집 › 가게 › 반도체 다이오드와 트랜지스터를 비교해보세요. 반도체 다이오드 및 트랜지스터, 적용 분야

반도체 다이오드와 트랜지스터를 비교해보세요. 반도체 다이오드 및 트랜지스터, 적용 분야

반도체 다이오드하나의 전자-정공 접합과 양극과 음극에서 나오는 두 개의 리드가 있는 비신호 증폭 전자 소자라고 합니다.

다이오드는 전기 신호의 매개변수(정류, 안정화)를 변환하기 위해 전자 회로에 사용됩니다. 다이오드는 디자인이 다릅니다 ( 점, 평면) 그리고 다이어그램의 기호에 따라(기능적 목적에 따라).

동작 원리다이오드는 그것을 보여줍니다 볼트-암페어 특성,저것들. 적용된 전압에 대한 전류의 의존성(그림 1)에서 다이오드가 단방향 전도성(전류는 순방향으로 흐르고 역방향으로는 거의 흐르지 않습니다.)

다이오드는 전류원의 양극이 양극 A에 연결되고 전류원의 음극이 음극 K에 연결될 때 순방향으로 연결됩니다. 이는 첫 번째 사분면의 특성 분기에 해당합니다. 큰 순방향 전류가 다이오드를 통과합니다.

연결되면 뒤집다방향(플러스 - 캐소드, 마이너스 - 애노드)에서 다이오드를 통과하는 역전류 I OBR은 매우 작습니다(mkA).

이 경우 그림에서 볼 수 있듯이 직류 전류가 사용됩니다. 1, 다음에 크게 의존합니다. 온도환경(온도가 증가함에 따라 증가).

쌀. 1. 다이오드의 전류-전압 특성.

다이오드 특성:

고려되는 전류-전압 외에도 다이오드의 주요 특성은 다음과 같습니다.

최대 순방향 전류 나 등 ;

온도 저항 티 0 최대 ;

최대 역전압 유 KP .

DC 저항 아르 자형 0 = 유 등 / 나 등 ;

AC 저항 아르 자형 나 = Δ 유 등 / Δ 나 등 ;

전류-전압 특성의 기울기 에스 = Δ 나 등 / Δ 유 등 ;

양극에서의 전력 손실 피 ㅏ = 유 등 나 등 ;

다이오드 사용 영역: AC 정류; 전압 안정화; 광전지 장치 작업; 마이크로파 회로 등에서 작동합니다.

트랜지스터

트랜지스터 -두 개의 반도체 장치 r-p전환을 허용 향상시키다전기 신호이며 일반적으로 3개의 단자가 있습니다. 두 그룹으로 나누어집니다 - 양극성과 단극성(필드). 바이폴라 트랜지스터 연결을 위한 기본 회로 - 공통 베이스, 공통 이미터 및 공통 컬렉터 포함. 스위칭 회로의 유형에 따라 트랜지스터가 신호(전압, 전류 등)를 증폭하는 매개변수가 결정됩니다.

바이폴라 트랜지스터교번하는 유형의 전도성과 두 가지 유형의 전도성을 갖는 3층 구조의 반도체 장치입니다. r-p전기 신호의 증폭을 허용하고 3개의 출력을 갖습니다. 구별하다 정방향(p-n-p) 및 역방향(n-p-n)트랜지스터, 그 차이점은 극성전원 공급 장치를 연결합니다.

트랜지스터의 구성 요소는 해당 레이어에 해당하며 이름은 다음과 같습니다. 이미 터– 전하 방출기, 베이스– 기본 및 수집기– 전하 수집기. 레이어에는

다양한 전도성: 극한(이미터 및 컬렉터) - 구멍피, 그리고 그 사이에 위치한 베이스는 전자N(그림 2).

이미터 베이스 콜렉터

나음 나에게

입구출구

쌀. 2. 양극성 피- N- 피공통 베이스 회로에 따라 연결된 트랜지스터

트랜지스터의 작동 원리를 생각해 봅시다. 그림에서 볼 수 있듯이. 2, 트랜지스터에는 두 개의 접합이 있습니다. 피- N그리고 N- 피. 첫 번째 전환( 피- N) 포함 된 직접방향, 즉 마이너스 k N-지역 및 플러스 아르 자형– 영역 - 이미 터에. 따라서 이 접합을 통해 직류가 흐르게 됩니다. 두 번째 전환( N- 피) 포함 된 뒤집다방향, 즉 플러스를 베이스로 ( N- 면적) 및 마이너스 아르 자형– 영역 - 수집가에게. 이미터(입력) 회로를 열면 이 접합부가 아래에 위치합니다. 뒤집다유 케이켜지면 사실상 닫힙니다.

이미터 회로를 닫으면(입력 신호 적용) 첫 번째(열림)를 통해 피- N접합부에는 베이스에 정공을 주입하여 형성된 직류가 흐릅니다. 베이스의 두께가 작고 이미터와 베이스를 구성하는 반도체는 서로 다른 농도의 주 캐리어로 선택됩니다. 이미터의 정공 농도는 베이스의 전자 농도보다 훨씬 높습니다., 베이스에 구멍이 너무 많아서 그 중 작은 부분만이 베이스에서 재결합에 필요한 전자를 찾을 수 있습니다. 따라서 전자와 재결합되지 않은 들어오는 정공은 컬렉터에 인접한 베이스 영역으로 이동하기 시작합니다. 강력한 컬렉터 배터리에서 강한 가속 필드의 작용을 경험하면서 컬렉터 접합에 접근하는 포지티브 홀 유 케이, 컬렉터로 전달되어 배터리의 음극에서 컬렉터로 들어오는 전자와 재결합합니다. 결과적으로 컬렉터 전류가 컬렉터 접합을 통해 흐르기 시작합니다. 나 케이, 접합부에 역전압이 적용된다는 사실에도 불구하고. 이 컬렉터 전류는 이미터 전류의 90 - 95%입니다(베이스에 남아 있는 재결합 홀의 수가 적기 때문). 그러나 가장 중요한 것은 컬렉터 전류의 크기가 이미 터 전류의 크기에 따라 달라지며 그 변화에 비례하여 변경된다는 것입니다. 실제로, 이미터 접합을 통과하는 전류가 클수록, 즉 이미터가 베이스에 주입하는 정공이 많을수록 컬렉터 전류도 커지며, 이는 이러한 구멍의 수에 따라 달라집니다. 이는 실질적으로 중요한 결론으로 이어진다.

트랜지스터의 이미터 전류를 제어함으로써 콜렉터 전류를 제어할 수 있으며, 이 경우 증폭 효과가 발생합니다.

이 속성은 증폭기 회로에서 트랜지스터 사용 영역을 결정했습니다. 예를 들어, 트랜지스터를 공통 베이스에 연결하기 위해 고려된 회로는 다음과 같습니다. 전압 및 전력 이득입력 신호, 출력 부하 저항 이후 아르 자형N적절한 배터리 전압 선택으로 유에게증폭기 입력의 저항보다 훨씬 클 수 있습니다. 즉, 아르 자형 시간 >> 아르 자형 VX, 그리고 입력(이미터 나 이자형) 및 출력(수집기 나 에게) 전류는 대략 동일합니다. 따라서 입력에 공급되는 전압과 전력은 유 VX = 나 VX * 아르 자형 VX ; 피입력= 나 2 입력 * 아르 자형입력출력, 즉 부하에서 해당 전압 및 전력 값보다 작습니다. 유 = 나 에게 * 아르 자형 N ; 피N = 나 케이 2 * 아르 자형N. 이 경우에는 현재 이득이 없습니다(이후 나 이자형 ~ = 나 에게).

그러나 더 자주 다른 트랜지스터 연결 회로가 사용됩니다. 공통 이미 터 회로,전력 증폭 외에도 전류 증폭.연결 다이어그램 공통 수집기와 함께낮은 저항 부하에서 작동하거나 높은 저항 센서에서 작동할 때 사용됩니다. 전류 및 전력 측면에서 이러한 회로의 이득은 수십 단위이고 전압 측면에서는 약 1입니다.

트랜지스터를 사용한 회로의 작동 원리를 올바르게 이해하려면 트랜지스터가 증폭기로 작동하는 특징을 잘 이해해야 합니다. 즉, 진공관과 달리 트랜지스터는 입력 저항이 낮습니다. 대부분의 스위칭 회로에서 트랜지스터는 입력 전류가 아닌 입력 전류에 의해 제어되는 것으로 믿어집니다. 트랜지스터 증폭기의 낮은 입력 저항으로 인해 증폭된 발진 소스에서 눈에 띄는 전력(전류) 소비가 발생하므로 이러한 증폭기에서 가장 중요한 것은 전압 이득이 아니라 전류 또는 전력 이득입니다. 전력 이득 k는 증폭기의 입력 임피던스에서 소비되는 전력에 대한 페이로드의 증폭기 출력에 할당된 전력의 비율에 의해 결정됩니다. 트랜지스터의 매개변수와 특성은 온도와 선택한 모드에 따라 크게 달라지며 이는 단점입니다.

트랜지스터 특성:

입력, 출력 및 과도 특성, 그림. 삼,

쌀. 3. 트랜지스터 특성: a - 입력, b - 출력, c - 천이

일반적인 용어로 이득(전송), 전압, 전류, 전력

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

트랜지스터 AC 입력 임피던스

R = ΔU ВХ / ΔI ВХ.

수집기 전력 손실

P K = U K * I K .

트랜지스터의 장점:작은 크기, 높은 감도, 관성 없음; 내구성; 결점: 외부 요인(온도, 전자/m 장, 방사성 방사선 등)의 중요한 영향.

사용 영역트랜지스터: 유선 및 무선 통신; TV; 레이더; 라디오 네비게이션; 자동화 및 원격 기계; 컴퓨터 공학; 측정 기술; 증폭기 회로; 디지털기기용 메모리칩 등

준비됨

10학년 "A" 학생

610번 학교

이브친 알렉세이

주제에 대한 요약:

“반도체 다이오드 및 트랜지스터, 그 응용 분야”

1. 반도체: 이론과 특성
2. 반도체 기초소자(구조 및 응용)
3. 반도체소자의 종류
4. 생산
5. 적용 범위

1. 반도체: 이론과 특성

먼저 반도체의 전도 메커니즘을 알아야 합니다. 이를 위해서는 반도체 결정의 원자를 서로 가깝게 유지하는 결합의 특성을 이해해야 합니다. 예를 들어, 실리콘 결정을 생각해 보세요.

실리콘은 4가 원소입니다. 즉, 외부에서는

원자 껍질에는 핵에 비교적 약하게 결합된 4개의 전자가 있습니다. 각 실리콘 원자의 가장 가까운 이웃의 수도 4개입니다. 이웃한 한 쌍의 원자 사이의 상호작용은 공유결합이라고 불리는 다중전자 결합을 사용하여 수행됩니다. 이 결합이 형성될 때 각 원자에서 하나의 원자가 전자가 참여하며, 이는 원자에서 분리되어(결정에 의해 집단화됨) 이동하는 동안 이웃 원자 사이의 공간에서 대부분의 시간을 보냅니다. 그들의 음전하는 서로 가까이에 양이온 실리콘 이온을 보유합니다. 각 원자는 이웃한 원자와 4개의 결합을 형성하며 모든 원자가 전자는 그 중 하나를 따라 이동할 수 있습니다. 인접한 원자에 도달하면 다음 원자로 이동할 수 있으며 전체 결정을 따라 더 나아갈 수 있습니다.
원자가 전자는 전체 결정에 속합니다. 실리콘의 전자쌍 결합은 매우 강하며 저온에서도 깨지지 않습니다. 따라서 저온의 실리콘은 전류를 전도하지 않습니다. 원자 결합에 관여하는 원자가 전자는 결정 격자에 단단히 부착되어 있으며 외부 전기장은 움직임에 눈에 띄는 영향을 미치지 않습니다.

전자 전도성.
실리콘을 가열하면 입자의 운동 에너지가 증가하고 개별 결합이 끊어집니다. 일부 전자는 금속의 전자처럼 궤도를 벗어나 자유로워집니다. 전기장에서는 격자 노드 사이를 이동하여 전류를 형성합니다.
금속에 자유 전자가 존재하기 때문에 반도체의 전도도를 전자 전도도라고 합니다. 온도가 증가함에 따라 끊어진 결합의 수, 즉 자유 전자의 수가 증가합니다. 300K에서 700K로 가열되면 자유 전하 캐리어의 수가 10.17에서 10.24 1/m.3으로 증가합니다. 이로 인해 저항이 감소합니다.

홀 전도성.

결합이 끊어지면 전자가 빠진 빈 자리가 형성됩니다.
구멍이라고 합니다. 구멍은 다른 일반 결합에 비해 과도한 양전하를 가지고 있습니다. 결정에 있는 구멍의 위치는 일정하지 않습니다. 다음 프로세스가 지속적으로 발생합니다. 원자의 연결을 보장하는 전자 중 하나가 형성된 구멍의 위치로 점프하여 여기에서 전자쌍 결합을 복원합니다. 이 전자가 튀어나온 곳에 새로운 구멍이 형성됩니다. 따라서 구멍은 결정 전체를 이동할 수 있습니다.
샘플의 전계 강도가 0이면 양전하의 이동과 동일한 정공의 이동이 무작위로 발생하므로 전류가 생성되지 않습니다. 전기장이 있으면 정공의 규칙적인 이동이 일어나므로 정공의 이동에 따른 전류가 자유 전자의 전류에 추가됩니다. 정공의 이동 방향은 전자의 이동 방향과 반대이다.
따라서 반도체에는 전자와 정공이라는 두 가지 유형의 전하 캐리어가 있습니다. 따라서 반도체는 전자 전도성뿐만 아니라 정공 전도성도 가지고 있습니다. 이러한 조건에서의 전도도를 반도체의 고유 전도도라고 합니다. 예를 들어 실온의 게르마늄에서는 자유 전자의 수가 작기 때문에 반도체의 고유 전도성은 일반적으로 낮습니다. ne = 3/10 in 23 cm in –3. 동시에 1 입방 cm 당 게르마늄 원자의 수는 23개 중 약 10개입니다. 따라서 자유 전자의 수는 전체 원자 수의 약 100억분의 1입니다.

반도체의 필수 특징은 불순물이 있을 때 자체 전도성과 함께 불순물 전도성이 추가로 나타난다는 것입니다. 불순물 농도를 변경하면 하나 또는 다른 기호의 전하 캐리어 수를 크게 변경할 수 있습니다. 덕분에 음으로 하전된 캐리어 또는 양으로 하전된 캐리어가 주로 집중된 반도체를 만드는 것이 가능합니다. 반도체의 이러한 특징은 실제 응용 분야에 폭넓은 가능성을 열어줍니다.

기증자 불순물.
예를 들어 비소 원자와 같은 불순물이 존재하면 매우 낮은 농도에서도 자유 전자의 수가 여러 번 증가하는 것으로 나타났습니다. 이는 다음과 같은 이유로 발생합니다. 비소 원자에는 5개의 원자가 전자가 있으며, 그 중 4개는 이 원자와 주변 원자(예: 실리콘 원자) 사이에 공유 결합을 생성하는 데 관여합니다. 다섯 번째 원자가 전자는 원자에 약하게 결합되어 있는 것으로 보입니다. 그것은 쉽게 비소 원자를 떠나 자유로워집니다. 자유 전자의 농도는 상당히 증가하여 순수 반도체의 자유 전자 농도보다 1000배 더 커집니다. 전자를 쉽게 주는 불순물을 도너 불순물이라고 하며, 이러한 반도체를 n형 반도체라고 합니다. n형 반도체에서 전자는 다수의 전하 캐리어이고 정공은 소수의 전하 캐리어입니다.

수용체 불순물.
원자가 3가인 인듐을 불순물로 사용하면 반도체의 전도성 특성이 변경됩니다. 이제 이웃과 정상적인 전자쌍 결합을 형성하기 위해 인듐 원자에는 전자가 부족합니다. 결과적으로 구멍이 형성됩니다. 결정의 구멍 수는 불순물 원자의 수와 같습니다. 이러한 종류의 불순물을 수용체 불순물이라고 합니다. 전기장이 있으면 정공이 전기장 주위로 이동하고 정공 전도가 발생합니다. 전자 전도성보다 정공 전도성이 우세한 반도체를 p형 반도체라고 합니다(positiv라는 단어에서 유래).

2. 반도체 기초소자(구조 및 응용)
기본 반도체 장치에는 다이오드와 트랜지스터라는 두 가지가 있습니다.

다이오드.
요즘에는 다이오드가 여러 가지 장점을 갖고 있기 때문에 2전극 램프와 함께 무선 회로의 전류를 정류하기 위해 반도체에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 진공관에서는 음극을 가열하여 전하 운반체 전자가 생성됩니다. p-n 접합에서는 억셉터나 도너 불순물이 결정에 도입되면 전하 캐리어가 형성되므로 전하 캐리어를 얻기 위한 에너지원이 필요하지 않습니다. 복잡한 회로에서는 이로 인한 에너지 절약이 매우 중요한 것으로 나타났습니다. 또한 동일한 정류 전류 값을 갖는 반도체 정류기는 튜브 정류기보다 소형입니다.

순방향 및 역방향 연결의 전류-전압 특성은 그림 2에 나와 있습니다.

그들은 램프를 대체했으며 기술 분야에서 주로 정류기에 매우 널리 사용되며 다이오드는 다양한 장치에도 적용됩니다.

트랜지스터.
도너와 억셉터 불순물이 도입된 게르마늄이나 실리콘으로 만들어진 트랜지스터의 한 유형을 고려해 보겠습니다. 불순물의 분포는 두 개의 p형 반도체 층 사이에 매우 얇은(수 마이크로미터 정도) n형 반도체 층이 생성되는 것과 같습니다. 삼.
이 얇은 층을 베이스(base) 또는 베이스(base)라고 부르며 결정에는 두 개의 p-n 접합이 형성되며 그 방향은 반대입니다. 서로 다른 유형의 전도성을 갖는 영역의 3개 단자를 사용하면 그림 3에 표시된 회로에 트랜지스터를 포함할 수 있습니다. 이 연결을 사용하면 왼쪽 p-n 접합이 직접적이며 이미터라고 불리는 p형 전도성이 있는 영역에서 베이스를 분리합니다. 올바른 p –n이 없는 경우
-전환, 이미터-베이스 회로에는 직접 이미터-베이스 접합의 낮은 저항을 포함하여 소스(배터리 B1 및 교류 전압 소스)의 전압과 회로의 저항에 따라 전류가 있습니다. 배터리 B2는 회로의 오른쪽 pn 접합(그림 3 참조)이 반대가 되도록 연결됩니다. 이는 컬렉터라고 불리는 오른쪽 p형 영역에서 염기를 분리합니다. 왼쪽 pn 접합이 없다면 컬렉터 회로의 전류 세기는 0에 가까울 것입니다. 역접합 저항이 매우 높기 때문입니다. 왼쪽 p-n 접합에 전류가 흐르면 컬렉터 회로에 전류가 나타나고 컬렉터의 전류 세기는 이미터의 전류 세기보다 약간 작습니다. 이미터와 베이스 사이에 전압이 생성되면 p형 반도체의 주요 캐리어 - 정공이 베이스를 관통하고 GDR은 이미 주요 캐리어입니다. 베이스의 두께가 매우 얇고 그 안의 주 캐리어(전자)의 수가 적기 때문에 베이스에 들어가는 정공은 베이스의 전자와 거의 결합(재결합하지 않음)하여 컬렉터로 침투합니다. 확산에. 오른쪽 pn 접합은 기본 전자의 주요 전하 캐리어에 닫혀 있지만 정공에는 닫혀 있지 않습니다. 컬렉터에서 정공은 전기장에 의해 운반되어 회로를 완성합니다.
베이스에서 이미터 회로로 분기되는 전류의 강도는 매우 작습니다. 왜냐하면 수평(그림 3 참조) 평면의 베이스 단면적이 수직 평면의 단면적보다 훨씬 작기 때문입니다. . 컬렉터의 전류 강도는 이미터의 전류 강도와 거의 동일하며 이미터의 전류에 따라 변경됩니다.
저항 R의 저항은 컬렉터의 전류에 거의 영향을 미치지 않으며 이 저항은 상당히 커질 수 있습니다. 회로에 연결된 교류 전압원을 사용하여 이미터 전류를 제어함으로써 저항기 양단의 전압에서 동기식 변화를 얻습니다. 저항의 저항이 크면 저항을 통과하는 전압의 변화는 이미터 회로의 신호 변화보다 수만 배 더 커질 수 있으며 이는 전압의 증가를 의미합니다. 따라서 부하 R을 사용하면 이미 터 회로에 들어가는 전력보다 몇 배 더 큰 전력을 갖는 전기 신호를 얻을 수 있으며 진공관을 대체하고 기술에 널리 사용됩니다.

3. 반도체 소자의 종류.
평면 다이오드(그림 8)와 트랜지스터 외에도 포인트 다이오드(그림 4)도 있습니다. 포인트 트랜지스터(그림의 구조 참조)는 사용 전에 성형됩니다. 특정 크기의 전류를 통과시켜 결과적으로 와이어 팁 아래에 정공 전도성이 있는 영역이 형성됩니다. 트랜지스터는 p-n-p 및 n-p-n 유형으로 제공됩니다. 그림 5의 지정 및 일반보기.
그림과 같이 포토, 서미스터, 배리스터가 있습니다. 평면 다이오드에는 셀레늄 정류기가 포함되어 있으며, 이러한 다이오드의 기본은 정공 전도성을 갖는 반도체인 셀레늄 층으로 한쪽이 코팅된 강철 와셔입니다(그림 7 참조). 셀레늄의 표면을 카드뮴 합금으로 코팅하여 전자 전도성을 갖는 필름을 형성함으로써 정류 전류 전이가 형성되며 면적이 클수록 정류 전류가 커집니다.

4. 생산
다이오드 제조기술은 다음과 같다. 인듐 조각은 전자 전도성이 있는 반도체 결정에서 절단된 2-4 cm2의 면적과 1밀리미터의 몇 분의 1 두께의 정사각형 판 표면에 녹습니다. 인듐은 판재와 단단하게 합금되어 있는데, 이 경우 인듐 원자가 금속판에 침투합니다.
(확산)을 플레이트의 두께에 추가하여 홀 전도성이 우세한 영역을 형성합니다(그림 6). 이로 인해 전도성이 다른 두 영역과 그 사이에 p-n 접합이 있는 반도체 장치가 생성됩니다. 반도체 웨이퍼는 얇을수록 좋다. 순방향으로 다이오드의 저항이 낮을수록 다이오드에 의해 보정되는 전류는 더 커집니다. 다이오드 접점은 인듐 방울과 리드 도체가 있는 금속 디스크 또는 막대로 구성됩니다.
트랜지스터를 조립한 후 하우징에 장착하고 전기 연결을 연결합니다. 크리스탈의 접촉판과 패키지의 리드에 연결되어 패키지를 밀봉합니다.

5. 적용 범위

다이오드는 신뢰성이 높지만 사용 한계는 –70 ~ 125C입니다. 포인트 다이오드는 접촉 면적이 매우 작으므로 이러한 다이오드가 전달할 수 있는 전류는 10-15mA를 넘지 않습니다. 그리고 주로 고주파 진동을 변조하고 측정 장비에 사용됩니다. 모든 다이오드에는 순방향 및 역방향 전압과 정류 및 강도 특성 결정에 따라 순방향 및 역방향 전류의 특정 최대 허용 한계가 있습니다.

다이오드와 같은 트랜지스터는 온도, 과부하 및 방사선 침투에 민감합니다. 라디오 튜브와 달리 트랜지스터는 부적절한 연결로 인해 소손됩니다.

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

그림 2

그림 1

그림 3

그림 4

그림 5

그림 4

반도체 다이오드

반도체 다이오드는 하나의 전기 접합과 두 개의 단자를 가진 반도체 장치입니다. 교류 정류, 교류 진동 감지, 마이크로파 진동을 중간 주파수 진동으로 변환, 직류 회로의 전압 안정화 등에 사용됩니다. 목적에 따라 반도체 다이오드는 정류기 다이오드, 고주파 다이오드, 배리캡, 제너로 구분됩니다. 다이오드 등

정류기 다이오드.정류기 반도체 다이오드는 교류를 직류로 변환하도록 설계되었습니다.

최신 정류기 다이오드의 기본은 융합 또는 확산에 의해 얻어지는 전자-정공 접합(EDJ)입니다. 사용되는 재료는 게르마늄이나 실리콘입니다.

정류 다이오드에서 정류 전류의 큰 값을 얻으려면 다이오드의 정상적인 작동을 위해 접합부를 통과하는 전류 밀도가 1-2A/mm 2를 초과해서는 안 되기 때문에 넓은 면적의 EAF가 사용됩니다.

이러한 다이오드를 평면이라고 합니다. 저전력 평면 반도체 다이오드의 설계는 그림 1에 나와 있습니다. 2.1, 에이. 중형 다이오드의 방열 개선 그리고고전력의 경우 나사가 본체에 용접되어 다이오드가 특수 라디에이터 또는 섀시에 부착됩니다 (그림 2.1, b).

정류 다이오드의 주요 특성은 전류-전압 특성(볼트-암페어 특성)입니다. 전류-전압 특성의 유형은 반도체 재료와 온도에 따라 달라집니다(그림 2.2, a 및 b).

반도체 다이오드 정류의 주요 매개 변수는 다음과 같습니다.

주어진 순방향 전류에서 일정한 순방향 전압 U np;

다이오드가 오랫동안 정상적으로 작동할 수 있는 최대 허용 역전압 U o 6 p max;

U o 6 p max 와 동일한 역전압에서 다이오드를 통해 흐르는 일정한 역전류;

허용 가능한 가열 온도에서 오랫동안 다이오드를 통과할 수 있는 평균 정류 전류;

다이오드에 의해 소비되는 최대 허용 전력, ~에이는 다이오드의 지정된 신뢰성을 보장합니다.

평균 정류 전류의 최대 허용 값에 따라 다이오드는 저전력 (), 중전력 ( ) 및 고전력 (). 고전력 정류 다이오드를 파워 다이오드라고 합니다.

정류용 반도체 다이오드를 직렬로 연결한 저전력 정류소자를 정류열이라 한다. 특정(예: 브리지) 회로에 따라 정류기 다이오드가 연결된 정류기 장치도 생산됩니다.

정류기 반도체 다이오드는 50...10 5Hz의 주파수(파워 다이오드 - 50Hz의 주파수)에서 작동할 수 있습니다. 즉, 저주파입니다.

고주파 다이오드.고주파수 다이오드에는 최대 300MHz의 주파수에서 작동할 수 있는 반도체 다이오드가 포함됩니다. 300MHz 이상의 주파수에서 작동하는 다이오드를 초고주파(마이크로파)라고 합니다.

주파수가 증가함에 따라 충전 커패시턴스에 의한 역바이어스 EHP의 차동 저항 션팅이 증가합니다. 이로 인해 역저항이 감소하고 다이오드의 정류 특성이 저하됩니다. 충전 용량의 값은 EAF의 면적에 비례하므로 이를 줄이기 위해서는 EAF의 면적을 줄이는 것이 필요하다.

미세 합금 다이오드는 접합 면적이 작지만... 단점은 다이오드가 직접 켜질 때 베이스에 주입되는 소수 전하 캐리어가 베이스에 축적된다는 것입니다. 이는 미세합금 다이오드의 성능(주파수 범위)을 제한합니다.

마이크로파 범위에서 작동할 수 있는 포인트 다이오드는 성능이 더 좋고 따라서 주파수도 더 높습니다. 그들의 설계에서는 직경이 약 0.1mm인 금속 스프링이 반도체 결정에 팁을 대고 눌러졌습니다. 스프링 재료는 전자의 일함수가 반도체보다 크도록 선택됩니다. 이 경우, 이 현상을 연구한 독일 과학자의 이름을 딴 쇼트키 장벽(Schottky Barrier)이라고 불리는 금속-반도체 경계면에 차단층이 형성됩니다. 쇼트키 장벽의 특성을 기반으로 작동하는 다이오드를 쇼트키 다이오드라고 합니다. 그 안에서 전류는 다수 전하 캐리어에 의해 전달되므로 소수 전하 캐리어의 주입 및 축적 현상이 없습니다.

고주파 및 마이크로파 다이오드는 고주파 진동 정류(정류기), 감지(검출기), 전력 레벨 제어(스위칭), 주파수 곱셈(곱셈) 및 기타 전기 신호의 비선형 변환에 사용됩니다.

Varicaps. Varicaps는 역전압에 대한 커패시턴스의 의존성을 기반으로 동작하는 반도체 다이오드입니다. 배리캡은 전기적으로 제어되는 정전용량을 갖는 소자로 사용됩니다.

의존성의 성격은 그림 1에 나와 있습니다. 2.3, 에이. 이러한 의존성을 바리캡의 용량-전압 특성이라고 합니다. 주요 매개변수

바리캡은 다음과 같습니다:

주어진 역전압에서 측정된 정격 정전용량;

두 가지 역 전압 값에서 바리캡 커패시턴스의 비율에 의해 결정되는 커패시턴스 중첩 계수 Kc;

최대 허용 역전압;

품질 계수 QB는 손실 저항에 대한 바리캡 리액턴스의 비율로 정의됩니다.

반도체 제너다이오드.반도체 제너 다이오드는 반도체 다이오드로, 통과하는 전류가 주어진 범위에서 변할 때 전압이 일정한 정확도로 유지됩니다. DC 회로의 전압을 안정화하도록 설계되었습니다.

제너 다이오드의 전류-전압 특성은 그림 1에 나와 있습니다. 2.4, a, 기호는 그림 1에 있습니다. 2.4, 나.

EDP가 실리콘 웨이퍼의 양면에 생성되면 대칭적인 전류-전압 특성을 갖는 제너 다이오드, 즉 대칭형 제너 다이오드를 얻게 됩니다(그림 2.4, c).

제너 다이오드의 작동 부분은 전기적 고장 부분입니다. 제너 다이오드에 흐르는 전류가 값에서 값으로 변할 때. 이를 통과하는 전압은 값과 거의 다르지 않습니다. 제너 다이오드의 사용은 이러한 특성을 기반으로 합니다.

실리콘 제너 다이오드의 전압 안정기 작동 원리 (그림 2.4, d)는 전압 U VX가 변하면 제너 다이오드를 통해 흐르는 전류가 변하고 제너 다이오드의 전압과 부하 R이 연결된다는 것입니다 이와 병행하여 실제로는 변경되지 않습니다.

실리콘 제너 다이오드의 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

안정화 전압 U st;

최소 및 최대 안정화 전류;

최대 허용 전력 손실

안정화 섹션의 차동 저항 ;

안정화 구간의 전압 온도 계수

최신 제너 다이오드에서 안정화 전압 범위는 1mA ~ 2A의 안정화 전류로 1 ~ 1000V입니다. 1V 미만의 전압을 안정화하기 위해 스테이스터라고 하는 실리콘 다이오드 I-V 특성의 직접 분기가 사용됩니다. . 제너 다이오드의 경우 B. 제너 다이오드(또는 안정기)를 직렬로 연결하면 필요한 안정화 전압을 얻을 수 있습니다.

안정화 섹션의 차동 저항은 거의 일정하며 대부분의 제너 다이오드의 경우 0.5~200Ω입니다. 전압의 온도 계수는 양수( 가 있는 제너 다이오드의 경우) 및 음수(U CT가 있는 제너 다이오드의 경우)일 수 있습니다.< 6 В) и для большинства стабилитронов находится в пределах (- 0,5... + 0,2) %/°С.

바이폴라 트랜지스터

바이폴라 트랜지스터(BT) 또는 간단히 트랜지스터는 상호 작용하는 2개의 EDP와 3개 이상의 단자를 갖춘 반도체 장치로, 증폭 특성은 소수 전하 캐리어의 주입 및 추출 현상에 의해 결정됩니다.

전자-정공 접합은 서로 다른 유형의 전기 전도성을 갖는 반도체의 세 영역 사이에 형성됩니다. p-영역과 n-영역의 교대 순서에 따라 BT는 p-p-p 유형의 트랜지스터와 p-p-p 유형의 트랜지스터로 구분됩니다(그림 2.5).

트랜지스터의 중간 영역을 베이스라고 하고, 한쪽 끝 영역은 이미터(E), 다른 쪽 영역은 컬렉터(K)라고 합니다. 일반적으로 이미터의 불순물 농도는 컬렉터의 불순물 농도보다 높습니다. p-p-p형 BT에서는 베이스가 p형 전기 전도성을 가지며 이미터와 컬렉터가 n형입니다.

이미터와 베이스 사이에 형성된 EDP를 이미터, 베이스와 컬렉터 사이에 형성된 EDP를 컬렉터라고 합니다.

트랜지스터 작동 모드.이미터와 컬렉터 EDP를 전원에 연결하는 방법에 따라 바이폴라 트랜지스터는 차단, 포화, 활성 및 역의 네 가지 모드 중 하나로 작동할 수 있습니다.

차단 모드(그림 2.6, a)의 이미터 및 컬렉터 EAF는 역방향으로 이동하고 포화 모드(그림 2.6, 6)에서는 순방향으로 이동합니다. 이러한 모드의 컬렉터 전류는 이미 터 전압 및 전류와 실질적으로 독립적입니다.

컷오프 및 포화 모드는 펄스 및 키 장치에서 BT를 작동할 때 사용됩니다.

트랜지스터가 활성 모드에서 작동하면 이미 터 접합이 순방향으로 이동하고 컬렉터 접합이 반대 방향으로 이동합니다 (그림 2.6, c).

직류 전압 11e의 영향으로 이미 터 회로에 전류가 흐르고 컬렉터 전류와베이스 전류가 생성되므로

컬렉터 전류에는 이미터 전류에 비례하는 제어되는 구성 요소와 역방향 바이어스된 컬렉터 접합을 통한 소수 캐리어의 드리프트에 의해 생성되는 제어되지 않는 구성 요소의 두 가지 구성 요소가 포함됩니다. 비례 계수를 이미터 전류의 정적 전달 계수라고 합니다. 대부분의 최신 BT의 경우 그리고 더.

베이스 전류에는 베이스에서 재결합하는 정공의 양전하를 보상하기 위해 베이스에 전자가 들어가는 재결합 성분과 콜렉터 전류의 제어되지 않는 성분이 포함됩니다.

BT를 증폭 요소로 사용하는 경우 단자 중 하나는 입력 및 출력 회로에 공통이어야 합니다. 그림에 표시된 다이어그램에서. 2.6, c, 공통 전극은 기본입니다. 이러한 BT 연결 회로를 공통 베이스(CB) 회로라고 하며 일반적으로 그림 3과 같이 표현됩니다. 2.7, 에이. 실제로는 OB 회로 외에 공통 이미터(CE)와 공통 컬렉터(CC)를 사용한 회로도 사용됩니다.

OE 회로 (그림 2.7, b)에서 출력 전류와 입력 전류 사이의 관계는 방정식에 의해 결정됩니다.

계수를 정적 베이스 전류 전달 계수라고 합니다. 비율과 관련이 있어요

~에 값의 범위는 19~99입니다.

구성 요소는 OE 회로의 역방향(제어되지 않은) 컬렉터 전류를 나타냅니다. 이 전류는 회로의 역전류에 연결됩니다.

비율에 대해

관계식 (2.4)에 따르면 OE 회로의 역콜렉터 전류는 OB 회로보다 훨씬 큽니다. 이는 OE 회로의 온도 변화가 OB 회로보다 전류 변화(따라서 정적 특성 및 매개변수의 변화)에 더 큰 영향을 미친다는 것을 의미합니다. 이는 OE 체계에 BT를 포함할 때의 단점 중 하나입니다.

OK 구성표에 따라 BT를 켤 때. (그림 2.7, c) 출력 전류와 입력 전류 사이의 연결은 관계에 의해 결정됩니다.

식 (2.2)와 (2.5)를 비교하면 OE 및 OK 회로에서 BT의 입력 전류와 출력 전류 간의 종속성은 거의 동일합니다. 이를 통해 OE 및 OK 회로 계산에 동일한 특성과 매개변수를 사용할 수 있습니다.

역 모드는 EAF의 이미터와 컬렉터에 인가되는 전압의 반대 극성으로 인해 활성 모드와 다릅니다.

정적 특성.정적 특성은 전류와 전압 간의 복잡한 관계를 나타냅니다.

트랜지스터의 전극은 연결 방법에 따라 다릅니다.

그림에서. 2.8, a는 OE 회로에 따라 연결된 n-p-n 유형 BT의 입력 특성 계열을 보여줍니다. 입력 특성이 다음과 같을 때

이미 터 EHP의 전류-전압 특성의 직접 분기. 콜렉터 전압이 양수이면 입력 특성이 오른쪽으로 이동합니다.

출력 특성(그림 2.8, b)은 에서의 의존성을 반영합니다. 특성의 가파른 부분은 포화 모드에 해당하고 평평한 부분은 활성 모드에 해당합니다. 평탄한 단면의 컬렉터 전류와 베이스 전류 사이의 관계는 식 (2.2)에 의해 결정됩니다.

정적 모드의 소신호 매개변수.트랜지스터가 증폭 모드에서 작동할 때 그 특성은 트랜지스터가 선형 요소로 간주될 수 있는 소신호 매개변수에 의해 결정됩니다. 실제로는 소신호 하이브리드 또는 h-파라미터가 가장 널리 사용됩니다. h-파라미터 시스템에서 가변 구성 요소의 작은 진폭에서 전류와 전압은 다음 관계로 관련됩니다.

- 입력 저항;

- 전압 피드백 계수

- 직류 전달 계수;

- 출력 전도성.

매개변수 및 는 출력 회로의 단락 모드에서 측정되고, 매개변수 및 는 입력 회로의 유휴 모드에서 측정됩니다. 이러한 모드는 구현하기 쉽습니다. h-파라미터의 값은 트랜지스터를 켜는 방법에 따라 달라지며 저주파에서는 정적 특성을 통해 결정될 수 있습니다. 이 경우 작은 전류와 전압의 진폭이 증분으로 대체됩니다. 예를 들어, OE가 있는 회로에 따라 트랜지스터가 켜지면 A 지점(그림 2.8, a)의 입력 특성에서 결정된 매개변수 및 에 대한 공식은 다음과 같은 형식으로 작성됩니다.

매개변수는 다음 공식을 사용하여 출력(그림 2.8, b) 특성에 의해 결정됩니다.

-파라미터는 OB가 있는 회로에 따라 트랜지스터가 켜질 때 유사하게 결정됩니다.

따라서 소신호 매개변수를 이미터 전류 및 베이스 전류의 전달 계수라고 합니다. 그들은 교류 신호에 대한 전류 측면에서 트랜지스터의 증폭 특성을 특성화하며 그 값은 트랜지스터의 작동 모드와 증폭된 신호의 주파수에 따라 달라집니다. 따라서 주파수가 증가함에 따라 기본 전류 전달 계수의 계수가 감소합니다.

낮은 주파수에서 그 값만큼 감소하는 주파수를 베이스 전류 전송의 제한 주파수라고 하며 지정됩니다. 1로 감소하는 주파수를 BT 차단주파수라고 하며 로 지정합니다. 차단 주파수의 값에 따라 트랜지스터는 저주파, 중주파, 고주파 및 초고주파로 구분됩니다.

사이리스터

사이리스터는 2개의 안정 상태를 갖는 반도체 장치로, 3개 이상의 전이가 있고 닫힌 상태에서 열린 상태로 또는 그 반대로 전환할 수 있습니다.

2개의 단자를 가진 사이리스터를 다이오드 또는 디니스터라고 하며, 3개의 단자를 가진 사이리스터를 3극관 또는 사이리스터라고 합니다.

디니스터. dinistor 구조는 전기 전도성이 교대로 나타나는 4개의 반도체 영역으로 구성됩니다. , 그 사이에 3개의 EDP가 형성됩니다. 극단적인 EDP는 이미미터이고 중간 EDP는 컬렉터입니다. 이 영역을 이미 터 또는 양극이라고하고 해당 영역을 음극이라고합니다.

dinistor의 양극을 외부 소스의 양극에 연결하고 음극을 음극에 연결하는 것은 dinistor의 직접 연결에 해당합니다. 전원전압의 극성이 바뀌면 역스위칭이 일어난다.

직접 연결하면 dinistor는 이미 터 전류 전달 계수가있는 두 개의 트랜지스터 p-n-p 및 n-p-n (그림 2.9, a)의 조합으로 표시 될 수 있습니다.

dinistor를 통해 흐르는 전류에는 트랜지스터의 정공 주입 성분, 트랜지스터의 전자 주입 성분 및 컬렉터 접합의 역전류가 포함됩니다.

지금은 dinistor가 닫혀 있습니다. ~에 dinistor에서 프로세스가 발생하여 주입 전류 구성 요소가 눈사태와 같이 증가하고 컬렉터 접합이 순방향으로 전환됩니다. 이 경우 dinistor의 저항은 급격히 감소하고 그 저항의 전압 강하는 1-2V를 초과하지 않습니다. 나머지 소스 전압은 제한 저항에서 떨어집니다 (그림 2.9, b).

dinistor가 다시 켜지면 작은 역전류가 흐릅니다.

SCR.사이리스터는 기본 영역에서 추가 제어 출력이 있다는 점에서 디니스터와 다릅니다(그림 2.10, a). 결론은 어떤 근거에서도 나올 수 있습니다. 이 핀에 연결된 소스는

제어 전류는 주 전류에 추가됩니다. 결과적으로 사이리스터는 더 낮은 U a 값에서 닫힌 상태에서 열린 상태로 전환됩니다(그림 2.10, b).

5층 구조로 극한 영역을 적절하게 수행하면 대칭적인 전류-전압 특성을 얻을 수 있습니다(그림 2.10, c). 이러한 사이리스터를 대칭형이라고 합니다. 다이오드(diac) 또는 삼극관(triac)일 수 있습니다.

사이리스터는 양극 전류를 감소(또는 차단)하거나 양극 전압의 극성을 변경하여 꺼집니다.

고려되는 사이리스터는 비잠금형(non-lockable)이라고 합니다. 제어 전극 전류를 변경하여 개방에서 폐쇄로 전환할 수 있는 턴오프 사이리스터도 있습니다. 잠금 기능이 없는 제품과 디자인이 다릅니다.

사이리스터 매개변수.사이리스터의 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

스위치 온 전압;

잠금 해제 제어 전류;

스위치 오프 전류 ;

잔류응력 Unp ;

스위칭 시간 t 켜짐;

종료 시간;

지연 시간 t 3 ;

최대 순방향 전압 상승률(du/dt) max 및 순방향 전류(di/dl) max.

사이리스터는 제어 정류기, DC-AC 변환기(인버터), 전압 안정기,

비접촉식 스위치, 전기 드라이브, 자동화 장치, 원격 기계, 컴퓨터 기술 등

사이리스터의 기호는 그림 1에 나와 있습니다. 2.11.

필드 트랜지스터

전계 효과 트랜지스터(FET)는 전도 채널을 통해 흐르는 동일한 부호의 주 전하 캐리어의 흐름에 의해 증폭 특성이 결정되고 전기장에 의해 제어되는 반도체 장치입니다.

채널과 분리된 제어 전극을 게이트라고 합니다. 게이트 절연 방법에 따라 전계 효과 트랜지스터는 세 가지 유형으로 구분됩니다.

1) 제어 p-n 접합 또는 p-t 게이트를 사용합니다.

2) 금속 반도체 게이트 또는 쇼트키 게이트;

3) 절연 셔터가 있는 경우.

p를 갖는 전계 효과 트랜지스터- N - 셔터 p-n 게이트가 있는 전계 효과 트랜지스터(그림 2.12)에서 n형 채널은 기판과 p-n 게이트로부터 분리되어 있습니다.

조건의 충족으로 인해 주로 채널에서 형성되는 움직임. 채널의 두께가 가장 크고 저항이 가장 작은 경우. 소스를 기준으로 게이트에 음의 전압이 가해지면 p-n 접합이 확장되고 채널의 두께가 감소하며 저항이 증가합니다. 따라서 소스와 드레인 사이에 전압원을 연결하면 게이트에 인가되는 전압을 이용하여 채널의 저항을 변화시켜 채널에 흐르는 전류(Ic)를 제어할 수 있다. p-n 게이트가 있는 PT의 작동은 이 원리에 기초합니다.

p-n 게이트가 있는 PT의 주요 정적 특성은 전송(드레인-게이트) 및 출력(드레인) 특성입니다(그림 2.13).

채널이 완전히 차단되고 드레인 전류가 10분의 1 마이크로 암페어로 감소하는 게이트 전압을 컷오프 전압이라고 하며 지정합니다.

U 3I = 0에서의 드레인 전류를 초기 드레인 전류라고 합니다.

출력 특성에는 가파른 영역, 저항성 영역, 평평한 영역이 포함됩니다. 플랫 영역은 포화 영역 또는 채널 중첩 영역이라고도 합니다.

채널을 통해 흐르는 드레인 전류는 분산 저항 전체에 걸쳐 전압 강하를 생성하며, 이는 채널 게이트 및 채널 기판 역전압을 증가시켜 채널 두께를 감소시킵니다. 역전압은 드레인과의 경계에서 가장 큰 값에 도달하며, 이 영역에서 채널의 좁아짐이 최대입니다(그림 2.12). 특정 전압 값에서 두 p-n 접합이 모두 드레인 영역에서 닫히고 채널이 겹칩니다. 이 드레인 전압을 플래시오버 전압 또는 포화 전압()이라고 합니다. 게이트에 역전압을 가하면 채널이 추가적으로 좁아지고, 더 낮은 전압 값에서 차단이 발생합니다.

쇼트키 게이트가 있는 전계 효과 트랜지스터.안에 PT쇼트키 게이트를 사용하면 게이트 전압의 작용에 따라 금속과 반도체 사이의 경계면에 형성된 정류 접합의 두께를 변경하여 채널 저항을 제어합니다. p-n 접합과 비교하여 정류 금속-반도체 접합을 사용하면 채널 길이를 최대 0.5...1 µm까지 크게 줄일 수 있습니다. 동시에 FET의 전체 구조 크기가 크게 줄어들어 쇼트키 장벽이 있는 FET는 최대 50~80GHz의 더 높은 주파수에서 작동할 수 있습니다.

절연 게이트가 있는 전계 효과 트랜지스터.이러한 트랜지스터는 금속-유전체-반도체 구조를 가지며 간단히 MIS 트랜지스터라고 불립니다. 실리콘 산화물이 유전체로 사용되면 MOS 트랜지스터라고도 합니다.

MOS 트랜지스터에는 유도 채널과 내장 채널의 두 가지 유형이 있습니다.

유도된 p형 채널이 있는 MOS 트랜지스터(그림 2.14)에서 p형 드레인 및 소스 영역은 기판의 n 영역과 함께 두 개의 역류 영역을 형성합니다.

EAF가 켜져 있고 극성 소스가 연결되면 회로에 전류가 흐르지 않습니다. 소스와 기판에 대해 게이트에 음의 전압이 가해지면 게이트 아래에 위치한 반도체의 표면 근처 층에서 이 전압의 충분한 값에서 전기 전도성 유형의 반전이 발생하고 드레인과 소스의 p 영역은 p형 채널로 연결됩니다. 이 게이트 전압을 문턱전압이라 부르며 로 지정한다. 음의 게이트 전압이 증가할수록 반전층의 반도체 내부로의 침투 깊이가 증가하는데, 이는 채널 두께가 증가하고 저항이 감소함을 의미합니다.

유도된 p형 채널을 갖는 MOS 트랜지스터의 전달 및 출력 특성이 그림 1에 나와 있습니다. 2.15. 채널 저항 양단의 전압 강하는 게이트 사이의 전압을 감소시킵니다.

채널 및 채널 두께. 채널이 가장 많이 좁아지는 곳은 전압이 가장 낮은 드레인에서 발생합니다. .

드레인과 소스 영역 사이에 채널이 내장된 MOS 트랜지스터에서는 드레인과 소스와 동일한 유형의 전기 전도성을 갖는 얇은 표면 근처 층(채널)이 제조 단계에서 이미 생성됩니다. 따라서 이러한 트랜지스터에서는 초기 전류라고 불리는 드레인 전류가 로 흐른다.

p형 채널이 내장된 MOS 트랜지스터의 정적 출력 및 전달 특성은 그림 1에 나와 있습니다. 2.16.

PT의 미분 매개변수.위에서 설명한 매개변수 외에도 PT의 속성은 미분 매개변수, 즉 전달 특성의 기울기 또는 PT의 기울기로 특징지어집니다. 차동 저항 및 정적 이득.

PT의 기울기는 트랜지스터의 증폭 특성을 나타내며 저전력 트랜지스터의 경우 일반적으로 수 mA/V입니다.

차동 저항은 교류에 대한 DC 채널의 저항을 나타냅니다.

PT의 기울기는 다음 식에 기초하여 정적 출력 또는 전달 특성(그림 2.16)에 의해 결정될 수 있습니다.

및 차동 저항 - 식에 따른 출력 특성에 따라

정적 이득 at은 일반적으로 공식을 사용하여 계산됩니다.

전계 효과 트랜지스터의 기존 그래픽 기호가 그림 1에 나와 있습니다. 2.17.

전계 효과 트랜지스터는 입력 저항이 높은 증폭기, 스위치 및 논리 장치뿐만 아니라 제어 전압의 영향으로 저항이 변하는 요소로 제어 감쇠기에 사용됩니다.

반도체 다이오드

그래서 우리는 반도체가 무엇이고, 그 동작 원리는 무엇인지 알아냈습니다. 이제 가장 단순한 무선 전자 요소가 아닌 다이오드로 넘어 갑시다. 위에서 p-n 접합에 대해 이미 이야기했습니다. 이제 더 자세히 설명하겠습니다. p는 양수(양수)이고, n은 음수(음수, 음수)입니다. 다이오드에서 전자가 어떻게 움직이는지 알아봅시다. 예를 들어 배터리와 같은 갈바닉 요소를 연결하여 극성이 있다고 상상해 보십시오. 아, 그렇죠. 우리는 극성을 이해하지 못했습니다. 우리는 이미 다이오드의 구조를 알고 있습니다. p-n 접합, p - 양극은 양극, n - 음극은 음극입니다. 다이오드 본체에는 얇은 흰색 스트립이 있습니다. 대부분 음극이고 마이너스에 연결되며 다른 단자는 양극으로 플러스에 연결됩니다. 이제 전자의 움직임을 살펴보겠습니다. 다이오드의 극성 리드를 연결하면 이제 전류가 발생합니다. 양극 영역의 전자는 배터리의 마이너스 방향으로 이동하기 시작하고 음극 영역의 전자는 양극쪽으로 이동하기 시작하여 서로 만나고 전자가 구멍으로 뛰어 들어가는 것처럼 보입니다. 결과적으로 둘 다 중단됩니다. 존재하는 것. 이러한 전기 전도도를 전자-정공 전기 전도도라고 하며, 그림 3(A)에 표시된 것처럼 전자는 거의 저항 없이 움직입니다. 이 전류를 직류 Ipr이라고 하는데 양극이 마이너스에, 음극이 플러스에 연결되도록 극성을 바꾸면 어떻게 될까요? 무슨 일이 일어날 것? 즉, 양극 영역은 구멍이 배터리의 마이너스로 이동하기 시작하고 자유 전자가 플러스로 이동하기 시작하여 결과적으로 넓은 영역이 나타나며 그림 3 (B)에 음영 처리되어 있습니다. 이 전류를 역방향이라고 하며 수백 옴, 킬로옴, 심지어 메가옴을 초과하는 매우 높은 저항을 갖습니다.

그럼 p-n접합을 정리했으니 이제 다이오드의 용도에 대해 알아보겠습니다. 다이오드는 교류로부터 맥동 직류를 생성하기 위해 검출기 수신기에 사용됩니다. 교류란 도대체 무엇인가? 기억하자. 교류란 시간 단위인 반주기 동안 방향을 바꿀 수 있는 전류입니다. 다이오드는 어떻게 교류 전류를 맥동하게 만들 수 있습니까? 방법은 다음과 같습니다. 다이오드는 한 방향으로만 전류를 전달한다는 점을 기억하세요.

그림 3. 다이오드에서 역방향 및 순방향 전류 전자의 이동.

전류가 플러스에서 마이너스로 이동하기 시작하면 순방향 전류는 큰 저항 없이 조용하게 흐르지만, 전류가 마이너스에서 플러스로 이동하기 시작하면 다이오드가 통과할 수 없는 역전류가 발생합니다. 아마도 교류 전압의 그래프를 본 적이 있을 것입니다. 이러한 물결선은 선모양체입니다. 결론을 덮으면 맥동 전류가 발생합니다. 이는 다이오드가 하단 부분을 차단했음을 의미합니다. 전류는 플러스에서 마이너스로 한 방향으로만 이동합니다. 알았어요? 그럼 이제 트랜지스터로 넘어가겠습니다.

양극성 및 전계 효과 트랜지스터

그래서 우리는 양극성 및 전계 효과 트랜지스터에 이르렀습니다. 우리는 바이폴라 트랜지스터만 공부할 것이며 지금은 전계 효과 트랜지스터를 다루지 않을 것입니다. 다음 수업을 위해 따로 보관해 두겠습니다. 바이폴라 트랜지스터는 때때로 단순 트랜지스터라고도 불립니다. 일반적으로 우리는 이미 반도체와 그 특성, 다이오드와 p-n 접합에 대해 연구했습니다. 이제 우리는 더 복잡한 구조에 이르렀습니다. 구조? 그것이 무엇인지 생각하십니까? 우리는 이미 다이오드의 구조를 연구했습니다. 이 구조는 정공 전도성 또는 전자 전도성을 갖는 여러 개의 반도체라는 점을 상기해 봅시다. 이 구조는 p-n 접합으로 친숙합니다. 간단한(바이폴라) 트랜지스터에는 두 가지 구조가 있습니다. p-n-p 구조와 n-p-n 구조가 있습니다. 하지만 당신은 그 결과를 연구하지 않았습니다. 물론, 필드 트랜지스터와 같은 간단한 트랜지스터에는 세 개의 단자가 있습니다. 일반 트랜지스터만 단자 이름이 다르고 작동 원리도 다릅니다. 자, pnp 구조를 살펴보겠습니다. 첫 번째 단자는 제어 전류가 있는 베이스이고, 두 번째 단자는 이미터이며 베이스와 상호 작용하고, 세 번째 단자는 컬렉터이므로 증가된 전류가 제거됩니다. 이제 각 출력이 어디에 있고 어느 영역에 속하는지 결정해 보겠습니다. 첫 번째 핀은 베이스이고 전자 영역, 즉 "n"에 속합니다. 그런 다음 이미터는 베이스 왼쪽에 있는 양극 핀에 속하고 컬렉터는 양극 핀에 속합니다. 베이스 오른쪽에.

그럼 트랜지스터의 동작원리를 알아보겠습니다. 전류가 이미 터와베이스로 향하면 p-n 접합이 생기고 과도한 전자가 발생하여 결과적으로 컬렉터가 이러한 강한 전자 흐름을 수집하고 전류가 증폭됩니다. 나는 다이오드와 같은 트랜지스터가 닫힌 상태와 열린 상태의 두 가지 상태가 될 수 있다는 것을 잊어 버렸습니다. 그게 다입니다. 우리는 트랜지스터와 다이오드를 다루었습니다. 두 개의 p-n-p 및 n-p-n 구조 그림이 아래에 나와 있습니다.