Применение транзисторов

Физика 10 класс

І Тема: Электрический ток в полупроводниках. Электрическая

проводимость полупроводников. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый диод. Транзистор. Применение полупроводниковых приборов.

 

ІІ Образовательные задачи.

Рассмотреть двойной p–n -переход (p–n–p) и способ его получения. Цепи эмиттера и коллектора. Влияние тока в цепи эмиттера на ток в цепи коллектора. Усиление при помощи транзистора. Применение транзисторов. Рассмотреть применение полупроводниковых приборов.

 

ІІІ Воспитательные задачи.

Продолжить формирование диалектико-материалистического мировоззрения учащихся и познавательный интерес к науке, осуществлять политехническое воспитание, вызывать чувство эмоционального отклика от радости познания окружающего мира, расширять кругозор учащихся.

 

ІV Оборудование.

Таблицы, набор полупроводниковых приборов.

V Изучение нового материала.

Ребята! Вы уже познакомились с полупроводниковым диодом, его устройством и принципом действия. Напоминаю его схематическое изображение.

Транзисторы.

Это приборы, используемые для усиления электрических сигналов.

В полупроводниковом кристалле образуются два p–n -перехода, прямые направления которых противоположны. Распределение примесей таково, что создаётся очень тонкая (толщиной порядка нескольких микрометров) прослойка полупроводника n -типа между двумя слоями полупроводника р -типа. Эту тонкую прослойку называют основанием или базой. В данной схеме при подключении батареи БІ левый p–n -переход является прямым. Левый полупроводник с проводимостью р -типа называют эмиттером. Если бы не было правого p–n -перехода, в цепи эмиттер — база существовал бы ток, зависящий от напряжения источников (батареи Б1 и источника переменного напряжения) и сопротивления цепи, включая малое сопротивление прямого перехода эмиттер — база.

Батарея Б2 включена так, что правый n–p -переход в схеме является обратным. Правая область с проводимостью р -типа называется коллектором. Если бы не было левого p–n -перехода, сила тока в цепи коллектора была бы близка к нулю, так как сопротивление обратного перехода очень велико. При существовании же тока в левом p–n -переходе появляется ток и в Цепи коллектора, причём сила тока в коллекторе лишь немного меньше силы тока в эмиттере. (Если на эмиттер подано отрицательное напряжение, то левый p–n -переход будет обратным, и ток в цепи эмиттера и в цепи коллектора будет практически отсутствовать.)

Это объясняется следующим образом. При создании напряжения между эмиттером и базой основные носители полупроводника р -типа (дырки) проникают в базу, где они являются уже неосновными носителями. Поскольку толщина базы очень мала и число основных носителей (электронов) в ней невелико, попавшие в неё дырки почти не объединяются (не рекомбинируют) с электронами базы и проникают в коллектор за счёт диффузии. Правый p–n -переход закрыт для основных носителей заряда базы – электронов, но не для дырок. В коллекторе дырки увлекаются электрическим полем и замыкают цепь. Сила тока, ответвляющегося в цепь эмиттера из базы, очень мала, так как площадь сечения базы в горизонтальной плоскости много меньше сечения в вертикальной плоскости.

Сила тока в коллекторе, почти равная силе тока в эмиттере, изменяется вместе с током через эмиттер. Сопротивление резистора R мало влияет на ток в коллекторе, и это сопротивление можно сделать достаточно большим. Управляя током эмиттера с помощью источника переменного напряжения, включенного в его цепь, мы получим синхронное изменение напряжения на резисторе R.

При большом сопротивлении резистора изменение напряжения на нем может в десятки тысяч раз превышать изменение напряжения сигнала в цепи эмиттера. Это означает усиление напряжения. Поэтому на нагрузке R можно получить электрические сигналы, мощность которых во много раз превышает мощность, поступающую в цепь эмиттера.

Применение транзисторов.

· Термисторы, фоторезисторы.

· Термо- и фотореле.

· Выпрямители переменного тока – диоды.

· Усилители электрических сигналов – транзисторы.

 

1. Выучить §111 (вторая часть). 2. Повторить §110. 3. На двойном листе под датой 30.04. дать ответы на 7 вопросов на стр. 371.

VІ Домашнее задание.