Полупроводниковые приборы (тиристоры,транзисторы, диоды)Поэтому прямой ток через p—n-пеpеход будет состоять почти исключительно из дыpок, движущихся слева напpаво. Попав в n-область тpиода, дыpки, совеpшающие тепловое движение, диффундируют по направлению к n —p-переходу, но частично успевают претерпеть рекомбинацию со свободными электронами n-области. Но если n-область узка и свободных электронов в ней не слишком много (не ярко выраженный проводник n-типа), то большинство дырок достигнет второго перехода и, попав в не-го , переместится его полем в правую p-область. У хороших триодов поток дырок, проникающих в правую p-область, составляет 99% и более от потока, проникающего слева в n-область. Если при отсутствии напряжения между точками а и б обратный ток в n — p - -переходе очень мал, то после появления напряжения на зажимах а и б этот ток поч-ти так же велик, как прямой ток в левом переходе. Таким способом можно управлять силой тока в правом (запертом) n—p-переходе с помощью левого p —n-перехода. Запирая левый переход, мы прекращаем ток через правый переход; открывая левый переход, получаем ток в правом переходе. Изменяя величину прямого напряжения на левом переходе, мы будем изменять тем самым силу тока в правом переходе. На этом и основано применение p — n —p-триода в качестве усилителя.
Усиления по току при данной схеме включения триода не получается, так как ток, идущий через правый переход, даже немного меньше тока, идущего через левый переход. Но вследствие усиления по напряжению здесь происходит усиление мощности. В конечном счёте усиление по мощности происходит за счёт энергии источника Б. Действие транзистора можно сравнить с действием плотины. С помощью постоянного источника (течения реки) и плотины создан перепад уровней воды. Затрачивая очень небольшую энергию на вертикальное перемещение затвора, мы можем управлять потоком воды большой мощности, т.е. управлять энергией мощного постоянного источника. Переход, включаемый в проходном направлении (на рисунках - левый), называется эмиттерным, а переход, включаемый в запирающем направлении (на рисунках - правый) — коллекторным. Средняя область называется базой, левая — эмиттером, а правая — коллектором. Толщина базы составляет лишь несколько сотых или тысячных долей миллиметра. Срок службы полупроводниковых триодов и их экономичность во много раз больше, чем у электронных ламп. За счёт чего транзисторы нашли широкое применение в микроэлектронике — теле-, видео-, аудио-, радиоаппаратуре и, конечно же, в компьютерах. Они заменяют электронные лампы во многих электрических цепях научной, промышленной и бытовой аппаратуры. Преимущества транзисторов по сравнению с электронными лампами - те же, как и у полупроводниковых диодов - отсутствие накалённого катода, потребляющего значительную мощность и требующего времени для его разогрева. Кроме того транзисторы сами по себе во много раз меньше по массе и размерам, чем электрические лампы, и транзисторы способны работать при более низких напряжениях. Но наряду с положительными качествами, триоды имеют и свои недостатки. Как и полупроводниковые диоды, транзисторы очень чувствительны к повышению температуры, электрическим перегрузкам и сильно проникающим излучениям (чтобы сделать транзистор более долговечным, его запаковывают в специальный “футляр”). Основные материалы из которых изготовляют триоды — кремний и германий. Тиристоры Появилась в самом начале 50-х годов и четырехслойная структура, получившая вначале название «хук-транзистор», или транзистор с ловушкой в коллекторе. Наряду с приборами, дающими возможность осуществлять линейное усиление сигналов, в электронике, в вычислительной технике и, особенно в автоматике широкое применение находят приборы с падающим участком вольтамперной характеристики. Эти приборы чаще всего выполняют функции электронного ключа и имеют два состояния: запертое, характеризующееся высоким сопротивлением, и отпертое, характеризующееся минимальным сопротивлением. 10—15 лет назад в схемах электронной автоматики в качестве электронного ключа использовали газонаполненный прибор — тиратрон. При подаче управляющего (поджигающего) импульса в баллоне тиратрона начинался лавинный процесс ионизации газа. Промежуток между анодом и катодом становился проводящим и замыкал силовую цепь. С появлением плоскостного биполярного транзистора несколько позже было замечено, что характеристики такой структуры во многом напоминали характеристики тиратронов, и приборы такого типа получили название тиристоров (по аналогии с терминами тиратрон и транзистор). В ходе развития полупроводниковой техники появились и другие приборы, обладающие аналогичными характеристиками, хотя их работа и основана на других принципах. К числу таких, приборов можно отнести двухбазовый диод и лавинный транзистор. Оба эти прибора не подходят под определение тиристора, однако мы включаем их в эту главу, исходя из области их применения. Итак, начнём рассмотрение основных физических процессов, протекающих в четырехслойной триодной структуре типа р-п-р-п , в которой выводы сделаны от двух крайних областей и от средней n -области. В соответствии с терминологией МЭК прибор, имеющий такую структуру, называется триод-тиристором . Четырехслойная структура с двумя выводами от крайних областей называется диод-тиристором . Если транзистор типа р-п-р-п включить в схему так, как обычно включается транзистор типа р-п-р , т. е. считать правую n -область коллектором, и подать на нее отрицательное по отношению к базе (средняя n -область) смещение, а эмиттер (левая р-область ) временно оставить разомкнутым, то подключенную к источнику питания Другими словами, полярность приложенного к условному транзистору напряжения такова, что средний р-п переход имеет смещение в обратном направлении и на нем падает почти все напряжение источника питания, тогда как правый р-п переход имеет смещение в прямом направлении. Обозначая двумя штрихами величины, относящиеся к этому условному транзистору, запишем I ’’ к = I ’’ э =( B ’' 0 +1)* I ’’ к0 Отметим, что для структуры р-п-р-п в целом этот ток будет представлять собой коллекторный ток при отключенном эмиттере. Величины, относящиеся ко всей рассматриваемой нами структуре, будем записывать без индексов. Таким образом, I к0 = I ’’ к =( B ’' 0 +1)* I ’’ к0 т. е. обратный ток. коллектора структуры р-п-р-п в ( B ’' 0 +1) раз превосходит обратный ток одиночного перехода. Это одна из особенностей структуры р-п-р-п . Так как выходным электродом условного транзистора п-р-п является его эмиттер, а коллектор подключен к заземленной точке, то можно считать, что условный транзистор включен по схеме с общим коллектором. Входным электродом условного транзистора является его база, т. е. средняя р-область . Для транзистора, включенного по схеме с общим коллектором, усиление по току как отношение изменения выходного тока к вызвавшему его изменению входного тока будет равно Усиление по току структуры в целом определяется соотношением a 0 =a ’ 0 /[1- a ’’ 0 ] Таким образом, при условии, что коэффициент усиления по току каждого из условных транзисторов ( a ’ 0 , и a ’’ 0 ) меньше единицы, коэффициент передачи тока структуры Поясним механизм работы этой структуры с помощью энергетических диаграмм рис. 2. Когда отсутствует внешнее напряжение, положение границ зон структуры р-п-р-п (рис. 2 а ) будет иметь вид, представленный на рис. 2 б Дополнительный потенциальный барьер в коллекторе принято обычно называть ловушкой, в связи с чем структуру типа р-п-р-п иногда называли транзистором с ловушкой в коллекторе. Когда приложены внешние напряжения указанной выше полярности, высота потенциального барьера среднего перехода резко возрастает, а высота левого и правого потенциальных барьеров несколько понижается. Если рассматривать только теоретическую модель, т. е. пренебречь падением напряжения на распределенном сопротивлении, то высота левого барьера понизится на величину приближенного к эмиттеру напряжения, а высота правого барьера на величину, определяемую током I ’ к , протекающим через этот переход рис . в Изменение напряжения между эмиттером и базой приводит к инжекции дырок в среднюю n -область. Диффундируя через среднюю n -область и попадая через запертый переход в среднюю р-область , дырки повышают концентрацию основных носителей в этой области. Повышение концентрации основных носителей в средней р-области приводит к понижению высоты правого р-п перехода и инжекции электронов из правой n -области в среднюю р-область . Электроны проходят среднюю р-область и уходят через потенциальный барьер в среднюю n -область. Часть из них рекомбинирует в р-области . Условие равновесия и электрической нейтральности требует чтобы число дырок, вошедших в р-область , было равно числу электронов рекомбинировавших при движении через p -область. Отсюда ясно, что поскольку рекомбинирует в объеме 1 - a ’’ 0 от всех вошедших в этот объем электронов то появление в средней р-области некоторого количества дырок вызывает инжекцию в эту область в 1/(1 - a ’’ 0 ) раз большего количества электронов. Так как число дырок, достигших средней р-области , a ’ 0 в раз меньше числа дырок, инжектированных эмиттером (левой p -областью), а число электронов, вызванных этими дырками из правой n -области, в 1/(1 - a ’’ 0 ) раз больше, чем число дырок, достигших р-области , то результирующий коэффициент передачи тока оказывается равным: a 0 = a ’ 0 /(1 - a ’’ 0 ) |
оценка стоимости дачи в Москве
оценка незавершенного строительства в Калуге
Педагогика
Литература, Лингвистика
Технология
Микроэкономика, экономика предприятия, предпринимательство
Конституционное (государственное) право России
Гражданская оборона
География, Экономическая география
Теория государства и права
Социология
Гражданское право
История политических и правовых учений
Бухгалтерский учет
Маркетинг, товароведение, реклама
Биология
Техника
Политология, Политистория
Психология, Общение, Человек
Государственное регулирование, Таможня, Налоги
Экскурсии и туризм
Химия
Архитектура
Охрана природы, Экология, Природопользование
Теория систем управления
Компьютеры и периферийные устройства
Искусство
Экономическая теория, политэкономия, макроэкономика
Философия
Культурология
Транспорт
Ветеринария
Медицина
Астрономия, Авиация, Космонавтика
Сельское хозяйство
Менеджмент (Теория управления и организации)
Криминалистика и криминология
Уголовное право
Трудовое право
Радиоэлектроника
Международные экономические и валютно-кредитные отношения
Банковское дело и кредитование
Религия
Программное обеспечение
История
Материаловедение
Административное право
Военное дело
Физика
Физкультура и Спорт
Здоровье
Музыка
История отечественного государства и права
Конституционное (государственное) право зарубежных стран
История экономических учений
Право
Биржевое дело
История государства и права зарубежных стран
Историческая личность
Компьютерные сети
Программирование, Базы данных
Страховое право
Геодезия, геология
Пищевые продукты
Таможенное право
Металлургия
Ценные бумаги
Юридическая психология
Международное частное право
Международное право
Жилищное право
Экологическое право
Математика
Налоговое право
Правоохранительные органы
Экономика и Финансы
Семейное право
Компьютеры, Программирование
Разное
Гражданское процессуальное право
Астрономия
Российское предпринимательское право
Земельное право
Иностранные языки
Уголовное и уголовно-исполнительное право
Подобные работы
Теории электрической связи: Расчет приемника, оптимальная фильтрация, эффективное кодирование
echo "Предельно допустимая помехоустойчивость называется потенциальной. Сравнение потенциальной и реальной помехоустойчивости позволяет дать оценку качества приема данного устройства и найти еще не и
Устройства защиты громкоговорителей
echo "Постоянное напряжение "; echo ''; echo " на выходе УМЗЧ, при котором срабатывает устройство защиты , определяется напряжением стабилизации "; echo ''; echo " стабилитрона VD 7 и связано с ним со
Тахогенераторы постоянного тока
echo "Основой для создания электрических машин и трансформаторов явился открытый М. Фарадеем закон электромагнитной индукции. Начало практического применения электрических машин было положено русским
Технология изготовления печатных плат
echo "Выпуск этих элементов в больших количествах и высокого качества – одно из основных требований вычислительного машиностроения. Массовое производство стандартных блоков с использованием новых эле
Приборы выдачи измерительной информации
echo "Регистрируемые приборы, называемые самописцами, устанавливают в тех случаях, когда необходимо фиксировать изменение измеряемых величин во времени. Диаграммные записи наглядны; при правильном вы
Исполнительные и логические устройства
echo "Автоматика, отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления, действующих без непосредственного участия человека; в узком смысле - совокупность методов и техн
Многофункциональное арифметико-логическое устройство
echo "Особое значение ЭВМ состоит в том, что впервые с их появлением человек получил орудие для автоматизации процессов обработки информации. Во многих случаях ЭВМ позволяют существенно повысить эффек
Полупроводниковые приборы (тиристоры,транзисторы, диоды)
echo "Поэтому прямой ток через p—n-пеpеход будет состоять почти исключительно из дыpок, движущихся слева напpаво. Попав в n-область тpиода, дыpки, совеpшающие тепловое движение, диффундируют по направ