμίτρι Τσίβτσιν.

Συζητήστε το άρθρο ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΚΑΙ ΔΙΟΔΕΣ