2. Полупроводниковый диод, его свойства и область применения.

П

I_пр

олупроводниковые диоды относятся к электронным приборам, использующим одностороннюю проводимость электронно-дырочного перехода.

U_пр

U_обр

I_обр

I_пр

I_обр

р-n-переход

обладает неодинаковыми

сопротивлениями в прямом

и обратном направлениях;

можно преобразовать

Iперем в Iпост.

ДИ О Д Ы

точечные плоскостные (слоистые)

электронно-дырочный переход создаётся в основаны на использовании р-n-перехода.

месте контакта пластинки Ge (Si) с заострён- Изготовляются методом сплавления Ge с In

ной металлической проволочкой, имеющей (акцептором). При нагревании In плавится

акцепторные\донорные примеси. и диффундирует вGe на границе с In у

Исп-ся: Ge – дырочная односторонняя

- в маломощных выпрямительных схемах; проводимость.

- для детектирования и преобразования Исп-ся:

частоты; - выпрямление, преобразование, стабили-

- в измерительной аппаратуре зация, генерация и т.п.

2 Опасных случая:

1) U_обр.max>[U]

Включаем несколько диодов последовательно для равномерного распределения напряжения между ними. Из-за разброса параметров диодов можетR_обр. различны U распределяется между диодами ~ их R может также быть U_обр.max>[U] на одном из них подключаются активные сопротивления R_ш~1-10 кОм.

2) I>[I]

П

D₁ D₂

R_ш R_ш

R_д D₁

R_дD₂

рименяется параллельное включение диодов. Чтобы устранить разбросR диодов на работу схемы, последовательно с ними подключаются добавочные сопротивления R_д~0,2-0,8 кОм.

1) 2)

3. Принцип действия транзистора (полупроводникового триода).

Полупроводниковый триод (транзистор) представляет собой электронный прибор, основанный на свойствах двух, расположенных весьма близко друг к другу, электронно-дырочных р-n переходов.

Основной элемент транзистора – кристалл германия или кремния, в котором с помощью соответствующих примесей создаются три слоя с различными типами проводимости.

П₁П₂

в обоих транзисторах – 2 p-n-перехода с динамическим равновесием

Э

К

n P n

Б

Ge Si

Принцип действия транзисторов обоих типов один и тот же. Различие состоит лишь в выборе полярности присоединяемых источников питания.

Э – эмиттер; Б – база; К – коллектор.

Транзисторы включаются в схему таким образом, чтобы к p-n-переходу П₁ эмиттер-база внешнее напряжение было приложено в прямом направлении, а к p-n-переходу П₂ коллектор-база – в обратном направлении. При включении внешних напряжений для обоих полупроводниковых триодов потенциальный барьер между эмиттером и базой понижается, а между базой и коллектором – увеличивается. В результате этого основные носители заряда эмиттерного слоя переходят в область базы, а затем в область коллектора, создавая ток через коллекторный p-n-переход.

Одновременно с этим имеет место и переход основных носителей заряда базы через эмиттерный переход. Однако в область базы при изготовлении триода вводят << примесей, чем в эмиттер, поэтому ток через эмиттерный переход создаётся главным образом переходом основных носителей заряда эмиттера через базу. Если время прохождения основных носителей заряда эмиттера через базу много меньше времени их независимого существования, то основная часть этих носителей дойдёт до коллекторного перехода. При этом лишь небольшая часть указанных носителей рекомбинирует в базе с её основными носителями. Значит, величина тока, протекающего через коллекторный переход, определяется и зависит от величины тока, протекающего через эмиттерный переход.

Связь между током коллекторной и током эмиттерной цепей:

α=di_k/di_э при U_k=const. – коэффициент передачи тока.

В простейшем случае: α=I_k/I_э.

Для плоскостных транзисторов: α=0,92-0,99.

Ток базы: I_б=I_э-I_k.