Otpornici poluvodičke diode tranzistori. Poluvodički otpornici

poluvodička dioda naziva se dvoelektrodni uređaj s jednostranom vodljivošću. Njegov dizajn temelji se na ravnoteži R-n tranzicija. Prema prirodi formiranja prijelaza, diode se dijele na točkaste i planarne.

Poluvodičke triode pronašle su široku primjenu za pretvaranje, pojačanje i generiranje električnih oscilacija - tranzistori. Za rad tranzistora potrebno je imati dva spoja elektron-šupljina, a kao poluvodič često se koristi germanij.

Kod korištenja tranzistora n-p-n spoj, poluvodič R-tip koji se nalazi između poluvodiča n-tipa, Uređaj planarnog bipolarnog tranzistora prikazan je na slici 2.7.

Riža. 2.7. Načelo uređaja tranzistora i slika tranzistora u dijagramima.

U ovom tranzistoru n-p-n tipa, postoji srednje područje s šupljinom vodljivosti i dva krajnja područja s elektronskom vodljivošću. Srednji dio tranzistora naziva se - baza, jedna krajnja regija je odašiljač , drugi - kolektor. Dakle, tranzistor ima dva n-r tranzicija: odašiljač između emitera i baze kolektor između baze i kolektora. Razmak između njih trebao bi biti vrlo mali, ne veći od nekoliko mikrometara, tj. baza mora biti vrlo tanka. Ovo je uvjet za dobre performanse tranzistora. Osim toga, koncentracija nečistoća u bazi je uvijek mnogo manja nego u kolektoru i emiteru. Na shematskim slikama tranzistora strelica pokazuje smjer struje (uvjetno, od plusa do minusa) u emiterskoj žici s prednjim naponom na emiterskom spoju.

Razmotrite rad tranzistora u režimu praznog hoda, kada su uključeni samo izvori konstantnih napona napajanja E 1 i E 2 (slika 2.8).

Njihov polaritet je takav da je napon na emiterskom spoju izravan, a na kolektorskom spoju obrnut. Stoga je otpor emiterskog spoja malen, a za dobivanje normalne struje u ovom spoju dovoljan je napon E 1 od desetina volta. Otpor kolektorskog spoja je visok, a napon E 2 obično iznosi jedinice ili desetke volti.

Riža. 2.8. Kretanje elektrona i šupljina u tranzistoru tipa n-p-n.

Princip rada tranzistora je da istosmjerni napon spoja emitera, tj. dionice baza-emiter, značajno utječe na struju kolektora: što je taj napon veći, to su struje emitera i kolektora veće. U tom slučaju promjene struje kolektora tek su nešto manje od promjena struje emitera. Dakle, napon između baze i emitera E 1, t.j. ulazni napon, kontrolira struju kolektora. Pojačavanje električnih oscilacija uz pomoć tranzistora temelji se upravo na ovoj pojavi.

Fizički procesi u tranzistoru odvijaju se na sljedeći način. S povećanjem izravnog ulaznog napona E 1, potencijalna barijera u spoju emitera se smanjuje i, sukladno tome, struja kroz ovaj spoj se povećava - struja emitera ja uh. Elektroni te struje injektiraju se iz emitera u bazu i zbog difuzije prodiru kroz bazu u kolektorski spoj, povećavajući kolektorsku struju. Budući da kolektorski spoj radi na obrnutom naponu, u tom spoju se pojavljuju prostorni naboji, prikazani na slici kružićima sa predznacima "+" i "-". Između njih postoji električno polje. Pospješuje napredovanje (ekstrakciju) kroz kolektorski spoj elektrona koji su ovdje došli iz emitera, tj. privlači elektrone u područje kolektorskog spoja.

Ako je debljina baze dovoljno mala i koncentracija rupa u njoj niska, tada većina elektrona, koji su prošli kroz bazu, nema vremena rekombinirati se s baznim rupama i doći do kolektorskog spoja. Samo mali dio elektrona rekombinira s rupama u bazi. Kao rezultat rekombinacije, bazna struja teče baznom žicom. Zaista, u stabilnom stanju, broj rupa u bazi bi trebao biti nepromijenjen. Kao rezultat rekombinacije, neke šupljine nestaju svake sekunde, ali nastaje isti broj novih šupljina zbog činjenice da isti broj elektrona napušta bazu u smjeru izvora E 1 pola. Drugim riječima, mnogo elektrona se ne može akumulirati u bazi.

Ako bi baza imala značajnu debljinu i koncentracija rupa u njoj bila visoka, tada bi većina elektrona emiterske struje, difundirajući kroz bazu, rekombinirala s rupama i ne bi stigla do kolektorskog spoja.

Pod djelovanjem ulaznog napona nastaje značajna emiterska struja, elektroni se injektiraju u bazno područje sa strane emitera, koji su manjinski nosioci za ovo područje. Nemajući vremena za rekombinaciju s rupama tijekom difuzije kroz bazu, dolaze do kolektorskog spoja. Što je veća emiterska struja, to više elektrona dolazi do kolektorskog spoja i njegov otpor postaje manji. Sukladno tome, struja kolektora se povećava. Drugim riječima, s povećanjem emiterske struje u bazi, povećava se koncentracija manjinskih nositelja ubrizganih iz emitera, a što je više tih nositelja, veća je struja kolektorskog spoja, tj. struja kolektora ja to .

Treba napomenuti da se emiter i kolektor mogu međusobno zamijeniti (tzv. inverzni mod). Ali na tranzistorima, u pravilu, kolektorski spoj je napravljen s puno većom površinom od emiterskog spoja, jer je snaga raspršena u kolektorskom spoju puno veća od snage raspršene u emiteru. Stoga, ako emiter koristite kao kolektor, tada će tranzistor raditi, ali se može koristiti samo na mnogo nižoj snazi, što je nepraktično. Ako su spojna područja jednaka (tranzistori se u ovom slučaju nazivaju simetričan), tada bilo koje od ekstremnih područja može jednako dobro raditi kao emiter ili kolektor.

Razmotrili smo fizičke pojave u tranzistoru tipa n-p-n. Slični se procesi događaju u p-n-p tranzistoru, ali u njemu se mijenjaju uloge elektrona i šupljina, a također se mijenjaju i mijenjaju polariteti napona i smjer struja.

Tri najčešća načina za uključivanje tranzistora su:

- krug zajedničke baze kada je ulaz emitera i izlaz kolektora

spojen na zajedničku bazu;

- u krugu zajedničkog emitera izlazni krug kolektora

povezuje se s emiterom umjesto baze;

- krug zajedničkog kolektora, inače nazvan repetitor emitera.

Zaključak: 1. Prisutnost nečistoća u poluvodičima uzrokuje povredu jednakosti između broja šupljina i elektrona, a električnu struju stvaraju uglavnom naboji istog predznaka, ovisno o tome što prevladava u poluvodiču.

2. Dizajn bilo kojeg poluvodičkog uređaja temelji se na ravnoteži R-n prijelazi.

Pripremljeno

Učenica 10 "A" razreda

škola br.610

Ivčin Aleksej

Sažetak na temu:

"Poluvodičke diode i tranzistori, područja njihove primjene"

1. Poluvodiči: teorija i svojstva
2. Osnovni poluvodički elementi (građa i primjena)
3. Vrste poluvodičkih elemenata
4. Proizvodnja
5. Opseg

1. Poluvodiči: teorija i svojstva

Najprije se treba upoznati s mehanizmom provođenja u poluvodičima. A za ovo morate razumjeti prirodu veza koje drže atome poluvodičkog kristala jedan uz drugi. Na primjer, razmotrite kristal silicija.

Silicij je četverovalentni element. To znači da u vanjskom

Ljuska atoma ima četiri elektrona, relativno slabo vezana za jezgru. Broj najbližih susjeda svakog atoma silicija također je četiri. Interakcija para susjednih atoma provodi se pomoću paonoelektronske veze, koja se naziva kovalentna veza. U stvaranju ove veze od svakog atoma sudjeluje po jedan valentni elektron, koji se odcjepljuju od atoma (kolektivizira kristal) i tijekom svog kretanja najveći dio vremena provode u prostoru između susjednih atoma. Njihov negativni naboj drži pozitivne ione silicija blizu jedne drugima. Svaki atom tvori četiri veze sa svojim susjedima, a svaki valentni elektron može se kretati duž jedne od njih. Došavši do susjednog atoma, može prijeći na sljedeći, a zatim dalje po cijelom kristalu.
Valentni elektroni pripadaju cijelom kristalu. Parno-elektronske veze silicija su prilično jake i ne pucaju na niskim temperaturama. Stoga silicij ne provodi struju pri niskim temperaturama. Valentni elektroni koji sudjeluju u vezivanju atoma čvrsto su vezani za kristalnu rešetku, a vanjsko električno polje nema zamjetan utjecaj na njihovo kretanje.

elektronska vodljivost.
Kada se silicij zagrijava, kinetička energija čestica se povećava, a pojedinačne veze pucaju. Neki elektroni napuštaju svoje orbite i postaju slobodni, poput elektrona u metalu. U električnom polju, oni se kreću između mjesta rešetke, tvoreći električnu struju.
Vodljivost poluvodiča zbog prisutnosti slobodnih elektrona u metalima naziva se elektronska vodljivost. Kako temperatura raste, broj prekinutih veza, a time i broj slobodnih elektrona, raste. Pri zagrijavanju od 300 do 700 K broj slobodnih nositelja naboja raste s 10–17 na 10–24 1/m V3. To dovodi do smanjenja otpora.

rupa vodljivosti.

Kada se veza prekine, nastaje upražnjeno mjesto s elektronom koji nedostaje.
Zove se rupa. Rupa ima višak pozitivnog naboja u usporedbi s ostatkom normalnih veza. Položaj rupe u kristalu nije fiksan. Sljedeći proces se kontinuirano odvija. Jedan od elektrona koji osigurava vezu između atoma skače na mjesto formiranih rupa i ovdje uspostavlja vezu par-elektron. a tamo odakle je elektron iskočio nastaje nova rupa. Dakle, rupa se može kretati po kristalu.
Ako je jakost električnog polja u uzorku nula, tada se kretanje rupa, ekvivalentno kretanju pozitivnih naboja, događa nasumično i stoga ne stvara električnu struju. U prisutnosti električnog polja dolazi do uređenog kretanja šupljina, pa se električna struja povezana s kretanjem šupljina dodaje električnoj struji slobodnih elektrona. Smjer kretanja šupljina je suprotan smjeru kretanja elektrona.
Dakle, u poluvodičima postoje dvije vrste nositelja naboja: elektroni i šupljine. Stoga poluvodiči imaju ne samo elektronsku, već i rupičastu vodljivost. Vodljivost u tim uvjetima naziva se vlastita vodljivost poluvodiča. Vlastita vodljivost poluvodiča obično je niska, budući da je broj slobodnih elektrona malen, na primjer u germaniju pri sobnoj temperaturi ne = 3 x 10 u 23 cm u -3. U isto vrijeme, broj atoma germanija u 1 kubičnom cm iznosi oko 10–23. Dakle, broj slobodnih elektrona je otprilike jedan desetmilijarditi dio ukupnog broja atoma.

Bitna značajka poluvodiča je da u prisutnosti primjesa, uz vlastitu vodljivost, nastaje i dodatna - primjesna vodljivost. Promjenom koncentracije nečistoća može se značajno promijeniti broj nositelja naboja jednog ili drugog znaka. To omogućuje stvaranje poluvodiča s pretežnom koncentracijom negativno ili pozitivno nabijenih nositelja. Ova značajka poluvodiča otvara široke mogućnosti praktične primjene.

nečistoće donatora.
Ispostavilo se da se u prisutnosti nečistoća, poput atoma arsena, čak i pri vrlo niskim koncentracijama, broj slobodnih elektrona višestruko povećava. To se događa iz sljedećeg razloga. Atomi arsena imaju pet valentnih elektrona, od kojih su četiri uključena u stvaranje kovalentne veze određenog atoma s okolnim atomima, na primjer, s atomima silicija. Peti valentni elektron je slabo vezan za atom. Lako napušta atom arsena i postaje slobodan. Koncentracija slobodnih elektrona značajno raste, te postaje tisuću puta veća od koncentracije slobodnih elektrona u čistom poluvodiču. Nečistoće koje lako predaju elektrone nazivaju se donorske nečistoće, a takvi poluvodiči su poluvodiči n-tipa. U poluvodiču n-tipa elektroni su glavni nositelji naboja, a šupljine sporedni.

akceptorskih nečistoća.
Ako se indij, čiji su atomi trovalentni, koristi kao nečistoća, tada se mijenja priroda vodljivosti poluvodiča. Sada, za formiranje normalnih parnih elektronskih veza sa susjedima, atomu indija nedostaje elektron. Kao rezultat toga, formira se rupa. Broj rupa u kristalu jednak je broju atoma nečistoća. Takve nečistoće nazivamo akceptorskim (prihvatnim) nečistoćama. U prisutnosti električnog polja, šupljine se pomiču duž polja i dolazi do vodljivosti kroz šupljine. Poluvodiči kod kojih prevladava vodljivost šupljina nad vodljivošću elektrona nazivaju se poluvodiči p-tipa (od riječi positiv - pozitivan).

2.Osnovne poluvodičke komponente (građa i primjena)
Postoje dva glavna poluvodička elementa: dioda i tranzistor.

Dioda.
Trenutno se poluvodičke diode sve više koriste za ispravljanje električne struje u radijskim krugovima, zajedno sa svjetiljkama s dvije elektrode, budući da imaju niz prednosti. U vakuumskoj cijevi zagrijavanjem katode nastaju nositelji naboja, elektroni. U p-n spoju nositelji naboja nastaju kada se u kristal unese akceptorska ili donorska nečistoća.Dakle, nema potrebe za izvorom energije za dobivanje nositelja naboja. U složenim krugovima, uštede energije koje proizlaze iz ovoga su vrlo značajne. Osim toga, poluvodički ispravljači s istim vrijednostima ispravljene struje su minijaturniji od lampi.

Strujno-naponska karakteristika za izravni i obrnuti spoj prikazana je na slici 2.

Zamijenile su žarulje, vrlo su raširene u tehnici, uglavnom za ispravljače, a diode su također našle primjenu u raznim uređajima.

Tranzistor.
Razmotrimo jednu od vrsta tranzistora izrađenih od germanija ili silicija s donorskim i akceptorskim nečistoćama unesenim u njih. Raspodjela nečistoća je takva da se između dva poluvodička sloja p-tipa stvara vrlo tanak (reda nekoliko mikrometara) sloj poluvodiča n-tipa (Sl. 3.
Taj tanki sloj naziva se baza ili baza.U kristalu nastaju dva p-n spoja čiji su izravni smjerovi suprotni. Tri izvoda iz područja s različitim vrstama vodljivosti omogućuju uključivanje tranzistora u strujni krug prikazan na slici 3. Ovim uključivanjem lijevi p-n spoj je izravan i odvaja bazu od područja s p-tipom vodljivosti, koje se naziva emiter. Kad ne bi bilo pravih p -n
-spoj, u krugu emiter-baza postojala bi struja ovisno o naponu izvora (baterija B1 i izvor izmjeničnog napona) i otporu kruga, uključujući i mali otpor izravnog spoja emiter-baza. Baterija B2 spojena je tako da je desni pn spoj u krugu (vidi sl. 3) obrnut. Odvaja bazu od desnog područja p-tipa koje se naziva kolektor. Da nema lijevog p-n-spoja, jakost struje i kolektorski krug bili bi blizu nule. Budući da je otpor obrnutog prijelaza vrlo visok. Ako postoji struja u lijevom p-n spoju, struja se pojavljuje iu kolektorskom krugu, a struja u kolektoru tek je neznatno manja od struje u emiteru.Kada se stvori napon između emitera i baze, glavni nositelji p-tipa poluvodiča - rupe prodiru u bazu, gdr oni su već glavni nosioci. Budući da je debljina baze vrlo mala i broj većinskih nositelja (elektrona) u njoj mali, rupe koje su pale u nju teško se spajaju (ne rekombiniraju) s elektronima baze i prodiru u kolektor zbog difuziju. Desni p-n-spoj je zatvoren za glavne nositelje naboja baze - elektrone, ali ne i za šupljine. U kolektoru, rupe su odnesene električnim poljem i zatvaraju krug.
Snaga struje koja se grana u krug emitera iz baze je vrlo mala, jer je površina poprečnog presjeka baze u vodoravnoj (vidi sliku 3) ravnini mnogo manja od poprečnog presjeka u okomitoj ravnini . Struja u kolektoru, koja je gotovo jednaka struji u emiteru, mijenja se zajedno sa strujom u emiteru.
Otpor otpornika R ima mali utjecaj na struju kolektora, a taj se otpor može učiniti prilično velikim. Upravljajući strujom emitera s izvorom izmjeničnog napona uključenim u njegov krug, dobit ćemo sinkronu promjenu napona na otporniku. S velikim otporom otpornika, promjena napona na njemu može biti nekoliko desetaka tisuća puta veća od promjene signala u krugu emitera. To znači pojačanje napona. Stoga je na opterećenju R moguće dobiti električne signale čija je snaga višestruko veća od snage koja ulazi u krug emitera.zamjenjuju vakuumske cijevi i imaju široku primjenu u tehnici.

3. Vrste poluvodičkih elemenata.
Osim planarnih dioda na sl. 8. i tranzistora postoje i točkaste diode na sl. 4. Točkasti tranzistori (vidi strukturu na slici) se prije upotrebe oblikuju, tj. prolaze struju određene veličine, zbog čega se ispod vrha žice formira područje s rupom vodljivosti. Tranzistori su tipa p-n-p i n-p-n. Oznaka i opći prikaz na slici 5.
Postoje foto i toplinski otpornici i varistor, vidi sliku. Planarne diode uključuju selenske ispravljače.Osnova takve diode je čelična podloška, obložena s jedne strane slojem selena, koji je poluvodič s rupičastom vodljivošću (vidi sliku 7). Površina selena presvučena je legurom kadmija, uslijed čega nastaje film s elektronskom vodljivošću, uslijed čega nastaje prijelaz ispravljačke struje.Što je površina veća, to je veća ispravljena struja.

4. Proizvodnja
Tehnologija proizvodnje diode je sljedeća. Komad indija rastali se na površini kvadratne ploče površine 2-4 cm2 i debljine nekoliko frakcija milimetra, izrezane iz poluvodičkog kristala s elektronskom vodljivošću. Indij se snažno stapa s pločom.Istodobno prodiru atomi indija
(difuziraju) u debljinu ploče, tvoreći u njoj područje s prevladavajućom vodljivošću šupljina. Što je poluvodička pločica tanja. što je manji otpor diode u smjeru prema naprijed, veća je struja koju ispravlja dioda. Kontakti diode su kapljica indija i metalni disk ili šipka s olovnim žicama.
Nakon sastavljanja tranzistora, montira se u kućište, povezuje se e-pošta. priključke na kontaktne ploče kristala i izlaz paketa i zatvorite paket.

5. Opseg

Diode su vrlo pouzdane, ali je granica njihove uporabe od -70 do 125 C. Budući da. za točkastu diodu kontaktna površina je vrlo mala, pa struje koje takve diode mogu ispraviti nisu veće od 10-15 mA. I koriste se uglavnom za moduliranje visokofrekventnih oscilacija i za mjerne instrumente. Za bilo koju diodu postoje neka najveća dopuštena ograničenja za struju naprijed i natrag, ovisno o naponu naprijed i natrag i određujući njezina svojstva ispravljanja i čvrstoće.

Tranzistori su, poput dioda, osjetljivi na temperaturu, preopterećenje i prodorno zračenje. Tranzistori, za razliku od radio cijevi, izgaraju zbog nepravilnog spajanja.

-----------------------

Slika 2

Slika 1

Slika 3

Slika 4

Slika 5

Slika 4

POLUVODIČKE DIODE

Poluvodičke diode su poluvodički uređaji s jednim električnim spojem i dva izvoda. Koriste se za ispravljanje izmjenične struje, detekciju promjenljivih oscilacija, pretvaranje mikrovalnih oscilacija u međufrekventne oscilacije, stabilizaciju napona u istosmjernim krugovima i dr. Prema namjeni poluvodičke diode dijelimo na ispravljačke, visokofrekventne, varikapne, zener diode i dr. .

ispravljačke diode. Ispravljačke poluvodičke diode dizajnirane su za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu.

Osnova modernih ispravljačkih dioda je spoj elektron-rupa (EHP), koji se dobiva fuzijom ili difuzijom. Materijal koji se koristi je germanij ili silicij.

Za dobivanje velikih vrijednosti ispravljenih struja u ispravljačkim diodama koriste se EAF-ovi s velikom površinom, budući da za normalan rad diode gustoća struje kroz spoj ne smije prelaziti 1-2 A / mm 2.

Takve se diode nazivaju planarnim. Dizajn planarne poluvodičke diode male snage prikazan je na sl. 2.1, a. Za poboljšanje odvođenja topline u diodama medija I velike snage, vijak je zavaren na njihovo kućište, s kojim su diode pričvršćene na poseban radijator ili šasiju (slika 2.1, b).

Glavna karakteristika ispravljačke diode je strujno-naponska karakteristika (CVC). Vrsta CVC ovisi o materijalu poluvodiča i temperaturi (slika 2.2, a i b).

Glavni parametri ispravljačkih poluvodičkih dioda su:

konstantni prednji napon U np pri zadanoj prednjoj struji;

najveći dopušteni povratni napon U o 6 p max pri kojem dioda još dugo može normalno raditi;

istosmjerna reverzna struja koja teče kroz diodu pri reverznom naponu jednakom U o 6 p max ;

prosječna ispravljena struja, koja može proći kroz diodu dugo vremena na prihvatljivoj temperaturi za njegovo zagrijavanje;

maksimalna dopuštena snaga koju rasipa dioda, na koji osigurava zadanu pouzdanost diode.

Prema najvećoj dopuštenoj vrijednosti prosječne ispravljene struje, diode se dijele na male snage (), srednje snage ( ) i velike snage (). Ispravljačke diode velike snage nazivaju se energetske diode.

Ispravljački elementi male snage, koji su serijski spojene ispravljačke poluvodičke diode, nazivaju se ispravljački polovi. Također se proizvode ispravljačke jedinice u kojima su ispravljačke diode spojene prema određenom (na primjer, mostnom) krugu.

Poluvodičke diode ispravljača mogu raditi na frekvencijama od 50 ... 10 5 Hz (diode snage - na frekvencijama od 50 Hz), tj. Niskofrekventne su.

visokofrekventne diode. Visokofrekventne diode uključuju poluvodičke diode koje mogu raditi na frekvencijama do 300 MHz. Diode koje rade na frekvencijama iznad 300 MHz nazivaju se mikrovalne diode.

S povećanjem frekvencije povećava se ranžiranje diferencijalnog otpora EAF-a s reverznom prednaponom pomoću kapaciteta punjenja. To dovodi do smanjenja povratnog otpora i pogoršanja ispravljačkih svojstava diode. Budući da je vrijednost kapaciteta punjenja proporcionalna površini EAF-a, da bi se smanjila, potrebno je smanjiti površinu EAF-a.

Diode od mikrolegura imaju malu spojnu površinu, ali one. nedostatak je akumulacija u bazi minornih nositelja naboja koji se ubrizgavaju u nju kada se dioda izravno uključi. Ovo ograničava brzinu (frekvencijski raspon) dioda od mikrolegura.

Točkaste diode koje mogu raditi u mikrovalnom području imaju najbolju brzinu, a time i više frekvencije. U njihovom dizajnu, metalna opruga promjera oko 0,1 mm pritisnuta je vrhom na poluvodički kristal. Materijal opruge bira se tako da je izlazni rad elektrona iz nje veći nego iz poluvodiča. U tom slučaju na sučelju metal-poluvodič nastaje sloj barijere, nazvan Schottky barijera - po imenu njemačkog znanstvenika koji je proučavao ovaj fenomen. Diode čiji se rad temelji na korištenju svojstava Schottkyjeve barijere nazivaju se Schottky diode. U njima električnu struju nose glavni nositelji naboja, zbog čega nema ubrizgavanja i nakupljanja sporednih nositelja naboja.

Visokofrekventne i mikrovalne diode koriste se za ispravljanje visokofrekventnih oscilacija (ispravljač), detekciju (detektor), regulaciju razine snage (sklopke), množenje frekvencije (multiplikator) i druge nelinearne transformacije električnih signala.

Varikaps. Varikapi se nazivaju poluvodičke diode, čije se djelovanje temelji na korištenju ovisnosti kapacitivnosti o obrnutom naponu. Varikapi se koriste kao element s električki kontroliranim kapacitetom.

Karakter ovisnosti prikazan je na sl. 2.3, a. Ta se ovisnost naziva kapacitivnost-naponska karakteristika varikapa. Glavni parametri

varikapi su:

nazivni kapacitet izmjeren pri danom povratnom naponu;

koeficijent preklapanja kapacitivnosti Kc, određen omjerom kapacitivnosti varikapa pri dvije vrijednosti reverznog napona;

najveći dopušteni povratni napon ;

faktor kvalitete Q B definiran kao omjer reaktancije varikapa i otpora gubitku.

Poluvodičke zener diode. Poluvodička zener dioda je poluvodička dioda, čiji se napon održava s određenom točnošću kada se struja koja prolazi kroz nju mijenja u zadanom rasponu. Dizajniran je za stabilizaciju napona u istosmjernim krugovima.

CVC zener diode prikazan je na sl. 2.4, a, i simbol - na sl. 2.4, b.

Ako se EAF stvori na obje strane silicijske ploče, tada će se dobiti zener dioda sa simetričnim CVC - simetrična zener dioda (slika 2.4, c).

Radni dio zener diode je dio električnog sloma. Prilikom promjene struje koja teče kroz zener diodu, od vrijednosti do vrijednosti. napon na njemu malo se razlikuje od vrijednosti.Na ovom se svojstvu temelji uporaba zener dioda.

Načelo rada stabilizatora napona na silicijskoj zener diodi (sl. 2.4, d) je da kada se napon U VX promijeni, struja koja teče kroz zener diodu se mijenja, a napon na zener diodi i priključeno opterećenje R paralelno s njim praktički se ne mijenja.

Glavni parametri silicijskih zener dioda su:

stabilizacijski napon U st;

minimalne i maksimalne stabilizacijske struje;

najveća dopuštena disipacija snage

diferencijalni otpor u području stabilizacije ;

temperaturni koeficijent napona u stabilizacijskom dijelu

Za moderne zener diode, stabilizacijski napon se kreće od 1 do 1000 V pri stabilizacijskim strujama od 1 mA do 2 A. Za stabilizaciju napona manjih od 1 V koristi se izravna I–V karakteristika silicijske diode, nazvana stabistor. . Na stabistorima B. Spajanjem zener dioda (ili stabistora) u seriju, možete dobiti bilo koji potrebni stabilizacijski napon.

Diferencijalni otpor u stabilizacijskom dijelu je približno konstantan i za većinu zener dioda je 0,5 ... 200 ohma. Temperaturni koeficijent napona može biti pozitivan (za zener diode s) i negativan (za zener diode s U CT< 6 В) и для большинства стабилитронов находится в пределах (- 0,5... + 0,2) %/°С.

BIPOLARNI TRANZISTORI

Bipolarni tranzistor (BT) ili jednostavno tranzistor poluvodički je uređaj s dva međusobno povezana EHP-a i tri ili više izvoda, čija su svojstva pojačavanja posljedica fenomena ubrizgavanja i izdvajanja sporednih nositelja naboja.

Prijelazi elektron-rupa nastaju između tri područja poluvodiča s različitim vrstama električne vodljivosti. U skladu s redoslijedom izmjene p- i n-područja, BT se dijele na tranzistore tipa p-p-p i tranzistore tipa p-p-p (slika 2.5).

Srednje područje tranzistora naziva se baza, jedno krajnje područje je emiter (E), a drugo je kolektor (K). Obično je koncentracija nečistoća u emiteru veća nego u kolektoru. Kod BT tipa p - p - p, baza ima p-tip električne vodljivosti, a emiter i kolektor su n-tipa.

EAF formiran između emitera i baze naziva se emiter, a između baze i kolektora - kolektor.

Načini rada tranzistora. Ovisno o tome kako su emiter i kolektor EAF spojeni na izvore energije, bipolarni tranzistor može raditi u jednom od četiri načina: isključenje, zasićenje, aktivno i inverzno.

Emiter i kolektor EHP u režimu prekida (Sl. 2.6, a) pomaknuti su u suprotnom smjeru, au režimu zasićenja (Sl. 2.6, 6) - u smjeru prema naprijed. Struja kolektora u ovim modovima je praktički neovisna o naponu i struji emitera.

Načini prekida i zasićenja koriste se pri radu BT-a u pulsnim i ključnim uređajima.

Kada je tranzistor u aktivnom načinu rada, njegov emiterski spoj se pomiče u smjeru naprijed, a kolektorski spoj u suprotnom smjeru (slika 2.6, c).

Pod djelovanjem prednjeg napona 11eb struja teče u krugu emitera stvarajući kolektorsku i baznu struju, tako da

Struja kolektora sadrži dvije komponente: kontroliranu, proporcionalnu struji emitera, i nekontroliranu, stvorenu driftom manjinskih nositelja kroz reverzno prednapredni kolektorski spoj. Koeficijent proporcionalnosti naziva se statički koeficijent prijenosa struje emitera. Za većinu modernih BT i više.

Struja baze uključuje komponentu rekombinacije zbog elektrona koji ulaze u bazu kako bi kompenzirali pozitivni naboj šupljina koje se rekombiniraju u bazi, i komponentu nekontrolirane struje kolektora, tako da

Kada koristite BT kao element za pojačanje, jedan od zaključaka mora biti zajednički za ulazni i izlazni krug. U dijagramu prikazanom na sl. 2.6, c, zajednička elektroda je baza. Takav BT sklopni krug naziva se krug zajedničke baze (CB) i obično se prikazuje kao što je prikazano na sl. 2.7, a. Osim OB sklopa u praksi se koriste i sklopovi sa zajedničkim emiterom (OE) i zajedničkim kolektorom (OC).

U OE krugu (sl. 2.7, b), odnos između izlazne i ulazne struje određen je jednadžbom

Koeficijent se naziva statički koeficijent prijenosa struje baze. Povezan je s omjerom

Na vrijednosti su unutar 19...99.

Komponenta je reverzna (nekontrolirana) kolektorska struja u OE krugu. Ova struja je povezana s obrnutom strujom u krugu

O omjeru

Iz relacije (2.4) proizlazi da je povratna struja kolektora u OE krugu mnogo veća nego u OB krugu. To znači da promjena temperature u OE krugu ima veći učinak na promjenu struja (a time i na promjenu statičkih karakteristika i parametara) nego u OB krugu. Ovo je jedan od nedostataka uključivanja BT-a prema OE shemi.

Kada uključite BT prema shemi OK. (Sl. 2.7, c) odnos između izlazne i ulazne struje određen je odnosom

Iz usporedbe izraza (2.2) i (2.5) proizlazi da su ovisnosti između ulaznih i izlaznih struja BT u OE i OK krugovima približno iste. To omogućuje korištenje istih karakteristika i parametara za izračun OE i OK shema.

Inverzni način se razlikuje od aktivnog načina po suprotnom polaritetu napona primijenjenih na EHF emiter i kolektor.

Statičke karakteristike. Statičke karakteristike izražavaju složene odnose između struja i napona.

elektrode tranzistora i ovise o načinu uključivanja.

Na sl. 2.8, a prikazuje obitelj ulaznih karakteristika tipa BT n - p - n, uključenih prema OE shemi, koje izražavaju ovisnost pri . Kada je ulazna karakteristika

izravna grana CVC emitera EHP. S pozitivnim naponom kolektora, ulazna karakteristika se pomiče udesno.

Izlazne karakteristike (slika 2.8, b) odražavaju ovisnost o. Strmi dio karakteristika odgovara modu zasićenja, a ravni dio odgovara aktivnom modu. Odnos između kolektorske i bazne struje u ravnom području određen je izrazom (2.2).

Parametri statičkog načina rada slabog signala. Kada tranzistor radi u pojačavajućem načinu, njegova svojstva određena su parametrima malog signala, za koje se tranzistor može smatrati linearnim elementom. U praksi su najveću primjenu dobili hibridni s malim signalom ili h-parametri. Struje i naponi pri malim amplitudama promjenjivih komponenti u sustavu h-parametara povezani su sljedećim odnosima:

- ulazna impedancija;

- faktor povratne sprege napona

- koeficijent prijenosa struje;

- izlazna vodljivost.

Parametri i mjere se u kratkom spoju izlaznog kruga, a parametri i mjere se u stanju mirovanja ulaznog kruga. Ovi načini su jednostavni za implementaciju. Vrijednosti h-parametara ovise o načinu na koji je tranzistor uključen i na niskim frekvencijama mogu se odrediti iz statičkih karakteristika. U ovom slučaju, amplitude malih struja i napona zamjenjuju se inkrementima. Tako, na primjer, kada je tranzistor uključen prema krugu s OE, formule za parametre i određene ulaznim karakteristikama u točki A (Sl. 2.8, a) napisane su kao:

Parametri i određuju se izlaznim (sl. 2.8, b) karakteristikama prema formulama:

Slično, -parametri se određuju kada je tranzistor uključen prema krugu s OB.

Parametri malog signala i nazivaju se koeficijenti prijenosa struje emitera i struje baze. Oni karakteriziraju svojstva pojačanja struje tranzistora za promjenjive signale, a njihove vrijednosti ovise o načinu rada tranzistora i frekvenciji pojačanih signala. Dakle, s povećanjem frekvencije, modul koeficijenta prijenosa osnovne struje opada

Frekvencija pri kojoj se smanjuje za faktor u usporedbi s njegovom vrijednošću pri niskoj frekvenciji naziva se granična frekvencija prijenosa bazne struje i označava se. Frekvencija na kojoj se smanjuje na 1 naziva se granična frekvencija BT i označava se s . Prema vrijednosti granične frekvencije tranzistori se dijele na niskofrekventne, srednjefrekventne, visokofrekventne i supervisokofrekventne.

TIRISTORI

Tiristor je bistabilni poluvodički uređaj koji ima tri ili više prijelaza i može se prebacivati iz zatvorenog u otvoreni i obrnuto.

Tiristori s dva izvoda nazivaju se diodni ili dinistori, a s tri izvoda - triodni ili trinistor.

Dinistori. Struktura dinistora sastoji se od četiri poluvodička područja s izmjeničnim vrstama električne vodljivosti. između kojih se formiraju tri EHP-a. Ekstremni EAF su emiter, a srednji je kolektor. Područje se naziva emiter ili anoda, područje se naziva katoda.

Spajanje anode dinistora na pozitivni pol vanjskog izvora, a katode na negativni, odgovara izravnom spoju dinistora. Kada je polaritet napona izvora obrnut, dolazi do obrnutog prebacivanja.

Uz izravnu vezu, dinistor se može predstaviti kao kombinacija dvaju tranzistora p - n - p i n - p - n (slika 2.9, a) s koeficijentima prijenosa struje emitera i.

Struja koja teče kroz dinistor sadrži komponentu ubrizgavanja otvora tranzistora, elektroničku komponentu ubrizgavanja tranzistora i obrnutu struju kolektorskog spoja, tj.

Za sada je dinistor zatvoren. Na u dinistoru se razvijaju procesi koji dovode do lavinskog porasta injekcionih komponenti struje i prebacivanja kolektorskog spoja u smjer naprijed. U tom slučaju, otpor dinistora naglo se smanjuje, a pad napona na njemu ne prelazi 1-2 V. Ostatak napona izvora pada na ograničavajući otpornik (slika 2.9, b).

Kada se dinistor ponovno uključi, kroz njega teče mala povratna struja.

Trinistori. Trinistor se razlikuje od dinistora u prisutnosti dodatnog upravljačkog izlaza iz baze (slika 2.10, a). Zaključak se može izvesti iz bilo koje baze. Izvor spojen na ovaj pin stvara

upravljačka struja, koja se zbraja s glavnom strujom. Kao rezultat toga, prebacivanje trinistora iz zatvorenog stanja u otvoreno stanje događa se pri nižoj vrijednosti U a (Sl. 2.10, b).

U peteroslojnim strukturama odgovarajućim izvođenjem ekstremnih područja, možete dobiti simetrični CVC (slika 2.10, c). Takav se tiristor naziva simetričnim. Može biti diodni (diac) ili triodni (triac).

Isključivanje tiristora provodi se smanjenjem (ili prekidom) anodne struje ili promjenom polariteta anodnog napona.

Razmatrani tiristori nazivaju se bez zaključavanja. Postoje i zaključani tiristori, koji se mogu prebaciti iz otvorenog u zatvoreno promjenom struje kontrolne elektrode. Razlikuju se od dizajna koji se ne zaključavaju.

Parametri tiristora. Glavni parametri tiristora su:

napon uključivanja;

upravljačka struja otključavanja ;

prekidna struja ;

zaostali napon U np ;

vrijeme uključivanja t on;

izvan vremena ;

vrijeme kašnjenja t 3 ;

maksimalne brzine okretanja prednjeg napona (du/dt) max i prednje struje (di/dl) max.

Tiristori se široko koriste u kontroliranim ispravljačima, istosmjernim u izmjeničnim pretvaračima (inverterima), stabilizatorima napona,

kao blizinske sklopke, u električnim pogonima, uređajima za automatizaciju, telemehanici, računalnoj tehnici itd.

Uobičajene grafičke oznake tiristora prikazane su na sl. 2.11.

TRANZISTORI POLJA

Tranzistor s efektom polja (FET) je poluvodički uređaj, čija su svojstva pojačanja posljedica protoka glavnih nositelja naboja istog predznaka, koji teče kroz vodljivi kanal, a koji je kontroliran električnim poljem.

Kontrolna elektroda izolirana od kanala naziva se vrata. Prema metodi izolacije vrata, tranzistori s efektom polja podijeljeni su u tri vrste:

1) s kontrolnim p - n-spojom ili s p - t-zatvaračem;

2) sa vratima metal-poluvodič, ili sa vratima Schottky;

3) s izoliranim vratima.

Tranzistori s efektom polja sa str-n -zatvarač. U tranzistoru s efektom polja s p-n-vratima (sl. 2.12), kanal n-tipa izoliran je od supstrata i p-n-vrata

potezi, koji se zbog ispunjenja uvjeta formiraju uglavnom u kanalu. Kada je debljina kanala najveća, a njegov otpor minimalan. Ako se na vrata primijeni negativan napon u odnosu na izvor, tada će se p-n spojevi proširiti, debljina kanala će se smanjiti, a njegov otpor će se povećati. Stoga, ako je izvor napona spojen između izvora i odvoda, tada se struja Ic koja teče kroz kanal može kontrolirati promjenom otpora kanala pomoću napona primijenjenog na vrata. Na ovom principu se temelji rad FET-a s p - n-zatvaračem.

Glavne statičke karakteristike FET-a s p-n-vratima su prijenosna (odvodna) i izlazna (odvodna) karakteristika (slika 2.13).

Napon vrata, pri kojem je kanal potpuno blokiran, a struja odvoda opada na desetinke mikroampera, naziva se napon prekida i označava se s .

Struja odvoda pri U 3I = 0 naziva se početnom strujom odvoda.

Izlazne karakteristike sadrže strma, ili omska, i ravna područja. Ravno područje se također naziva područje zasićenja ili područje preklapanja kanala.

Struja odvoda, koja teče kroz kanal, stvara pad napona na njegovom raspodijeljenom otporu, što povećava reverzne napone kanal-vrata i kanal-supstrat, što dovodi do smanjenja debljine kanala. Povratna naprezanja postižu najveću vrijednost na granici s odvodom, au tom području sužavanje kanala ispada da je maksimalno (slika 2.12). Pri određenoj vrijednosti napona oba p-n spoja se zatvaraju u području odvoda i dolazi do preklapanja kanala. Ovaj odvodni napon naziva se napon preklapanja ili napon zasićenja (). Kada se obrnuti napon primijeni na vrata, dolazi do dodatnog suženja kanala, a njegovo preklapanje se događa pri nižoj vrijednosti napona.

Tranzistori s efektom polja sa Schottkyjevim vratima. U pet Sa Schottkyjevim vratima, otpor kanala se kontrolira mijenjanjem, pod djelovanjem napona vrata, debljine ispravljačkog spoja formiranog na granici između metala i poluvodiča. U usporedbi s p - n-spojem, ispravljački spoj metal-poluvodič omogućuje vam značajno smanjenje duljine kanala: do 0,5 ... 1 μm. Istovremeno, dimenzije cjelokupne strukture FET-a također su značajno smanjene, zbog čega FET-ovi sa Schottkyjevom barijerom mogu raditi na višim frekvencijama - do 50...80 GHz.

Tranzistori s efektom polja s izoliranim vratima. Ovi tranzistori imaju strukturu metal - dielektrik - poluvodič i kratko se nazivaju MIS tranzistori. Ako se kao dielektrik koristi silicijev oksid, oni se nazivaju i MOSFET-i.

Postoje dvije vrste MOS tranzistora: s induciranim i s ugrađenim kanalima.

U MIS tranzistorima s induciranim kanalom p-tipa (slika 2.14), područja odvoda i izvora p-tipa tvore dva suprotno suprotna supstrata s n-područjem supstrata.

uključeni EAF, a kada se na njih spoji izvor bilo kojeg polariteta, u krugu neće biti struje. Ako se, međutim, na vrata primijeni negativan napon u odnosu na izvor i supstrat, tada će pri dovoljnoj vrijednosti tog napona u pripovršinskom sloju poluvodiča koji se nalazi ispod vrata doći do inverzije vrste električne vodljivosti. i p-područja odvoda i izvora bit će povezana kanalom p-tipa. Ovaj napon vrata naziva se napon praga i označava se s . S porastom negativnog napona vrata povećava se dubina prodiranja inverzijskog sloja u poluvodič, što odgovara povećanju debljine kanala i smanjenju njegovog otpora.

Prijenosne i izlazne karakteristike MOS tranzistora s induciranim kanalom p-tipa prikazane su na slici. 2.15. Pad napona preko otpora kanala smanjuje napon od vrata do vrata

te kanal i debljina kanala. Najveće suženje kanala bit će na odvodu, gdje je napon najmanji .

U MOS tranzistorima s ugrađenim kanalom između područja odvoda i sorsa, tanki pripovršinski sloj (kanal) s istom vrstom električne vodljivosti kao odvod i izvor već se stvara u fazi proizvodnje. Stoga u takvim tranzistorima teče i struja odvoda, koja se naziva početna struja.

Statičke izlazne i prijenosne karakteristike MIS tranzistora s ugrađenim kanalom p-tipa prikazane su na sl. 2.16.

Diferencijalni parametri PT. Uz gore navedene parametre, svojstva FET-a karakteriziraju diferencijalni parametri: strmina prijenosne karakteristike ili strmina FET-a; diferencijalni otpor i statičko pojačanje.

Strmina FET-a na karakterizira svojstva pojačala tranzistora i za tranzistore male snage obično je nekoliko mA/V.

Diferencijalni otpor pri je otpor FET kanala prema izmjeničnoj struji.

Strmost FET-a može se odrediti iz statičkih izlaznih ili prijenosnih karakteristika (Sl. 2.16) na temelju izraza

a diferencijalni otpor - prema izlaznim karakteristikama u skladu s izrazom

Statičko pojačanje at se obično izračunava formulom .

Konvencionalne grafičke oznake tranzistora s efektom polja prikazane su na sl. 2.17.

Tranzistori s efektom polja koriste se u pojačalima s velikim ulaznim otporom, ključnim i logičkim uređajima, kao i u upravljanim prigušnicima kao element čiji se otpor mijenja pod utjecajem upravljačkog napona.

Slične informacije.

Moskovsko rudarsko državno sveučilište

Esej

na predmet STROJARSTVO

Poluvodički uređaji.

(dioda, tranzistor, tranzistor s efektom polja)

Umjetnost. gr. CAD-1V-96

Tsarev A.V.

Moskva 1999

Sadržaj

poluvodičke diode.

poluvodički tranzistori.

MIS tranzistori polja.

Književnost.

Poluvodičke diode

Dioda - poluvodički uređaj koji prolazi električnu struju samo u jednom smjeru i ima dva priključka za uključivanje u električni krug.

Poluvodička dioda je poluvodički uređaj s p-n spojem. Radni element je kristal germanija, koji ima vodljivost n-tipa zbog malog dodatka donorske nečistoće.Da bi se u njemu stvorili p-n spojevi, indij se topi u jednu od njegovih površina. Zbog difuzije atoma indija duboko u monokristal germanija, u blizini površine germanija formira se područje p-tipa. Ostatak germanija je još uvijek n-tipa. Između ova dva područja javlja se p-n spoj. Da bi se spriječilo štetno djelovanje zraka i svjetlosti, kristal germanija se stavlja u hermetičko kućište. uređaj i shematski prikaz poluvodičke diode:

Prednosti poluvodičkih dioda su mala veličina i težina, dug radni vijek, visoka mehanička čvrstoća; nedostatak je ovisnost njihovih parametara o temperaturi.

Volt-amperska karakteristika diode (pri visokom naponu, jakost struje doseže maksimalnu vrijednost - struja zasićenja) je nelinearna, stoga se svojstva diode procjenjuju strminom karakteristike:

Poluvodički tranzistori

Svojstva p-n spoja mogu se koristiti za stvaranje pojačala električnih oscilacija, nazvanog poluvodička trioda ili tranzistor.

U poluvodičkoj triodi dva p-područja kristala su odvojena uskim n-područjem. Takva se trioda konvencionalno označava kao p-n-p. Također možete napraviti n-p-n triodu, t.j. da se dva n-područja kristala odvoje uskim p-područjem (sl.).

Trioda p-n-p tipa sastoji se od tri područja, od kojih krajnje vanjsko ima rupičastu vodljivost, a srednje elektronsku vodljivost. Neovisni kontakti e, b i k napravljeni su na ova tri područja triode, što vam omogućuje da primijenite različite napone na lijevi p-n spoj između kontakata e i b i na desni n-p spoj između kontakata b i k.

Ako se reverzni napon primijeni na desni spoj, on će biti blokiran i kroz njega će teći vrlo mala reverzna struja. Sada primijenimo istosmjerni napon na lijevi p-n-spoj, tada će kroz njega početi teći značajna struja prema naprijed.

Jedno od područja triode, na primjer, lijevo, obično sadrži stotine puta više dopanta p-tipa od količine n-primjesa u n-području. Stoga će se struja prema naprijed kroz p-n spoj sastojati gotovo isključivo od rupa koje se kreću slijeva nadesno. Jednom kada se nađu u n-području triode, rupe koje izvode toplinsko gibanje difundiraju prema n-p spoju, ali djelomično imaju vremena podvrgnuti se rekombinaciji sa slobodnim elektronima n-područja. Ali ako je n-područje usko i u njemu nema previše slobodnih elektrona (nije izražen vodič n-tipa), tada će većina rupa doći do drugog prijelaza i, ušavši u njega, kretati se njegovim poljem u desnu p-regiju. U dobrim triodama, tok rupa koje prodiru u desno p-područje je 99% ili više od toka koji prodire lijevo u n-područje.

Ako je, u nedostatku napona između točaka h i b, reverzna struja u n-p spoju vrlo mala, tada je nakon pojave napona na stezaljkama h i b ta struja gotovo jednaka istosmjernoj struji u lijevom prijelazu . Na ovaj način možete kontrolirati jakost struje u desnom (zaključanom) n-p spoju pomoću lijevog p-n spoja. Zatvaranjem lijevog prijelaza zaustavljamo struju kroz desni prijelaz; otvaranjem lijevog spoja dobivamo struju u desnom spoju. Promjenom vrijednosti prednjeg napona na lijevom spoju, promijenit ćemo i jakost struje u desnom spoju. To je osnova za korištenje p-n-p triode kao pojačala.

Tijekom rada triode (sl.), Otpor opterećenja R spojen je na desni spoj, a uz pomoć baterije B primjenjuje se obrnuti napon (desetci volti), blokirajući spoj. U ovom slučaju, vrlo mala reverzna struja teče kroz spoj, a cijeli napon baterije B se dovodi na n-p spoj. Pod opterećenjem, napon je nula. Ako sada primijenimo mali prednji napon na lijevi spoj, tada će kroz njega početi teći mala prednja struja. Skoro ista struja će početi teći kroz desni spoj, stvarajući pad napona na otporu opterećenja R. Napon na desnom n-p spoju se smanjuje, jer sada dio napona baterije pada preko otpora opterećenja.

S povećanjem prednjeg napona na lijevom spoju, struja kroz desni spoj raste i raste napon preko otpora opterećenja R. Kada je lijevi p-n spoj otvoren, struja kroz desni n-p spoj postaje toliko velika da značajno dio napona baterije B pada preko otpora opterećenja R.

Dakle, primjenom pravog napona jednakog frakcijama volta na lijevi spoj, možete dobiti veliku struju kroz opterećenje, a napon na njemu bit će značajan dio napona baterije B, tj. deseci volti. Promjenom napona koji se dovodi na lijevi spoj za stotinke volta, mijenjamo napon na opterećenju za desetke volti. dobitak napona se dobiva na ovaj način.

Strujni dobitak s ovim sklopnim krugom triode nije postignut, budući da je struja koja teče kroz desni spoj čak malo manja od struje koja teče kroz lijevi spoj. Ali zbog pojačanja napona, ovdje dolazi do pojačanja snage. U konačnici, pojačanje snage događa se zbog energije izvora B.

Djelovanje tranzistora može se usporediti s djelovanjem brane. Uz pomoć stalnog izvora (riječnog toka) i brane stvara se razlika vodostaja. Trošeći vrlo malo energije na okomito kretanje zatvarača, možemo kontrolirati protok vode velike snage, tj. kontrolirati energiju snažnog stalnog izvora.

Spoj uključen u smjeru strujanja (lijevo na slikama) naziva se emiter, a spoj uključen u blokirajućem smjeru (desno na slikama) kolektor. Srednji dio naziva se baza, lijevi je emiter, a desni kolektor. Debljina baze je samo nekoliko stotinki ili tisućinki milimetra.

Životni vijek poluvodičkih trioda i njihova učinkovitost višestruko su veći od vakuumskih cijevi. Zbog čega se tranzistori široko koriste u mikroelektronici - televiziji, videu, audio, radio opremi i, naravno, u računalima. Zamjenjuju vakuumske cijevi u mnogim električnim krugovima znanstvene, industrijske i kućanske opreme.

Prednosti tranzistora u usporedbi s vakuumskim cijevima iste su kao i kod poluvodičkih dioda - nepostojanje vruće katode koja troši značajnu energiju i treba vremena da se zagrije. Osim toga, sami tranzistori su mnogo puta manji u masi i veličini od električnih svjetiljki, a tranzistori mogu raditi na nižim naponima.

Ali uz pozitivne kvalitete, triode imaju i svoje nedostatke. Poput poluvodičkih dioda, tranzistori su vrlo osjetljivi na porast temperature, električna preopterećenja i visoko prodorno zračenje (kako bi tranzistor bio izdržljiviji, pakiran je u posebnu "kutiju").

Glavni materijali od kojih se izrađuju triode su silicij i germanij.

MIS tranzistori polja.

Tranzistor s efektom polja (FET) je poluvodički uređaj s tri elektrode u kojem električnu struju stvaraju glavni nositelji naboja pod djelovanjem uzdužnog električnog polja, a strujom upravlja poprečno električno polje stvoreno naponom na kontrolnoj elektrodi.

Posljednjih godina veliko mjesto u elektronici zauzimaju uređaji koji koriste fenomene u pripovršinskom sloju poluvodiča. Glavni element takvih uređaja je struktura metal-dielektrik-poluvodič /MDP/. Oksidni sloj, kao što je silicijev dioksid, često se koristi kao dielektrični sloj između metala i poluvodiča. Takve strukture se nazivaju MOS strukture. Metalna elektroda se obično nanosi na dielektrik vakuumskim raspršivanjem. Ova elektroda se zove vrata.

FET-ovi su unipolarni poluvodički uređaji, budući da se njihov rad temelji na driftu nositelja naboja istog predznaka u uzdužnom električnom polju kroz kontrolirani kanal n- ili p-tipa. Strujom kroz kanal upravlja poprečno električno polje, a ne struja, kao kod bipolarnih tranzistora. Stoga se takvi tranzistori nazivaju tranzistori s efektom polja.

Tranzistori s efektom polja s vratima u obliku p-n spoja, ovisno o kanalu, dijele se na FET-ove s kanalom p-tipa i n-tipa. Kanal p-tipa ima rupičastu vodljivost, a kanal n-tipa elektronsku vodljivost.

Ako se na vrata primijeni određeni prednapon u odnosu na poluvodič, tada se u blizini površine poluvodiča pojavljuje područje prostornog naboja, čiji je predznak suprotan predznaku naboja na vratima. U ovom području koncentracija nositelja struje može se značajno razlikovati od njihove ukupne koncentracije.

Naelektrisanje područja blizu površine poluvodiča dovodi do pojave razlike potencijala između njega i volumena poluvodiča i, posljedično, do zakrivljenosti energetskih vrpci. S negativnim nabojem na vratima, energetske vrpce se savijaju prema gore, jer kada se elektron pomakne iz volumena prema površini, njegova energija se povećava. Ako su vrata pozitivno nabijena, tada se zone savijaju prema dolje.

Slika prikazuje tračnu strukturu n-poluvodiča s negativnim nabojem na vratima i dane su oznake glavnih veličina koje karakteriziraju površinu; razlika potencijala između površine i volumena poluvodiča; savijanje zona blizu površine; u sredini zabranjene zone. Sa slike se može vidjeti da je u masi poluvodiča udaljenost od dna vodljivog pojasa do Fermijeve razine manja od udaljenosti od Fermijeve razine do vrha valentnog pojasa. Stoga je ravnotežna koncentracija elektrona veća od koncentracije šupljina: kao što bi trebalo biti u n-poluvodičima. U površinskom sloju prostornog naboja vrpce su savijene i udaljenost od dna vodljivog pojasa do Fermijeve razine neprestano se povećava kako se kreće prema površini, a udaljenost do Fermijeve razine od vrha valentnog pojasa kontinuirano opada.

Često se savijanje zona blizu površine izražava u jedinicama kT i označava s Ys. Zatim, tijekom formiranja područja blizu površine poluvodiča, mogu se dogoditi tri važna slučaja: osiromašenje, inverzija i obogaćivanje ovog područja s nositeljima naboja. Ovi slučajevi za n- i p-tip poluvodiča prikazani su na sl.

Područje osiromašenja pojavljuje se kada se predznak naboja vrata podudara s predznakom nositelja većine struje. Savijanje pojasa uzrokovano takvim nabojem dovodi do povećanja udaljenosti od Fermijeve razine do dna vodljivog pojasa u poluvodiču n-tipa i do vrha valentnog pojasa u poluvodiču p-tipa. Povećanje ove udaljenosti je popraćeno iscrpljivanjem područja blizu površine glavnim prijenosnicima. Pri visokoj gustoći naboja vrata, čiji se predznak podudara s predznakom naboja većinskih nositelja, kako se približava površini, ispada udaljenost od Fermijeve razine do vrha valentnog pojasa u poluvodiču n-tipa biti manji od udaljenosti do dna vodljivog pojasa. Kao rezultat toga, koncentracija nevelikih nositelja naboja /rupa/ na površini poluvodiča postaje veća od koncentracije glavnih nositelja i tip vodljivosti u ovom području se mijenja, iako ima malo elektrona i šupljina, gotovo kao u intrinzičkom poluvodiču. U blizini površine, međutim, može postojati onoliko ili čak više nevećinskih nositelja koliko ima većinskih nositelja u masi poluvodiča. Takvi dobro vodljivi slojevi blizu površine s vrstom vodljivosti suprotnom od opće se nazivaju inverzijski slojevi. Osiromašeni sloj nadovezuje se na inverzijski sloj duboko od površine.

Ako je predznak naboja vrata suprotan predznaku naboja glavnih nositelja struje u poluvodiču, tada se pod njegovim utjecajem glavni nositelji privlače na površinu i njima se obogaćuje sloj blizu površine. Takvi se slojevi nazivaju obogaćeni.

U integriranoj elektronici, MIS strukture se naširoko koriste za stvaranje tranzistora i različitih integriranih mikro krugova koji se temelje na njima. Na sl. shematski prikazuje strukturu MIS tranzistora s izoliranim vratima. Tranzistor se sastoji od kristala silicija (na primjer, n-tipa), na čijoj se površini formiraju p-područja difuzijom /ili implantacijom iona/ u prozore u oksidu, kao što je prikazano na sl. Jedno od tih područja naziva se izvor, a drugo odvod. Na njih se nanose ohmski kontakti. Razmak između područja prekriven je metalnim filmom izoliranim od površine kristala slojem oksida. Ova elektroda tranzistora naziva se gate. Na granici između p- i n-područja pojavljuju se dva p-n-spoja - izvor i odvod, koji su prikazani na slici. prikazano šrafurom.

Na sl. prikazan je dijagram uključivanja tranzistora u krug: plus je spojen na izvor, minus izvora napona na odvod, a minus izvora na vrata. Radi jednostavnosti, pretpostavit ćemo da ne postoji kontaktna razlika potencijala, da nema naboja u oksidu i da nema površinskih stanja. Tada se svojstva površinskog područja, u odsutnosti napona na vratima, ni na koji način ne razlikuju od svojstava poluvodiča u masi. Otpor između odvoda i sorsa je vrlo visok, budući da je odvodni p-n spoj pod reverznom prednaponom. Primjena negativnog prednapona na vrata prvo dovodi do stvaranja područja osiromašenja ispod vrata, a na određenom naponu koji se naziva prag, do stvaranja područja inverzije koje povezuje p-područje izvora i odvoda s provodnim kanalom. Pri višim naponima vrata, kanal postaje širi, a otpor odvod-izvor postaje manji. Struktura koja se razmatra je stoga kontrolirani otpornik.

Međutim, otpor kanala je određen samo naponom vrata samo pri niskim naponima odvoda. S porastom, nosioci napuštaju kanal u područje ponora, osiromašeni sloj na odvodnom n-p spoju se širi, a kanal se sužava. Ovisnost struje o naponu odvoda postaje nelinearna.

Kako se kanal sužava, broj slobodnih nositelja struje ispod vrata se smanjuje kako se približava odvodu. Da bi struja u kanalu bila ista u bilo kojem njegovom dijelu, električno polje duž kanala mora, u ovom slučaju, biti nejednoliko, njegova snaga mora rasti kako se približava odvodu. Osim toga, pojava gradijenta koncentracije slobodnih nositelja struje duž kanala dovodi do pojave difuzijske komponente gustoće struje.

Pri određenom naponu na odvodu dolazi do začepljenja kanala na odvodu, s još većim pomakom dolazi do skraćivanja kanala prema sorsu. Zatvaranje kanala, međutim, ne dovodi do nestanka struje odvoda, jer u osiromašenom sloju koji je blokirao kanal, električno polje povlači rupe duž površine. Kada nositelji struje iz kanala uđu u ovo područje zbog difuzije, polje ih pokupi i prenese u odvod. Stoga, kako se napon odvoda povećava, čisti drift mehanizam gibanja nositelja struje duž kanala zamjenjuje se difuzijskim driftom.

Mehanizam protoka struje u MIS tranzistoru sa zatvorenim kanalom ima neke zajedničke značajke s protokom struje u reverzno prednaponom n-p spoju. Podsjetimo se da u n-p spoju manjinski nositelji struje ulaze u područje prostornog naboja spoja zbog difuzije i zatim ih pokupi njegovo polje.

Kao što teorija i eksperiment pokazuju, nakon zatvaranja kanala odvodna struja je praktički zasićena. Vrijednost struje zasićenja ovisi o naponu vrata; što je veći, širi je kanal i veća je struja zasićenja. Ovo je tipičan efekt tranzistora - napon vrata (u ulaznom krugu) može se kontrolirati strujom odvoda (struja u izlaznom krugu). Karakteristična značajka MOS tranzistora je da je njihov ulaz kondenzator formiran metalnim vratima izoliranim od poluvodiča.

Na međupovršini poluvodič-dielektrik, u zabranjenom pojasu poluvodiča, postoje energetska stanja koja se nazivaju površinska ili, točnije, stanja sučelja. Valne funkcije elektrona u tim stanjima su lokalizirane blizu sučelja u područjima reda konstante rešetke. Razlog za pojavu razmatranih stanja je nesavršenost međupovršine poluvodič-dielektrik (oksid). Na stvarnim sučeljima uvijek postoji određeni broj visećih veza i narušena je stehiometrija sastava dielektričnog oksidnog filma. Gustoća i priroda stanja međupovršine bitno ovise o tehnologiji stvaranja dielektričnog filma.

Prisutnost površinskih stanja na sučelju poluvodič-dielektrik nepovoljno utječe na parametre MIS tranzistora, budući da je dio naboja induciranog ispod vrata u poluvodiču zarobljen ovim stanjima. Uspjeh u stvaranju tranzistora s efektom polja ovog tipa postignut je nakon razvoja tehnologije za stvaranje filma na površini silicija s niskom gustoćom stanja sučelja.

U samom silicijevom oksidu uvijek postoji pozitivan "ugrađen" naboj čija priroda još nije do kraja razjašnjena. Vrijednost ovog naboja ovisi o tehnologiji proizvodnje oksida i često se pokaže toliko velikom da ako se kao supstrat koristi silicij p-tipa, tada se u blizini njegove površine formira inverzijski sloj čak i pri nultom prednaprezanju vrata. Takvi se tranzistori nazivaju tranzistori UGRAĐENOG KANALA. Kanal u njima je sačuvan čak i kada se na vrata primijeni neka negativna prednapon. Za razliku od njih, u tranzistorima izrađenim na n-supstratu, u kojima je za formiranje inverzijskog sloja potreban previše oksidnog naboja, kanal se pojavljuje samo kada se na gejt dovede napon veći od određenog napona praga. Ovaj prednapon vrata mora biti negativan u predznaku za tranzistore s n-supstratom i pozitivan u slučaju p-supstrata.

Pri visokim naponima odvoda MIS tranzistora, područje prostornog naboja iz područja odvoda može se tako jako proširiti da kanal potpuno nestane. Tada će nosioci iz jako dopiranog sorsnog područja pohrliti u odvod, baš kao kad se "probije" baza bipolarnog tranzistora.

Književnost:

"Solid State Electronics" G.I.Epifanov, Yu.A.Moma.

“Elektronika i inženjerstvo mikrosklopova” V.A. Skarzhepa, A.N. Lucenko.

Pripremljeno

Učenica 10 "A" razreda

škola br.610

Ivčin Aleksej

Sažetak na temu:

"Poluvodičke diode i tranzistori, područja njihove primjene"

1. Poluvodiči: teorija i svojstva

2. Osnovni poluvodički elementi (građa i primjena)

3. Vrste poluvodičkih elemenata

4. Proizvodnja

5. Opseg

1. Poluvodiči: teorija i svojstva

Najprije se treba upoznati s mehanizmom provođenja u poluvodičima. A za ovo morate razumjeti prirodu veza koje drže atome poluvodičkog kristala jedan uz drugi. Na primjer, razmotrite kristal silicija.

Silicij je četverovalentni element. To znači da u vanjskom

ljuska atoma ima četiri elektrona, relativno slabo vezana

sa jezgrom. Broj najbližih susjeda svakog atoma silicija također je jednak

četiri. Interakcija para susjednih atoma provodi se pomoću

paonoelektronska veza, koja se naziva kovalentna veza. U obrazovanju

ova veza iz svakog atoma uključuje jedan valentni elektron, koji

koji su odcijepljeni od atoma (kolektivizirani kristalom) i

većinu vremena provode u međuprostoru

susjednih atoma. Njihov negativni naboj drži pozitivne ione silicija blizu jedne drugima. Svaki atom formira četiri veze sa svojim susjedima,

a bilo koji valentni elektron može se kretati duž jedne od njih. Došavši do susjednog atoma, može prijeći na sljedeći, a zatim dalje po cijelom kristalu.

Valentni elektroni pripadaju cijelom kristalu. Parno-elektronske veze silicija su prilično jake i ne pucaju na niskim temperaturama. Stoga silicij ne provodi struju pri niskim temperaturama. Valentni elektroni koji sudjeluju u vezivanju atoma čvrsto su vezani za kristalnu rešetku, a vanjsko električno polje nema zamjetan utjecaj na njihovo kretanje.

elektronska vodljivost.

Kada se silicij zagrijava, kinetička energija čestica se povećava, i

veze su prekinute. Neki elektroni napuštaju svoje orbite i postaju slobodni, poput elektrona u metalu. U električnom polju, oni se kreću između mjesta rešetke, tvoreći električnu struju.

Vodljivost poluvodiča zbog prisutnosti slobodnih metala u metalima

elektrona elektrona, naziva se elektronska vodljivost. Kako temperatura raste, broj prekinutih veza, a time i broj slobodnih elektrona, raste. Pri zagrijavanju od 300 do 700 K broj slobodnih nositelja naboja raste s 10–17 na 10–24 1/m V3. To dovodi do smanjenja otpora.

rupa vodljivosti.

Kada se veza prekine, nastaje upražnjeno mjesto s elektronom koji nedostaje.

Zove se rupa. Rupa ima višak pozitivnog naboja u usporedbi s ostatkom normalnih veza. Položaj rupe u kristalu nije fiksan. Sljedeći proces se kontinuirano odvija. Jedan

s elektrona koji osiguravaju vezu atoma, skače na mjesto od

razvijene rupe i ovdje obnavlja vezu par-elektron.

a tamo odakle je elektron iskočio nastaje nova rupa. Tako

Dakle, rupa se može kretati po kristalu.

Ako je jakost električnog polja u uzorku nula, tada se kretanje rupa, ekvivalentno kretanju pozitivnih naboja, događa nasumično i stoga ne stvara električnu struju. U prisutnosti električnog polja dolazi do uređenog kretanja šupljina, pa se električna struja povezana s kretanjem šupljina dodaje električnoj struji slobodnih elektrona. Smjer kretanja šupljina je suprotan smjeru kretanja elektrona.

Dakle, u poluvodičima postoje dvije vrste nositelja naboja: elektroni i šupljine. Stoga poluvodiči imaju ne samo elektronsku, već i rupičastu vodljivost. Vodljivost u tim uvjetima naziva se vlastita vodljivost poluvodiča. Vlastita vodljivost poluvodiča obično je niska, budući da je broj slobodnih elektrona malen, na primjer u germaniju pri sobnoj temperaturi ne = 3 x 10 u 23 cm u -3. U isto vrijeme, broj atoma germanija u 1 kubičnom cm iznosi oko 10–23. Dakle, broj slobodnih elektrona je otprilike jedan desetmilijarditi dio ukupnog broja atoma.

Bitna značajka poluvodiča je da oni

u prisutnosti nečistoća, zajedno s vlastitom vodljivošću,

dodatna - nečistoća vodljivost. Promjenom koncentracije

nečistoća, možete dodatno značajno promijeniti broj nositelja naboja

ili neki drugi znak. To omogućuje stvaranje poluvodiča s

prevladavajuća koncentracija bilo negativno ili pozitivno

jako nabijeni nosioci. Ova značajka poluvodiča je otvorena

nudi široke mogućnosti za praktičnu primjenu.

nečistoće donatora.

Ispostavilo se da u prisutnosti nečistoća, poput atoma arsena, čak i pri vrlo niskim koncentracijama, broj slobodnih elektrona raste u

puno puta. To se događa iz sljedećeg razloga. Atomi arsena imaju pet valentnih elektrona, od kojih su četiri uključena u stvaranje kovalentne veze određenog atoma s okolnim atomima, na primjer, s atomima silicija. Peti valentni elektron je slabo vezan za atom. Lako napušta atom arsena i postaje slobodan. Koncentracija slobodnih elektrona značajno raste, te postaje tisuću puta veća od koncentracije slobodnih elektrona u čistom poluvodiču. Nečistoće koje lako predaju elektrone nazivaju se donorske nečistoće, a takvi poluvodiči su poluvodiči n-tipa. U poluvodiču n-tipa elektroni su glavni nositelji naboja, a šupljine sporedni.

akceptorskih nečistoća.

Ako se indij, čiji su atomi trovalentni, koristi kao nečistoća, tada se mijenja priroda vodljivosti poluvodiča. Sada, za formiranje normalnih parnih elektronskih veza sa susjedima, atom indija to ne čini

dobije elektron. Kao rezultat toga, formira se rupa. Broj rupa u kristalu

thalle je jednak broju atoma nečistoće. Ova vrsta nečistoća

nazivaju akceptori. U prisutnosti električnog polja

rupe se pomiču duž polja i javlja se rupna kondukcija. Po-

poluvodiči s dominacijom provodljivosti šupljina nad elektronima

Noa se naziva p-tip poluvodiča (od riječi positiv - pozitivan).

2.Osnovne poluvodičke komponente (građa i primjena)

Postoje dva glavna poluvodička elementa: dioda i tranzistor.

Trenutno se poluvodičke diode sve više koriste za ispravljanje električne struje u radijskim krugovima, zajedno sa svjetiljkama s dvije elektrode, budući da imaju niz prednosti. U vakuumskoj cijevi zagrijavanjem katode nastaju nositelji naboja, elektroni. U p-n spoju nositelji naboja nastaju kada se u kristal unese akceptorska ili donorska nečistoća.Dakle, nema potrebe za izvorom energije za dobivanje nositelja naboja. U složenim krugovima, uštede energije koje proizlaze iz ovoga su vrlo značajne. Osim toga, poluvodički ispravljači s istim vrijednostima ispravljene struje su minijaturniji od lampi.

Poluvodičke diode izrađuju se od germanija, silicija. selen i druge tvari. Razmotrite kako se stvara p-n spoj pomoću donorske nečistoće; ovaj spoj se ne može dobiti mehaničkim povezivanjem dvaju poluvodiča različitih vrsta, jer u tom slučaju se dobiva preveliki razmak između poluvodiča.Ta debljina ne smije biti veća od međuatomskih udaljenosti. Stoga se indij topi na jednoj od površina uzorka. Zbog difuzije atoma indija indija duboko u monokristal germanija, područje s p-tipom vodljivosti se transformira u blizini površine germanija. Ostatak uzorka germanija, u koji nisu prodrli atomi indmijanija, još uvijek ima n-tip vodljivosti. Između regija javlja se p-n spoj. U poluvodičkoj diodi germanij služi kao katoda, a indij kao anoda. Na slici 1 prikazan je izravni (b) i obrnuti (c) spoj diode.

Strujno-naponska karakteristika za izravni i obrnuti spoj prikazana je na slici 2.

Zamijenile su žarulje, vrlo su raširene u tehnici, uglavnom za ispravljače, a diode su također našle primjenu u raznim uređajima.

Tranzistor.

Razmotrimo jednu od vrsta tranzistora izrađenih od germanija ili silicija s donorskim i akceptorskim nečistoćama unesenim u njih. Raspodjela nečistoća je takva da se između dva poluvodička sloja p-tipa stvara vrlo tanak (reda nekoliko mikrometara) sloj poluvodiča n-tipa (Sl. 3. Taj tanki sloj naziva se baza ili baza.U kristalu nastaju dva p-n spoja čiji su izravni smjerovi suprotni. Tri izlaza iz područja s različitim vrstama vodljivosti omogućuju vam da uključite tranzistor u krugu prikazanom na slici 3. Ovim uključivanjem

lijevi p-n spoj je izravan i odvaja bazu od područja p-tipa koje se naziva emiter. Da nema desnog p–n spoja, u krugu emiter-baza postojala bi struja, ovisno o naponu izvora (baterija B1 i izvor izmjeničnog napona).

kretanje) i otpor strujnog kruga, uključujući izravni niski otpor

prijelaz emiter – baza. Baterija B2 spojena je tako da je desni pn spoj u krugu (vidi sl. 3) obrnut. Odvaja bazu od desnog područja p-tipa koje se naziva kolektor. Da nema lijevog p-n spoja, jakost struje i kolektorski krug bili bi blizu nule. Budući da je otpor obrnutog prijelaza vrlo visok. Ako postoji struja u lijevom p-n spoju, struja se pojavljuje iu kolektorskom krugu, a struja u kolektoru tek je neznatno manja od struje u emiteru.Kada se stvori napon između emitera i baze, glavni nositelji p-tipa poluvodiča - rupe prodiru u bazu, gdr oni su već glavni nosioci. Budući da je debljina baze vrlo mala i broj većinskih nositelja (elektrona) u njoj mali, rupe koje su pale u nju teško se spajaju (ne rekombiniraju) s elektronima baze i prodiru u kolektor zbog difuziju. Desni p-n-spoj je zatvoren za glavne nositelje naboja baze - elektrone, ali ne i za šupljine. U kolektoru, rupe su odnesene električnim poljem i zatvaraju krug. Snaga struje koja se grana u krug emitera iz baze je vrlo mala, jer je površina poprečnog presjeka baze u vodoravnoj (vidi sliku 3) ravnini mnogo manja od poprečnog presjeka u okomitoj ravnini . Struja u kolektoru, koja je gotovo jednaka struji u emiteru, mijenja se zajedno sa strujom u emiteru. Otpor otpornika R ima mali utjecaj na struju u kolektoru, a taj se otpor može učiniti dovoljno velikim. Upravljajući strujom emitera s izvorom izmjeničnog napona uključenim u njegov krug, dobit ćemo sinkronu promjenu napona na otporniku. S velikim otporom otpornika, promjena napona na njemu može biti nekoliko desetaka tisuća puta veća od promjene signala u krugu emitera. To znači pojačanje napona. Stoga je na opterećenju R moguće dobiti električne signale čija je snaga višestruko veća od snage koja ulazi u krug emitera.zamjenjuju vakuumske cijevi i imaju široku primjenu u tehnici.

3. Vrste poluvodičkih elemenata.

Osim planarnih dioda na sl. 8. i tranzistora postoje i točkaste diode na sl. 4. Točkasti tranzistori (vidi strukturu na slici) se prije upotrebe oblikuju, tj. prolaze struju određene veličine, zbog čega se ispod vrha žice formira područje s rupom vodljivosti. Tranzistori su tipa p-n-p i n-p-n. Oznaka i opći prikaz na slici 5.

Postoje foto i toplinski otpornici i varistor, vidi sliku. Planarne diode uključuju selenske ispravljače.Osnova takve diode je čelična podloška, obložena s jedne strane slojem selena, koji je poluvodič s rupičastom vodljivošću (vidi sliku 7). Površina selena presvučena je legurom kadmija, uslijed čega nastaje film s elektronskom vodljivošću, uslijed čega nastaje prijelaz ispravljačke struje.Što je površina veća, to je veća ispravljena struja.

4. Proizvodnja

Tehnologija proizvodnje diode je sljedeća. Komad indija rastali se na površini kvadratne ploče površine 2-4 cm2 i debljine nekoliko frakcija milimetra, izrezane iz poluvodičkog kristala s elektronskom vodljivošću. Indij je snažno spojen s pločom.Istodobno, atomi indija prodiru (difundiraju) u debljinu ploče, tvoreći u njoj područje s prevladavajućom vodljivošću šupljina. Što je poluvodička pločica tanja. što je manji otpor diode u smjeru prema naprijed, veća je struja koju ispravlja dioda. Kontakti diode su kapljica indija i metalni disk ili šipka s olovnim žicama.

Nakon sastavljanja tranzistora, montira se u kućište, povezuje se e-pošta. priključke na kontaktne ploče kristala i izlaz paketa i zatvorite paket.

5. Opseg

Diode su vrlo pouzdane, ali je granica njihove uporabe od -70 do 125 C. Budući da. za točkastu diodu kontaktna površina je vrlo mala, pa struje koje takve diode mogu ispraviti nisu veće od 10-15 mA. I koriste se uglavnom za moduliranje visokofrekventnih oscilacija i za mjerne instrumente. Za bilo koju diodu postoje neka najveća dopuštena ograničenja za struju naprijed i natrag, ovisno o naponu naprijed i natrag i određujući njezina svojstva ispravljanja i čvrstoće.

Tranzistori su, poput dioda, osjetljivi na temperaturu, preopterećenje i prodorno zračenje. Tranzistori, za razliku od radio cijevi, izgaraju zbog nepravilnog spajanja.