1.p-n переход, его свойства. Полупроводниковые диоды.

Э-д п(p-n переходом) называют слой с пониженной концентрацией носителей заряда, разграничивающий две области монокристалла полупроводника с различной электропроводностью.

Энергетическая диаграмма :

1) Если внешнее напряжение приложено так, что создаваемая им напряженность электрического поля Е противоположна по направлению напряженности внутреннего поля, то суммарная напряженность поля в p-n переходе падает, высота потенциального барьера уменьшается.

2) Если создаваемое внешним источником электрическое поле в p-n переходе совпадает по направлению с внутренним, то высота потенциального барьера для основных носителей увеличивается.

3)P-n переход обладает вентильными свойствами, т.е. способностью проводить ток только в одном направлении.

Полупр. диодом называют полупр. прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя внешними выводами.

Выпрямит. диод- полупр. диод, предн. для выпрямления переменного тока.

Стабилитрон- полупр. диод, U на котором в области эл. пробоя слабо зависит от тока и который используется для стабилизации напряжения.

Стабистор – полупроводниковый диод, в котором для стабилизации постоянного напряжения используется p-n переход, включённый в прямом направлении.

2.Биполярные транзисторы.

Б.тр. называют полупроводниковый прибор, состоящий из трех областей с чередующимися типами электропроводности, пригодный для усиления мощности. Возможны две 3-х слойные структуры с различным чередованием областей, имеющих электронную и дырочную проводимость.

Область транзистора расположенная между p-n переходами, назвают базой. Одна из наружних областей, явл. источником носителей зарядов называется эмиттером. Другая наружняя область, принимающая заряды, поступающие от эмиттера – коллектором. Если транзистор работает в режиме усиления малого синусоидального напряжения, то токи в нем оказываются линейными функциями этих напряжений. Транзистор можно рассматривать как линейный четырехполюсник. усилительные свойства транзистора проявляются при включении нагрузки в цепь коллектора.

3.Полевые транзисторы.

П.т.- электропреобразовательный прибор, в котором ток через канал управляется электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между затвором и истоком, и который предназначен для усиления мощности электромагнитных колебаний.

П.т. являются униполярными приборами, поскольку ток через управляемый канал переносится дрейфом лишь основных носителей заряда. Канал - область полупроводника, в которой поток носителей заряда регулируется изменением ее поперечного сечения. Электрод, через который в канал втекают носители заряда, называют истоком, а электрод, через который они из канала вытекают – стоком. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором. Различают полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом – это транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала p-n переходом, смещенным в обратном направлении.

4.Тиристоры

Тиристор- полупроводниковый прибор с тремя или более p-n переходами, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который используется для переключения тока в нагрузке. тиристоры подразделяются на двухэлектродные (динисторы) и трехэлектродные (тринисторы). Динистор- неуправляемый тиристор, имеющий два внешних вывода.

Тринистор- управляемый тиристор, имеющий три внешних вывода. Структура тиристора состоит из четырех областей монокристалла полупроводника с чередующимся типом электропроводности.

Тиристор может находиться в двух состояниях: в закрытом, которое характеризуется большим падением напряжения на тиристоре и прохождением малых токов через него, т.е. большим сопротивлением или открытом, которое характеризуется малым падением напряжения на тиристоре и прохождения больших токов через него, т.е. малым сопротивлением.

Основной областью применения тиристоров является управление мощностью как переменного, так и постоянного тока, передаваемой от источника в нагрузку, а также в управляемых выпрямителях.

5.Излучающие полупроводниковые приборы.

Полупроводниковые приборы, предназначенные для непосредственного преобразования электрической энергии в энергию светового излучения, называют светодиодами. Светодиоды - излучающий полупроводниковый прибор с одним (или несколькими) электрическим переходом. Световое излучение, вырабатываемое светодиодами, обусловлено процессом преобразования электрической энергии в световую. Если к светодиоду приложить внешнее напряжение в прямом направлении, то это приведет к уменьшению потенциального барьера и появится возможность протекания тока через переход. При определенной ширине запрещенной зоны эта высвобожденная энергия выделяется в форме видимого света. Длина волны или цвет излучаемых колебаний определяется используемым полупроводниковым материалом. Вольт-амперные характеристики светодиода аналогичны соответствующим характеристикам выпрямительного диода.