Биполярный транзистор. Устройство, принцип работы, классификация. Условное графическое обозначение.
Свойства p-n-перехода. Вольтамперная характеристика p-n-перехода. p-n-ПЕРЕХОД (n-p-переход, электронно-дырочный переход), переходная область между двумя частями одного кристалла полупроводника, одна из которых имеет электронную проводимость (n-типа), а другая - дырочную (p-типа). Принцип работы большинства полупроводниковых приборов основан на специфических свойствах p-n перехода . В результате диффузии части электронов и дырок переходят в соседние области, остаются только неподвижные ионы. Возникает электрический барьер с напряженностью E и диффузия носителей зарядов прекращается, p-n переход перестает работать. Если к свободным торцам полупроводников p и n типов подключить соответственно отрицательный и положительные плюсы источника постоянного напряжения( обратное вкл), то напряженность поля Е и высота потенциала барьера возрастет – тока не будет. Если к свободным торцам соответственно подключиться положительный и отрицательные плюсы (прямое вкл), то высота потенциала барьера уменьшиться в цепи появиться электрический ток. Следовательно, через идеальный p-n переход может протекать электрический ток только одного направления. ВАХ Прямая ветвь показывает, что при небольших прямых U возникает значительный прямой ток. Обратная ветвь показывает, что до определенное значение Uобр. ток очень мал. При повышении U в p-n переходе происходит лавинное размножение неосновных носителей заряда( лавинный пробой). Обратное U резко возрастает. При дальнейшем увеличении тока Эл. Пробой переходит в необратимый тепловой.
|
|
|
Параметры и характеристики полупроводниковых диодов. Обозначение на схемах, общие условия выбора вентилей.
Полупроводниковый диод- прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами.
В полупроводниковых диодах используется свойство p-n перехода, хорошо проводить ток в одном направлении и плохо пропускать в противоположном направлении. Эти токи и соответствующие им напряжения между выводами называться прямыми и обратными токами, прямыми и обратными напряжениями. Основной характеристикой работы диода- является 1)вольтамперная характеристика.( та же что и для p-n перехода)Для выпрямительного диода основными параметрами является макс прямой токи макс допустимое обратное U.
Вентиль– обладает односторонней проводимостью и обеспечивает преобразование переменного тока в выпрямленный (ток одного направления).
При выборе типа диода нужно руководствоваться стремлением обеспечить наибольшую надежность работы диода в данной схеме. Необходимо обеспечить режим в соответствии с рекомендациями. Однако при выборе группы диода в пределах одного типа не следует стремиться без необходимости применять приборы с наивысшими значениями параметров. При проектировании схем часто возникает необходимость применения диодов для выполнения функций, в значительной степени отличающихся от их целевого назначения. Поэтому возникает необходимость измерения параметров диодов в режимах, отличающихся от указанных и испытании на пригодность к функционированию в конкреных электрических режимах.
|
|
|
Характеристики стабилитронов и стабисторов. Назначение, способ включения, обозначение на схемах.
Стабилитрон-полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения.
Изготавливают из кремния( у германиевых Эл.пробой легко переходит в тепловой.)
Характеристики:
Стабилитроны работают только в цепях постоянного тока. При включении напряжения следует соблюдать полярность. Для получения стабилизированного напряжения обязательно нужно включать последовательно со стабилитроном ограничивающее ток сопротивление. Полезная нагрузка, на которой нужно получить стабильное напряжение, включается параллельно стабилитрону.Стабилитрон включается параллельно тому участку цепи, на котором нужно стабилизировать U. Imin = 50…100 мА; Imax ограничивается допустимой рассеиваемой мощностью и может быть от нескольких десятков мА до нескольких ампер. Чем больше отношение ограничивающего ток R ко внутреннему R стабилитрона, тем тем лучше стабилизация. (R/ Ri ). Слишком большое R приводит к потере мощности. Для увеличения Uст можно включать стабилитрон последовательно.
|
|
|
Стабистор -полупроводниковый диод, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь вольт-амперной характеристики. (то есть в области прямого смещения напряжение на стабисторе слабо зависит от тока).
Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронами является меньшее напряжение стабилизации.
Последовательное соединение двух или трёх стабисторов даёт возможность получить удвоенное или утроенное значение напряжения стабилизации. Стабисторам присущ отрицательный температурный коэффициент сопротивления, то есть напряжение на стабисторе при неизменном токе уменьшается с увеличением температуры. В связи с этим стабисторы используют для температурной компенсации стабилитронов с положительным коэффициентом напряжения стабилизации.
|
|
|
4. Классификация полупроводниковых приборов с одним p-n-переходом.
Стабилитрон.
2. Варикап - , применяемый в качестве Эл. Конденсатора, управляемого напряжением. В варикапах используется зависимость емкости p-n перехода от приложенного U. (как правило в обратном направлении) Применяют для электронной настройки высокочастотных колебательных контуров, управления частотой генератора гармонических колебаний.
3. Туннельный диод- диод, принцип дейчтвия которого основан на туннельном эффекте: заряженные частицы, имеющие энергию, недостаточную для прохождения через потенциальный барьер, все-таки может пройти сквозь него , если с другой стороны этого барьера имеется такой же свободный эн. Уровень, какой она занимала перед барьером. Переход совершается без затрат энергии.
4. Диод Шотки– это полупроводниковый диод, выполненный на основе контакта металл — полупроводник. Полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении. m-p ; m-n
5. Фотодиод –диод, в котором используется взаимодействие оптического излучения с носителями заряда в запирающем слое p-n перехода. В результате освещения p-n перехода повышается обратный ток.
6. Светодиоды– в режиме прямого тока в области p-n перехода возникает видимое или инфракрасное излучение. Длина волны света, зависит от состава полупроводника и от величины прямого тока.
7. Высокочастотные диоды –предназначены для обрабодки высокочастотных сигналов. Большую роль играет емкость p-n перехода.
Для расширения частотного диапозона уменьшают эту емкость.
Биполярный транзистор. Устройство, принцип работы, классификация. Условное графическое обозначение.
Биполярный транзистор— полупроводниковый прибор с двумя p-n переходами и 3-мя выводами из трех областей: эмиттер, база, коллектор. База отличается от эмиттера и коллектора малой шириной и малой концентрацией носителей заряда. Самая большая концентрация в эмиттере.
По чередованию областей полупроводников различают p n p и n p n. Они отличаются только полярностью U на выводах тр-ра. Основныминосителями заряда в транзисторе n–p–n-типа являются электроны, а в p–n–p-
транзисторе – дырки.
Классификация:
По типу используемого полупроводника транзисторы классифицируются на кремниевые, германиевые и арсенид-галлиевые.
По мощности различают маломощные транзисторы (рассеиваемая мощность измеряется в милливаттах), транзисторы средней мощности (от 0,1 до 1 Вт рассеиваемой мощности) и мощные транзисторы (больше 1 Вт).
По исполнению различают дискретные транзисторы (корпусные и бескорпусные) и транзисторы в составе интегральных схем.
Принцип работы: В активном режиме работы, транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении. В npn транзисторе электроны, основные носители тока в эмиттере проходят через открытый переход эмиттер-база в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками), часть диффундирует обратно в эмиттер. Однако, из-за того что базу делают очень тонкой и очень слабо легированной, большая часть электронов, инжектированная из эмиттера диффундирует в область коллектора. Сильное электрическое поле обратно смещённого коллекторного перехода захватывает и проносит их в коллектор. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (Iэ=Iб+Iк).
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 657; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!