Полупроводниковые приборы. Назначение

Многие вещества в кристаллическом состоянии не являются такими хорошими проводниками эл.ого тока, как металлы, но не могут быть отнесены и к диэлектрикам, так как не являются хорошими изоляторами. Такие вещества называются – полупроводниками. Полупроводники не просто плохие проводники, а особый класс кристаллов со многими замечательными физическими свойствами, отличающими их как от металлов, так и от диэлектриков. Например, если у металлов при повышении температуры, эл.сопротивление увеличивается, то у полупроводников уменьшается. Уменьшается эл.сопротивление полупроводниковых кристаллов и при освещении. Удивительным свойством полупроводников, оказалось свойство односторонней проводимости контакта двух полупроводниковых кристаллов различного типа. Это свойство используется при создании различных полупроводниковых приборов, служащих материальной базой современной радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники. Типичными полупроводниками являются кристаллы германия и кремния. Проводимость полупроводника можно увеличить добавлением в него атомов других элементов. Примеси приводящие к появлению в полупроводнике свободных электронов, называются донорами. Проводимость в полупроводнике обусловленная электронами, называется проводимостью n – типа. Примеси, уменьшающие число свободных электронов, называются акцепторными. Проводимость в полупроводнике обусловленная отсутствием электронов (дырками) называется проводимостью p – типа. В зоне контакта между полупроводниками с p проводимостью и n проводимостью, получается p –n переход. Известно, что p-n переход работает как выпрямитель, пропуская ток только в одном направлении, из p – области в n – область.

Полупроводниковый прибор с p – n переходом называется диодом. Он служит для выпрямления переменного тока. По функциональному назначению полупроводниковые диоды делятся на выпрямительные, импульсные, стабилитроны, фотодиоды, светодиоды и т. д.

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные диоды предназначены для работы в цепях формирования импульсов напряжения и тока. Стабилитроны предназначены для стабилизации напряжения.

Полупроводниковые приборы с p –n – p или n – p – n структурой называются транзисторами. Транзисторы применяются в качестве усилительных и генерирующих элементов, бесконтактных переключателей в приёмниках, телевизорах, различных приборах автоматического управления, компьютерах. На основе полупроводниковых структур изготавливаются интегральные микросхемы. Интегральной микросхемой называют совокупность большого числа взаимосвязанных элементов – транзисторов, диодов, резисторов, соединительных проводников, изготовленных в едином технологическом процессе.