- •3. Электротехнические материалы (проводники, полупроводники, диэлектрики).
- •4.Ферромагнитные материалы. Свойства и их применение.
- •5. Основные законы электрических цепей. Закон Ома.
- •6. Светоизлучающие диоды.
- •7. Основные законы магнитных цепей.
- •8. Фотодиоды. Основные характеристики.
- •9. Законы Кирхгофа.
- •10. Способы соединение источников электрической энергии.
- •11. Собственная электронная и дырочная электропроводность
- •12. Нелинейные электрические цепи постоянного тока
- •13. Электрические цепи с несколькими источниками. Метод контурных токов
- •14. Общие сведения о биполярных транзисторах
- •15. Основные типы диодов и их назначений
- •16. Полупроводниковые диоды. Вольтамперная характеристика
- •17. Векторные диаграммы. Цепь, содержащая активное сопротивление
- •18. Электронно-дырочный переход при прямом напряжении
- •19. Векторные диаграммы. Цепь, содержащая индуктивность
- •20. Электронно-дырочный переход при обратном напряжении
- •21. Векторные диаграммы. Цепь, содержащая емкость
- •22. Фоторезисторы. Основные физические характеристики.
- •23. Законы Кирхгофа в символической форме.
- •24. Усиление с помощью транзистора
- •25. Линейные электрические цепи несинусоидального тока. Условия их возникновения.
- •26. Краткие сведения об электрических фильтрах
- •27. Методы анализа и расчета нелинейных цепей переменного тока.
- •28. Электроизмерительные приборы. Погрешности измерений.
- •29. Тиристоры. Вах. Назначение
- •30. Номинальные величины электроизмерительных приборов.
14. Общие сведения о биполярных транзисторах
Биполярный транзистор - электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярный, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он отличается от униполярного (полевого) транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.
Принцип работы обоих типов транзисторов похож на работу водяного крана, который регулирует водяной поток, только через транзистор проходит поток электронов. У биполярных транзисторов через прибор проходят два тока - основной "большой" ток, и управляющий "маленький" ток. Мощность основного тока зависит от мощности управляющего. У полевых транзисторов через прибор проходит только один ток, мощность которого зависит от электромагнитного поля. В данной статье рассмотрим подробнее работу биполярного транзистора.
Устройство биполярного транзистора.
Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух PN-переходов. Различают PNP и NPN транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. Это похоже на два диода, соединенных лицом к лицу или наоборот.
У биполярного транзистора три контакта (электрода). Контакт, выходящий из центрального слоя, называется база (base). Крайние электроды носят названия коллектор и эмиттер (collector и emitter). Прослойка базы очень тонкая относительно коллектора и эмиттера. В дополнение к этому, области полупроводников по краям транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.
Режимы работы транзистора
В зависимости от того, в каких состояниях находятся переходы транзистора, различают режимы его работы. Поскольку в транзисторе имеется два перехода (эмиттерный и коллекторный), и каждый из них может находиться в двух состояниях (открытом и закрытом), различают четыре режима работы транзистора. Основным режимом является активный режим, при котором эмиттерный переход находится в открытом состоянии, а коллекторный - в закрытом. Транзисторы, работающие в активном режиме, используются в усилительных схемах. Помимо активного , выделяют инверсный режим, при котором эмиттерный переход закрыт, а коллекторный - открыт, режим насыщения, при котором оба перехода открыты, и режим отсечки, при котором оба перехода закрыты.
15. Основные типы диодов и их назначений
Полупроводниковый диод — это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство электрического перехода (незначительная коррекция данного определения может понадобиться лишь для очень узкого круга приборов, например, для некоторых диодов СВЧ и прецизионных стабилитронов).
Типы диодов
По назначению полупроводниковые диоды подразделяются на выпрямительные диоды малой, средней и большой мощности, импульсные диоды и полупроводниковые стабилитроны.
Выпрямительные диоды малой мощности. К ним относятся диоды, поставляемые промышленностью на прямой ток до 300мА. Справочным параметром выпрямительных диодов малой мощности является допустимый выпрямительный ток (допустимой среднее значение прямого тока), который определяет в заданном диапазоне температур допустимое среднее за период значение длительно протекающих через диод импульсов прямого тока синусоидальной формы при паузах в 180 (полупериод) и частоте 50 Гц. Максимальное обратное напряжения этих диодов лежит в диапазоне от десятков до 1200В.
Выпрямительные диоды средней мощности. К этому типу относятся диоды, допустимое среднее значение прямого тока которых лежит в пределах 300мА-10мА. Большой прямой ток этих по сравнению с маломощными диодами достигается увеличением размеров кристалла, в частности рабочей площади p-n перехода. Диоды средней мощности выпускаются преимущественно кремниевыми. В связи с этим обратный ток этих диодов при сравнительно большой плоскости p-n перехода достаточно мал(несколько десятков микроампер). Теплота, выделяемая в кристалле от протекания прямого и обратного токов в диодах средней мощности, уже не может быть рассеяна корпусом прибора.
Мощные (силовые) диоды. К данному типа относятся диоды на токи от 10А и выше. Промышленность выпускает силовые диоды на токи 100 - 100 000 А и обратные напряжения до 6000 В. Силовые диоды имеют градацию по частоте охватывают частотный диапазон до десятков килогерц. Мощные диоды изготовляют преимущественно из кремния. Кремниевая пластинка с p-n переходом, создаваемым диффузным методом, для таких диодов представляет собой диск диаметром 10-100мм и толщиной 0,3-0,6 мм.
В зависимости от области применения полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы:
выпрямительные,
универсальные,
импульсные,
сверхвысокочастотные,
стабилитроны,
варикапы,
туннельные,
обращенные,
фотодиоды,
светоизлучающие диоды,
генераторы шума,
магнитодиоды.