2018-01-08
1621
При подаче на полупроводниковый диод обратного напряжения в нем возникает незначительный обратный ток, обусловленный движением не основных носителей заряда через р-n- переход.
При повышении температуры р-n- перехода число не основных носителей заряда увеличивается за счет перехода части электронов из валентной зоны в зону проводимости и образования пар носителей заряда электрон-дырка. Поэтому обратный ток диода возрастает.
В случае приложения к диоду обратного напряжения в несколько сотен вольт внешнее электрическое поле в запирающем слое становится настолько сильным, что способно вырвать электроны из валентной зоны в зону проводимости (эффект Зенера). Обратный ток при этом резко увеличивается, что вызывает нагрев диода, дальнейшей рост тока и, наконец, тепловой пробой (разрушение) р-n- перехода. Большинство диодов может надежно работать при обратных напряжениях, не превышающих (0,7…0,8)Uпроб.
Допустимое обратное напряжение германиевых диодов достигает − 100…400В, а кремниевых диодов − 1000…1500В.
|
|
|
Транзисторы.
Транзисторы— полупроводниковые приборы, предназначенные для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы.
Их основа — пластинка монокристаллического полупроводника (чаще всего кремния или германия), в которой с помощью особых технологических приемов созданы, как минимум, три области с чередующейся проводимостью т.е. из 2-х p-n переходов. От каждой области сделан вывод: эмиттер, база, коллектор для подключения к внешней цепи.
VT К VT К
Б 
Э Б 
Э
а) транзистор n-p-n б) транзистор p-n-p
Рисунок 1. Обозначение транзисторов на принципиальных схемах.
Рассмотрим физические процессы в транзисторе на примере n-p-n-транзистора, работающего в активном режиме без нагрузки (статический режим). Напряжения на переходах задаются внешними источниками постоянного напряжения Eб и Eк. Их полярность и величина напряжения обеспечивают смещение ЭП в прямом направлении, а КП – в обратном, т.е. активный режим работы: Eб (десятые доли В) < Eк (единицы ÷ сотни В). Потенциал базы меньше потенциала коллектора, => КП смещен в обратном направлении, при этом сопротивление ЭП малó, а сопротивление КП великó.
Физика процессов
Так как ЭП смещен в прямом направлении, то потенциальный барьер (как в обычном p-n-переходе) в этом переходе понижен, поэтому электроны легко, его преодолевая, инжектируются из эмиттера в базу. Небольшая часть электронов (≈5%) в базе рекомбинируют с дырками и в результате возникает сравнительно небольшой базовый ток Iб (дырок в базе мало, т.к. толщина база мала), а бóльшая оставшаяся часть электронов (≈95%) достигает коллекторного перехода. Поскольку КП смещен в обратном направлении, то на этом переходе образуются объемные заряды (подобно обычному p-n-переходу при обратном напряжении). Между зарядами возникает электрическое поле, которое способствует продвижению (экстракции) через КП электронов из эмиттера. Эти электроны и создают коллекторный ток. Ток коллектора Iк получается меньше тока эмиттера Iэ на величину тока базы Iб. В соответствии с 1 законом Кирхгофа между токами всегда справедливо соотношение: Iэ = Iк + Iб, т.к. Iб << Iэ, то Iэ ≈ Iк
|
|
|
Работа транзистора
Базовая цепь транзистора управляет током, протекающим в цепи коллектор-эмиттер. Изменяя в небольших пределах малое напряжение, поданное на базу, можно в достаточно широких пределах изменять ток в цепи коллектор-эмиттер.
Принцип работы биполярного транзистора со структурой NPN.
Ток, поданный на базу, открывает транзистор и обеспечивает протекание тока в цепи коллектор-эмиттер. С помощью малого тока, поданного на базу, можно управлять током большой мощности, идущим от коллектора к эмиттеру.
