5. Электроника.

5.1. Параметры, свойства, характеристики полупроводниковых диодов, тиристоров и транзисторов.

П олупроводниковый диод – прибор, имеющий один p-n переход, структуру p-n типа и 2 вывода (электрода).

Так как диод имеет всего один переход, то его ВАХ аналогична ВАХ p-n перехода.

Диоды нужны для работы в выпрямительных устройствах, и называются выпрямителями. При анализе устройств с такими диодами, их, диоды, идеализируют, то есть считают, что сопротивление в прямом направлении =0, а в обратном равно бесконечности.

ВАХ идеализированного диода

Основными параметрами выпрямительного диода является max допустимый прямой ток и max допустимое обратное напряжение. При выборе диодов на выпрямителе нужно обеспечить 30-50% запас и по прямому току и по обратному напряжению

Тиристор – прибор, имеющий 3 p-n перехода и 4х-слойную структуру p-n-p-n типа и 3 вывода: анод, катод и управляющий электрод.

Тиристор может быть включен в прямом или обратном

А направлении. При обратном (потенциал анода ниже катода)

сопротивление тиристора большое, и обратный ток почти

отсутствует. Как и диод не пропускает ток в обратном

направлении. При прямом включении он может находиться

УЭ в одном из 2х возможных устойчивых состояний:

- непроводящее (закрытое)

- проводящее (открытое)

К Перевод тиристора из закрытого в открытое состояние осуществляют импульсным способом, то есть между УЭ и К прикладывают напряжение управления в виде импульса. Остается в открытом состоянии после снятия напряжения управления. Для закрытия тиристора нужно как-то уменьшить приводной ток до 0.

Если при токе управления =0, прямое

напряжение на тиристоре увеличить,

то тиристор так же откроется.

Биполярный транзистор – прибор, имеющий 2 p-n перехода и 3х-слойную структуру

n-p-n или p-n-p типа

Э – эмиттер, сильно легированный слой. Является поставщиком носителей заряда.

К – коллектор, слаболегированный слой. Является приемщиком

Б – база, слаболегированный тонкий слой. Толщина соизмерима с длиной свободного пробега электрона.

Транзистор – основной элемент усилителей. Усилитель имеет входную цепь с 2мя выводами, и выходную с 2мя выводами. Так как транзистор содержит всего 3 вывода, то при включении его в схему усилителя один вывод получается общим для входной и выходной цепей. В практике используют схему с общим эмиттером.

Характеристики транзисторов даются для схемы включения с общим эмиттером:

p-n переход примыкающий к эмиттеру – эмиттерный переход, а к коллектору – коллекторный переход.

В схеме включения транзистора эмиттерный переход в прямом направлении, поэтому напряжение между базой и эмиттером составляет десятые доли Вольта.

Коллекторный переход в обратном направлении, поэтому напряжение между коллектором и эмиттером примерно 10-30 Вольт. В зависимости от значения тока базы изменяется и ток коллектора и эмиттера. С помощью I_Б можно регулировать степень закрытого состояния до полностью открытого. В соответствии с Первым законом Кирхгофа:

I_Э=I_К+I_Б. Ток базы составляет несколько сотых долей от тока эмиттера, то есть I_Э=I_К.

Изменяя малую величину тока базы при малом напряжении между базой и эмиттером можно регулировать током цепи коллектора при большом напряжении между коллектором и эмиттером, то есть цепью с большой мощностью.

Статические свойства транзистора:

ССТ характеризуют статическими входными и выходными характеристиками.

Входная характеристика – зависимость тока базы от напряжения между базой и эмиттером при постоянном напряжении между коллектором и эмиттером.

I_Б=f(U_БЭ) при U_КЭ=const

При U_КЭ 5 В все входные характеристики сливаются в одну

Выходная характеристика – зависимость тока коллектора от напряжения между коллектором и эмиттером при постоянном токе базы.

I_К=q(U_КЭ) при I_Б=const