Классификация полупроводниковых приборов.
Полупроводниковыми приборами называются приборы, принцип действия которых основан на использовании свойств pn-переходов.
1. Полупроводниковые резисторы
2. Полупроводниковые диоды
3. Биполярные транзисторы
4. Полевые транзисторы
5. Тиристоры
6. Полупроводниковые фотоэлектрические приборы.
7. Полупроводниковые микросхемы.
8. Комбинированные полупроводниковые приборы.
Полупроводниковые резисторы
Классификация:
1. Линейные резисторы
2. Варисторы
3. Терморезисторы (термисторы и позисторы)
4. Тензорезисторы
5. Фоторезисторы.
Линейные резисторы
Линейный резистор - полупроводниковый резистор, в котором применяется слаболегированный материал типа кремния или арсенида галлия.
Используются в интегральных микросхемах.
Варисторы
Варистор - полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения.
Один из основных параметров варистора коэффициент нелинейности. 
, где U I Напряжения и ток варистора. Коэффициент нелинейности для различных типов варисторов лежит в пределах 2-6.
Терморезисторы (термисторы и позисторы)
Терморезистор - полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры.
Термистор - сопротивление с ростом температуры падает.
Позистор - сопротивление с ростом температуры растет.
|
|
|
Один из основных параметров терморезистора - температурный коэффициент сопротивления, который выражает процентное изменение сопротивления в зависимости от температуры.
Для термисторов K=-0.3 - -0.66. У позисторов температурный коэффициент положительный. Применяются в системах регулирования, тепловой защите.
Тензорезисторы
Тензорезистор - полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления от механических деформаций. Важнейшей характеристикой является деформационная характеристика.
Основными параметрами является номинальное сопротивление R= 100-500 Ом и коэффициент тензочувствительности 
К=-150 - +150.
Полупроводниковые диоды.
Полупроводниковый диод это полупроводниковый прибор с одним pn-переходом. По конструкции классифицируются как плоскостные и точечные.
К точечным диодам относятся:
1. Выпрямительные.
2. СВЧ - диоды.
К плоскостным диодам относятся:
1. Выпрямительные
2. Стабилитроны
3. Туннельные диоды
4. Обращенные диоды
5. Варикапы.
6. Светодиоды
7. Фотодиоды
8. Фотоэлементы.
Выпрямительные диоды.
Это диоды предназначенные для выпрямления переменного тока. По мощности подразделяютя на маломощные, средней и большой мощности. Вольтамперная характеристика аналогична характеристике pn-перехода. Основные параметры:
|
|
|
- прямое напряжение, которое нормируется при определенном прямом токе.
- максимально допустимый прямой ток
- максимально допустимое обратное напряжение
- обратный ток, который нормируется при определенном обратном напряжении.
Для повышения обратного напряжения диоды включаются последовательно. В диодных матрицах диоды присоединены к одному общему выводу. В диодных сборках используется параллельное, последовательное, мостовое и другие способы включения диодов.
Стабилитроны
Полупроводниковый диод, напряжение на котором в области пробоя слабо зависит от тока и который используется для стабилизации напряжения. Работа стабилитрона видна из его вольт - амперной характеристики.
При увеличении Iн Iс уменьшается, а напряжение остается постоянным за счет характеристики стабилитрона. Основными параметрами стабилитрона являются:
1. Напряжение на участке стабилизации Uст
2. Динамическое сопротивление на участке стабилизации 
3. Минимальный и максимальный токи стабилизации Iст min Iст max Стабилитроны допускают последовательное включение, при этом общее напряжение стабилизации равно сумме напряжений стабилизации.
|
|
|
Туннельный диод.
Полупроводниковый диод на основе вырожденного полупроводника. Из-за высокой концентрации примесей и малой ширины pn-перехода в области перехода появляются так называемые потенциальные ловушки, что приводит к образованию на вольтамперной характеристике участка с отрицательным сопротивлением (т.е. при увеличении напряжения ток уменьшается).
Основными параметрами являются:
1. Ток пика Ip
2. Отношение тока пика к току впадины 
Обращенные диоды
- Разновидность туннельных диодов. Электрическая проводимость при обратном напряжении вследствие туннельного эффекта значительно больше, чем при прямом напряжении. Обладают вентильными свойствами при малых напряжениях в той области, где выпрямительные диоды вентильными свойствами не обладают. Туннельные диоды применяются в генераторах высокочастотных колебаний и в импульсных переключателях.
Варикап
Полупроводниковый диод, в котором используется зависимость емкости pn-перехода от обратного напряжения. Варикап применяется в качестве элемента с электрически управляемой емкостью. Используется в схемах управления, для автоматической подстройки частоты.
|
|
|
Основные параметры:
Общая емкость при небольшом обратном напряжении Uобр=2-5В и коэффициент перекрытия по емкости 
. Для большинства варикапов С=10-500 пФ и К=5-20.
В последнее время появилось еще два типа диодов - магнитодиод и тензодиод. Магнитодиод - полупроводниковый диод в котором используется изменение вольтамперной характеристики под действием магнитного поля. Основным параметром является его чувствительность 
, где dU и dB приращение прямого напряжения и магнитной индукции. K=(10-50)*103 B/(Тл*мА)
Тензодиод -полупроводниковый диод в котором используется изменение вольтамперной характеристики под действием механических деформаций. В качестве тензодиодов обычно применяются туннельные диоды у которых отдельные участки в/а характеристики существенно зависят от деформации рабочего тела диода.
Биполярные транзисторы
Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности, пригодный для усиления мощности.
Классификация:
По типу:
1. p-n-p-тип
2. n-p-n-тип
По частоте:
1. низкочастотные f < 3 Мгц
2. среднечастотные 3 МГц < fгр < 30 Мгц
3. высокочастотные 30М Гц < fгр < 300 Мгц
4. сверхвысокочастотные fгр > 300 Мгц
По мощности:
1. малой мощности Рmax < 0.3 Вт
2. средней мощности 0.3 Вт < Рmax < 1.5 Bт
3. большой мощности Рmax > 1.5 Bт
В биполярных транзисторах ток определяется носителями зарядов двух типов: электронов и дырок (отсюда и название биполярный) Транзистор имеет три вывода которые называют база, эмиттер, коллектор. В зависимости от проводимости транзисторы подразделяют на транзисторы прямой проводимости p-n-p и транзисторы обратной проводимости n-p-n. В зависимости от полярности прикладываемых напряжений транзистор может работать в одном из трех режимов:
1. Режим отсечки. Напряжение между эмиттером и базой и напряжение между эмиттером и коллектором обратные.
2. Режим насыщения. Напряжение между эмиттером и базой и напряжение между эмиттером и коллектором прямые.
3. Активный режим. Напряжение между эмиттером и базой прямое, а между эмиттером и коллектором обратное.
Рассмотрим работу транзистора в активном режиме.
При действии прямого напряжения Еб эмиттерный переход смещается в прямом направлении (ширина перехода уменьшается) и дырки свободно проходят через pn переход в область базы. База очень тонкая, поэтому основная масса дырок перемещается к коллекторному переходу и лишь незначительная часть рекомбинирует с электронами базы, образуя ток базы Iб. Изменением тока базы можно изменять напряжение на эмиттерном переходе (изменять ширину, а следовательно сопротивление перехода) и таким образом управлять током между эмиттером и коллектором. Следовательно, особенность транзистора состоит в том, что между его электронно дырочными переходами существует взаимодействие - ток одного из переходов может управлять током другого перехода. В этом состоит усилительное свойство транзистора - незначительное изменение тока базы Iб влечет значительное изменение тока коллектора Iк. Уравнение связи токов в транзисторе имеет вид: Iэ=Iб+Ik+Iко, где Iко - обратный коллекторный ток. Связь между приращением эмиттерного и коллекторного токов характеризуется коэффициентом передачи тока: 
при Uкб=Const для схемы с общей базой.
Схемы включения транзистора.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 6595; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!