Классификация полупроводниковых приборов
· п/п резисторы
· п/п диоды
· п/п транзисторы
· п/п тиристоры
· интегральные микросхемы (ИМС)
Полупроводниковые резисторы и диоды – двухэлектродные приборы.
Транзисторы – трехэлектродные.
Тиристоры – могут быть как двух, так и трехэлектродными.
В полупроводниковых резисторах используются однородные (изотропные) полупроводники - материалы.
В полупроводниках диодах используют полупроводники с различными типами электропроводности, образующие один p-n переход.
В биполярных транзисторах полупроводники с различными типами проводимости образуют два p-n перехода. В полевых – один, в тиристорах 3 и более p-n переходов.
Полупроводниковые резисторы– это полупроводниковые приборы с двумя выводами, в которых электрическое сопротивление полупроводника зависит от напряжения. Полупроводниковые резисторы изготавливают из полупроводников, равномерно легированных примесями.
Линейный резистор, в котором используется слаболегированный кремний или арсенид галлия. R=const в широком диапазоне изменений напряжений и токов. Используют в ИМС.
Варистор – полупроводниковый резистор с нелинейной симметричной БАХ. Изготавливают из кристаллического карбида кремния, смешанного с глиной. Применяют в целях защиты от перенапряжений.
Терморезисторы (позисторы – с ростом t° растет R)
(термисторы – с ростом t падает R)
– полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит от t° термисторы изготавливают из полупроводниковых материалов с электронной электропроводностью – окислов металлов.
Позисторы изготавливают из титан бариевой керамики с примесью редкоземельных элементов. Применяют в системах регулирования температуры, тепловой защиты, противопожарной сигнализации.
Тензорезистор – полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит oт линейной деформации рабочего тела. Материалом при изготовлении служит кремний p и n - типов, применяют для измерения деформации твердых тел.
Фоторезистор - полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется под действием лучистой энергии. В качестве материала для фоторезистора используют селен, сернистый таллий, сернистый свинец, сернистый кадмий и др. полупроводники с n - проводимостью. Фоторезисторы обладают высокой интегральной чувствительностью и применяются в устройствах автоматики и телемеханики.
Полупроводниковые диоды -полупроводниковые приборы с одyим p-n переходом и двумя выводами делятся на два класса: точечные и плоскостные. По способу внесения примесей: сплавные и диффузные.
1) Выпрямительный диод используется для выпрямления переменных токов и напряжений.
Основные параметры:
1) прямой ток диода Iпр (при Uпр=l¸2B)
2) max допустимый ток диода I пр. max.
3) max допустимое обратное напряжение Uобр.max.
4) обратный ток диода Iобр. (при Uобр.max.) Большинство диодов могут надежно работать при Uобр.£ 0,7¸0,8Uпроб..
2) Стабилитрон – полупроводниковый диод, напряжение на котором в области электрического пробоя слабо зависит от тока. Используют для стабилизации напряжения. Материал изготовления – кремний.
Основные параметры:
1) стабилизирующее напряжение Uст.(1¸1000 В)
2) динамическое сопротивление на участке стабилизации
R=dUст./dIст. » (0,5¸200 »const)
3) min ток стабилитрона Iст. min»[1¸10 мА]
4) max ток стабилитрона Iст. max»[50¸2000 мА]
5) температурный коэффициент напряжения на участке стабилизации
TKU = dUст./dT*100% (-0,5¸+0,2)% / °С.
Стабилитроны можно включать только последовательно друг с другом, при этом
Uст.= Uст. 1 + Uст. 2 + … + Uст. n.
Параллельное соединение не допустимо, т.к. из-за не идентичности характеристик возможен перегрев одного из стабилитронов.
3) Туннельный диод (1)(рассмотрен ранее)
Основные характеристики:
1) ток пика In »100 мА)
2) ток впадины Iв» (...)
3) отношение In/Iв»5¸20
4) Обращенный диод – разновидность туннельного In.»0. Используется обратная ветвь. Применяют в импульсных устройствах, в преобразователях сигналов (смесителях и детекторах) в радиотехнических устройствах.
5) Варикап – полупроводниковый прибор, использующий зависимость емкости p-n перехода от обратного напряжения. Используется как элемент с электрически управляемой емкостью (материал – кремний) а также в системах дистанционного управления и в параметрических усилителях с малым уровнем собственных шумов. Основные параметры:
1) общая емкость варикапа Св при Uобр.=2¸5 В.
2) коэффициент перекрытия по емкости Кс=5¸20
![]() |
–фотодиод
– светодиод
– фотоэлемент
Тиристор(теория в лаб. работе).
Транзисторы
· биполярные
· полевые
Биполярные транзисторы
Транзистор — электропреобразовательный полупроводниковый прибор, служащий для преобразования электрических величин. Наиболее распространены транзисторы с двумя p-n переходами. Эти транзисторы называют биполярными, т.к. их работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков. Первые транзисторы были точечными. Они работали не достаточно устойчиво. В настоящее время изготовляются и применяются исключительно плоскостные транзисторы.
Устройство биполярного транзистора. Средняя область называется Базой (Б), две крайние – Эмиттер (Э) и Коллектор (К). Пластинка полупроводника (Ge или Si) в которой созданы три области Э, Б, К. В транзисторе два p-n перехода: Эмиттерный (между Э Б) и Коллекторный (между Б и К). Область базы должна быть очень тонкой – это условие хорошей работы транзистора. Концентрация примесей в ^азе значительно меньше, чем в Э и К. Стрелка эмиттера показывает условное направление тока (от «+» к «–») при прямом напряжении.
Транзистор может работать в одном из трех режимов:
«А» => активном – на Э напряжение прямое, на К – обратное
«В» => отсечки (запирания) – на оба перехода подается Uобр.
«С» => насыщение – на оба перехода подается Uпрямое.
Активный режим (режим линейный) – основной (A) он используется в большинстве усилителей и генераторов. Режимы отсечки (В) и насыщения (С) характерны для импульсной работы транзистора.
В схемах с транзисторами образуются две цепи:
– входная или управляющая – служит для управления работой транзистора и подключения источника усиливаемых колебаний;
– выходная или управляемая – служит для получения усиленных сигналов и подключения нагрузки.
Схемы включения биполярных транзисторов.