МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ ПО ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОНИКИ1. P-N ПРОВОДИМОСТЬ
Для получения н-проводимости добавляют к четырех валентному полупроводнику пяти валентные добавки или доноры. Одному электрону не хватает места, и он начинает двигаться для получения дополнительной энергии. Добавочный атом меняется на позитивный ион, который отличается от дырки тем, что остается в кристалической решетке недвижимым. В полупроводнике с н-проводимостью большинство зарядоносителей электроны и меньшинство дырки. Для получения п-проводимости добавляется к четырех валентному полупроводнику трёх валентные добавки или акцепторы. Один электрон исчезает и образуется дырка, которая начинает двигаться для получения дополнительной энергии. Добавочный атом меняется на негативный ион, который отличается от электрона тем, что остается в кристалической решетке недвижимым. В полупроводнике с п-проводимостью большинство зарядоносителей дырки и меньшинство электроны.
2.P-N ПЕРЕХОД И ЕГО СВОЙСТВА
НЕПОДКЛЮЧЁННЫЙ P-N ПЕРЕХОД Созданная специальным техническим процессом разделительная граница между полупроводниками с п-проводимостью и н-проводимостью называется пн-переходом. Если концентрация электронов и дырок в какой-либо части перехода различная, тогда электроны перемещаются из н-полупроводника к п-полупроводнику и дырки наоборот. Образуется дифузионный ток, направленный в сторону движения дырок. Из-за дифузии образуются ионы, которые концентрируются в очень тонкий пласт. В этом пласте отсутствуют движущиеся носители зарядов и поэтому сопротивление пласта большое. Он называется преградительным пластом. Из-за разности потенциалов в переходе образуется электрическое поле Епн, которое препятствует дифузии. В тоже время Епн облегчает меньшинству зарядоносителей проходить через переход. Образованный меньшинством зарядоносителей ток называется дрейфующим током.
ПОДКЛЮЧЁННЫЙ НАПРЯМУЮ P-N ПЕРЕХОД
Если подсоединить на клеммы внешний источник питания так, чтобы плюс был направлен к п-полупроводнику, а минус к н-полупроводнику, тогда образуется направленное в другую сторону от Епн электрическое поле Е. Большинство зарядоносителей проходит через переход и производят сравнительно большой ток. Ток, образуемый этими зарядоносителями, называется прямым током, напряжение - прямым напряжением.
ОБРАТНО ПОДКЛЮЧЁННЫЙ P-N ПЕРЕХОД
Если соединить переход с внешним источником питания так, чтобы плюс был направлен к н-полупроводнику и минус к п-проводнику, тогда образуется направленное в направлении Епн электрическое поле Е. Большинство зарядоносители двигаются в сторону клемм источника напряжения и делают заградительный пласт меньше. Сопротивление пласта и разница потенциалов увеличиваются. Меньшинство зарядоносителей проходят через переход и делают ток, который называется обратным током. Приложенное напряжение называется обратным напряжением. Зарядоносителей мало, поэтому ток очень маленький и почти не зависит от приложенного напряжения. Выпрямляющее свойство пн-перехода состоит в том, что при прямом подключении сопротивление перехода маленькое, и переход хорошо проводит ток. При обратном подключении сопротивление большое, и переход почти не проводит ток. ГРАФИК
3. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ДИОД И ЕГО ПАРАМЕТРЫ Выпрямительные диоды это плоскостные диоды, которые предназначены для выпрямления переменного тока с предназначенной для них частотой. У них большие разрешенные выпрямительные токи и обратные напряжения.
У кремниевых диодов большая работоспособность и больший фактор выпрямления. У германиевых диодов меньшая потеря прямого напряжения. Поэтому германиевые диоды лучше всего использовать для выпрямления маленького напряжения. Недостаток диодов в том, что их параметры рассеиваются. В случае с диодами рассеивание состоит в том, что в диодах одного типа бывают разные прямые сопротивления или разные обратные сопротивления. Из-за этого сложно диоды подсоединять параллельно или последовательно. Для выпрямления больших токов соединяют диоды параллельно. В этом случае надо выбрать диоды с одинаковым прямым сопротивлением. В противном случае через диод с маленьким сопротивлением пойдет больший ток и диод может сломаться. Для выпрямления больших напряжений диоды соединяются последовательно. В этом случае в опасном режиме подключение обратного напряжения. На диоды с большим обратным сопротивлением падает большее напряжение и может произойти пробой. Во избежание этого, параллельно с диодами подсоединяют сопротивления с одинаковыми сопротивлениями. Их сопротивление не должно быть слишком маленьким, чтобы предотвратить потерю мощности. В тоже время сопротивление должно быть меньше чем обратное сопротивление у диода. В этом случае падающие на диоды обратные напряжения практически равны. 4. ДРУГИЕ ТИПЫ ДИОДОВ (ФОТОДИОДЫ, СВЕТОДИОДЫ, ЁМКОСТНЫЕ ДИОДЫ) ФОТОДИОД
Фотодио́д — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе. Фотодиод, работа которого основана на фотовольтаическом эффекте (разделение электронов и дырок в p- и n- области, за счёт чего образуется заряд и ЭДС), называется солнечным элементом. Принцип работы: При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n-перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей — дрейфовым током. Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и ёмкостью p-n-перехода Cp-n
Фотодиод может работать в двух режимах:
* фотогальванический — без внешнего напряжения * фотодиодный — с внешним обратным напряжением
Особенности:
* простота технологии изготовления и структур * сочетание высокой фоточувствительности и быстродействия * малое сопротивление базы * малая инерционность СВЕТОДИОД
Полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом или контактом металл-полупроводник, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его спектральные характеристики зависят в том числе от химического состава использованных в нём полупроводников. Параметры: - Свет (основной параметр) - Максимальный прямой ток 4…130 мА - Максимальное прямое напряжение 1,5…5 V - Мощность света 5...200 mW - Urmax = 3...5 v
ВАРИКАП
Варикап — полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n перехода от обратного напряжения. Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др. Обратное напряжение на диоде
При отсутствии внешнего напряжения в p-n-переходе существуют потенциальный барьер и внутреннее электрическое поле. Если к диоду приложить обратное напряжение, то высота этого потенциального барьера увеличится. Внешнее обратное напряжение отталкивает электроны в глубь n-области, в результате чего происходит расширение обеднённой области p-n перехода, которую можно представить как простейший плоский конденсатор, в котором обкладками служат границы области. В таком случае, в соответствии с формулой для ёмкости плоского конденсатора, с ростом расстояния между обкладками (вызванной ростом значения обратного напряжения) ёмкость p-n-перехода будет уменьшаться. Это уменьшение ограничено лишь толщиной базы, далее которой переход расширяться не может. По достижении этого минимума с ростом обратного напряжения ёмкость не изменяется.
5. СТАБИЛИТРОН
Стабилитрон (диод Зенера) — полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации напряжения в источниках питания. По сравнению с обычными диодами имеет достаточно низкое регламентированное напряжение пробоя (при обратном включении) и может поддерживать это напряжение на постоянном уровне при значительном изменении силы обратного тока. Материалы, используемые для создания p-n перехода стабилитронов, имеют высокую концентрацию легирующих элементов (примесей). Поэтому, при относительно небольших обратных напряжениях в переходе возникает сильное электрическое поле, вызывающее его электрический пробой, в данном случае являющийся обратимым (если не наступает тепловой пробой вследствие слишком большой силы тока).
В основе работы стабилитрона лежат два механизма:
* Лавинный пробой p-n перехода * Туннельный пробой p-n перехода Параметры: * Напряжение стабилизации — значение напряжения на стабилитроне при прохождении заданного тока стабилизации. Пробивное напряжение диода, а значит, напряжение стабилизации стабилитрона зависит от толщины p-n-перехода или от удельного сопротивления базы диода. Поэтому разные стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации (от 3 до 400 В). * Температурный коэффициент напряжения стабилизации — величина, определяемая отношением относительного изменения температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации. Значения этого параметра у различных стабилитронов различны. Коэффициент может иметь как положительные, так и отрицательные значения для высоковольтных и низковольтных стабилитронов соответственно. Изменение знака соответствует напряжению стабилизации порядка 6В. * Дифференциальное сопротивление — величина, определяемая отношением приращения напряжения стабилизации к вызвавшему его малому приращению тока в заданном диапазоне частот. * Максимально допустимая рассеиваемая мощность — максимальная постоянная или средняя мощность, рассеиваемая на стабилитроне, при которой обеспечивается заданная надёжность.
6. БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР
Электрод, подключённый к центральному слою, называют базой, электроды, подключённые к внешним слоям, называют коллектором и эмиттером. На простейшей схеме различия между коллектором и эмиттером не видны. В действительности же главное отличие коллектора — бо́льшая площадь p — n-перехода. Кроме того, для работы транзистора абсолютно необходима малая толщина базы.
* Усилители, каскады усиления * Генератор * Модулятор * Демодулятор (Детектор) * Инвертор (лог. элемент) * Микросхемы на транзисторной логике
В активном режиме работы транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении. Для определённости рассмотрим npn транзистор, все рассуждения повторяются абсолютно аналогично для случая pnp транзистора, с заменой слова «электроны» на «дырки», и наоборот, а также с заменой всех напряжений на противоположные по знаку. В npn транзисторе электроны, основные носители тока в эмиттере, проходят через открытый переход эмиттер-база (инжектируются) в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками), часть диффундирует обратно в эмиттер. Однако, из-за того что базу делают очень тонкой и сравнительно слабо легированной, большая часть электронов, инжектированных из эмиттера, диффундирует в область коллектора[1]. Сильное электрическое поле обратно смещённого коллекторного перехода захватывает электроны (напомним, что они — неосновные носители в базе, поэтому для них переход открыт), и проносит их в коллектор. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (Iэ=Iб + Iк). Коэффициент α, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (Iк = α Iэ) называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента α 0.9 — 0.999. Чем больше коэффициент, тем эффективней транзистор передаёт ток. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен β = α / (1 − α) =(10..1000). Таким образом, изменяя малый ток базы, можно управлять значительно большим током коллектора.
7. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ Схемы включения: Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями: * Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх. * Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх
Схема включения с общей базой * Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1] * Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.
Недостатки схемы с общей базой: * Малое усиление по току, так как α < 1 * Малое входное сопротивление * Два разных источника напряжения для питания. Достоинства: * Хорошие температурные и частотные свойства. * Высокое допустимое напряжение
Схема включения с общим эмиттером Iвых = Iк Iвх = Iб Uвх = Uбэ Uвых = Uкэ
* Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iб=Iк/(Iэ-Iк) = α/(1-α) = β [β>>1] * Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iб
Достоинства: * Большой коэффициент усиления по току * Большой коэффициент усиления по напряжению * Наибольшее усиление мощности * Можно обойтись одним источником питания * Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного. Недостатки: * Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой
Схема с общим коллектором Iвых = Iэ Iвх = Iб Uвх = Uбк Uвых = Uкэ * Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iэ/Iб=Iэ/(Iэ-Iк) = 1/(1-α) = β [β>>1] * Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Iвх=(Uбэ+Uкэ)/Iб
Достоинства: * Большое входное сопротивление * Малое выходное сопротивление Недостатки: * Коэффициент усиления по напряжению меньше 1.
Схему с таким включением называют «эмиттерным повторителем»
8. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
n-канал
Свойства по сравнению с биполярными транзисторами: - Управление происходит электрическим поле - Выходной ток только одного вида зарядов (электроны или дырки) - 3 вывода: исток – исходят заряды сток – сюда направляются заряды затвор – управляющий вход - Большое входное сопротивление, входные токи маленькие - Маленькие собственные помехи - Меньшее влияние температуры
Транзисторы с управляющим p-n переходом:
Такой транзистор имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении (см. рис. 1). При изменении обратного напряжения на p-n переходе изменяется его толщина и, следовательно, толщина области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда. Область, толщина и поперечное сечение которой управляется внешним напряжением на управляющем p-n переходе и по которой проходит управляемый ток основных носителей, называют каналом. Электрод, из которого в канал входят основные носители заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором. Электропроводность канала может быть как n-, так и p-типа. Поэтому по электропроводности канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом. Все полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны. Управление током стока, то есть током от внешнего относительно мощного источника питания в цепи нагрузки, происходит при изменении обратного напряжения на p-n переходе затвора (или на двух p-n переходах одновременно). В связи с малостью обратных токов мощность, необходимая для управления током стока и потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, оказывается ничтожно малой. Поэтому полевой транзистор может обеспечить усиление электромагнитных колебании как по мощности, так и по току и напряжению. Таким образом, полевой транзистор по принципу действия аналогичен вакуумному триоду. Исток в полевом транзисторе подобен катоду вакуумного триода, затвор — сетке, сток — аноду. Но при этом полевой транзистор существенно отличается от вакуумного триода. Во-первых, для работы полевого транзистора не требуется подогрева катода. Во-вторых, любую из функций истока и стока может выполнять каждый из этих электродов. В-третьих, полевые транзисторы могут быть сделаны как с n-каналом, так и с p-каналом, что позволяет удачно сочетать эти два типа полевых транзисторов в схемах. От биполярного транзистора полевой транзистор отличается, во-первых, принципом действия: в биполярном транзисторе управление выходным сигналом производится входным током, а в полевом транзисторе — входным напряжением или электрическим полем. Во-вторых, полевые транзисторы имеют значительно большие входные сопротивления, что связано с обратным смещением p-n-перехода затвора в рассматриваемом типе полевых транзисторов. В-третьих, полевые транзисторы могут обладать низким уровнем шума (особенно на низких частотах), так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда и канал полевого транзистора может быть отделён от поверхности полупроводникового кристалла. Процессы рекомбинации носителей в p-n переходе и в базе биполярного транзистора, а также генерационно-рекомбинационные процессы на поверхности кристалла полупроводника сопровождаются возникновением низкочастотных шумов.
Транзисторы с изолированным затвором (МПД-транзисторы):
В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением, который называют подложкой, созданы две сильнолегированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Расстояние между сильно легированными областями истока и стока может быть меньше микрона. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика. Так как исходным полупроводником для полевых транзисторов обычно является кремний, то в качестве диэлектрика используется слой двуокиси кремния SiO2, выращенный на поверхности кристалла кремния путём высокотемпературного окисления. На слой диэлектрика нанесён металлический электрод — затвор. Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором часто называют МДП-транзисторами. Входное сопротивление МДП-транзисторов может достигать 1010…1014 Ом (у полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом 107…109), что является преимуществом при построении высокоточных устройств. Существуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом. В МДП-транзисторах с индуцированным каналом (рис. 2, а) проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока отсутствует и, следовательно, заметный ток стока появляется только при определённой полярности и при определённом значении напряжения на затворе относительно истока, которое называют пороговым напряжением (UЗИпор). В МДП-транзисторах со встроенным каналом (рис. 2, б) у поверхности полупроводника под затвором при нулевом напряжении на затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, который соединяет исток со стоком. Изображённые на рис. 2 структуры полевых транзисторов с изолированным затвором имеют подложку с электропроводностью n-типа. Поэтому сильнолегированные области под истоком и стоком, а также индуцированный и встроенный канал имеют электропроводность p-типа. Если же аналогичные транзисторы созданы на подложке с электропроводностью p-типа, то канал у них будет иметь электропроводность n-типа.
МДП-транзисторы с индуцированным каналом:
При напряжении на затворе относительно истока, равном нулю, и при наличии напряжения на стоке, — ток стока оказывается ничтожно малым. Он представляет собой обратный ток p-n перехода между подложкой и сильнолегированной областью стока. При отрицательном потенциале на затворе (для структуры, показанной на рис. 2, а) в результате проникновения электрического поля через диэлектрический слой в полупроводник при малых напряжениях на затворе (меньших UЗИпор) у поверхности полупроводника под затвором возникает обеднённый основными носителями слой эффект поля и область объёмного заряда, состоящая из ионизированных нескомпенсированных примесных атомов. При напряжениях на затворе, больших UЗИпор, у поверхности полупроводника под затвором возникает инверсный слой, который и является каналом, соединяющим исток со стоком. Толщина и поперечное сечение канала будут изменяться с изменением напряжения на затворе, соответственно будет изменяться и ток стока, то есть ток в цепи нагрузки и относительно мощного источника питания. Так происходит управление током стока в полевом транзисторе с изолированным затвором и с индуцированным каналом.
В связи с тем, что затвор отделён от подложки диэлектрическим слоем, ток в цепи затвора ничтожно мал, мала и мощность, потребляемая от источника сигнала в цепи затвора и необходимая для управления относительно большим током стока. Таким образом, МДП-транзистор с индуцированным каналом может производить усиление электромагнитных колебаний по напряжению и по мощности.
Принцип усиления мощности в МДП-транзисторах можно рассматривать с точки зрения передачи носителями заряда энергии постоянного электрического поля (энергии источника питания в выходной цепи) переменному электрическому полю. В МДП-транзисторе до возникновения канала почти всё напряжение источника питания в цепи стока падало на полупроводнике между истоком и стоком, создавая относительно большую постоянную составляющую напряжённости электрического поля. Под действием напряжения на затворе в полупроводнике под затвором возникает канал, по которому от истока к стоку движутся носители заряда — дырки. Дырки, двигаясь по направлению постоянной составляющей электрического поля, разгоняются этим полем и их энергия увеличивается за счёт энергии источника питания, в цепи стока. Одновременно с возникновением канала и появлением в нём подвижных носителей заряда уменьшается напряжение на стоке, то есть мгновенное значение переменной составляющей электрического поля в канале направлено противоположно постоянной составляющей. Поэтому дырки тормозятся переменным электрическим полем, отдавая ему часть своей энергии.
МПД-транзисторы со встроенным каналом: В связи с наличием встроенного канала в таком МДП-транзисторе при нулевом напряжении на затворе (см. рис. 2, б) поперечное сечение и проводимость канала будут изменяться при изменении напряжения на затворе как отрицательной, так и положительной полярности. Таким образом, МДП-транзистор со встроенным каналом может работать в двух режимах: в режиме обогащения и в режиме обеднения канала носителями заряда. Эта особенность МДП-транзисторов со встроенным каналом отражается и на смещении выходных статических характеристик при изменении напряжения на затворе и его полярности (рис. 3). Статические характеристики передачи (рис. 3, b) выходят из точки на оси абсцисс, соответствующей напряжению отсечки UЗИотс, то есть напряжению между затвором и истоком МДП-транзистора со встроенным каналом, работающего в режиме обеднения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения. Формулы расчёта 1. Транзистор закрыт
Пороговое значение напряжения МДП транзистора 2. Параболический участок.
3. Дальнейшее увеличение U 3 u приводит к переходу на пологий уровень.
Области применения полевых транзисторов
Значительная часть производимых в настоящий момент полевых транзисторов входит в состав КМОП-структур, которые строятся из полевых транзисторов с каналами разного (p- и n-) типа проводимости и широко используются в цифровых и аналоговых интегральных схемах. За счёт того, что полевые транзисторы управляются полем (величиной напряжения приложенного к затвору), а не током, протекающим через базу (как в биполярных транзисторах), полевые транзисторы потребляют значительно меньше энергии, что особенно актуально в схемах ждущих и следящих устройств, а также в схемах малого потребления и энергосбережения (реализация спящих режимов).
8. ПЕРЕДАТОЧНАЯ ПРОВОДИМОСТЬ Передаточная проводимость — это отношение изменения тока между парой полюсов многополюсника к изменению напряжения между одной из пар полюсов, которое вызвало изменение тока. 9. ТИРИСТОРЫ
Тири́стор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, т. е. состояние низкой проводимости (тиристор заперт) и открытое состояние, т. е. состояние высокой проводимости.
Тиристор можно рассматривать как электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров — управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, а также переключающие устройства. Существуют различные виды тиристоров, которые подразделяются, главным образом, по способу управления и по проводимости. Различие по проводимости означает, что бывают тиристоры, проводящие ток в одном направлении (например тринистор, изображённый на рисунке) и в двух направлениях (например, симисторы, симметричные динисторы).
Тиристор имеет нелинейную вольтамперную характеристику (ВАХ) с участком отрицательного дифференциального сопротивления. По сравнению, например, с транзисторными ключами, управление тиристором имеет некоторые особенности. Переход тиристора из одного состояния в другое в электрической цепи происходит скачком (лавинообразно) и осуществляется внешним воздействием на прибор: либо напряжением (током), либо светом (для фототиристора). После перехода тиристора в открытое состояние он остаётся в этом состоянии даже после прекращения управляющего сигнала, если протекающий через тиристор ток превышает некоторую величину, называемую током удержания.
Схемы тиристора: a) Основная четырёхслойная p-n-p-n структура b) Диодный тиристор с) Триодный тиристор.
10. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ Интегра́льная микросхе́ма — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещённая в неразборный корпус, или без такового, в случае вхождения в состав микросборки.
Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) — ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение «чип-компоненты» означает «компоненты для поверхностного монтажа», в отличие от компонентов для пайки в отверстия на плате. Поэтому правильнее говорить «чип-микросхема», имея в виду микросхему для поверхностного монтажа. На сегодняшний день большая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.
|
Если приложить внешнее электрическое поле к полупроводнику, тогда электроны начинают двигаться в обратном направлении с электрическим полем, дырки в одном направлении. Обусловленная электронами проводимость называется н-проводимостью, дырками - п-проводимостью. Значительно большая проводимость у полупроводника с добавками.
Полупроводниковым p-n- переходом называют тонкий слой, образующийся в месте контакта двух областей полупроводников акцепторного и донорного типов. Обе области полупроводника, изображенные на рисунке, электрически нейтральны, поскольку как сам материал полупроводника, так и примеси электрически нейтральны. Отличия этих областей - в том, что левая из них содержит свободно перемещающиеся дырки, а правая свободно перемещающиеся электроны.
У перехода есть выпрямляющее свойство: высокий ток и маленькое сопротивление и наоборот.
Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают npn и pnp транзисторы (n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный). В биполярном транзисторе, в отличие от других разновидностей, основными носителями являются и электроны, и дырки (от слова «би» — «два»). Схематическое устройство транзистора показано на втором рисунке.
Применение:
p – канал
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован (то есть отделён в электрическом отношении) от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении.
Полевой транзистор с изолированным затвором — это полевой транзистор, затвор которого отделён в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика.
в зависимости от напряжения UЗИ
-удельная крутизна транзистора.
— Уравнение Ховстайна.
