Ответы электроника. ответы электроника. 1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p n переход, виды полупроводниковых диодов 3

• Название: 1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p n переход, виды полупроводниковых диодов 3
• Анкор: Ответы электроника
• Дата: 07.07.2022
• Размер: 2.83 Mb.
• Имя файла: ответы электроника.docx
• Тип: Документы; #626385
• страница: 1 из 14

Навигация

1.Контактные явления в полупроводниковых приборах, p­ ­– n переход, виды полупроводниковых диодов 3

2.Устройство биполярного транзистора, его характеристики и схемы включения 6

3.Усилительные свойства и входное сопротивление транзисторов в схемах ОБ, ОК и ОЭ 8

4.Устройство полевого транзистора с p­ ­– n переходом, его характеристики и схемы включения 10

5.Устройство полевого транзистора с изолированным затвором, его характеристики и схемы включения 13

6.Установка режимов работы транзисторов 16

7.Работа транзисторного усилителя в режиме А, его достоинства и недостатки 20

8.Работа транзисторного усилителя в режиме В, его достоинства и недостатки 21

9.Виды и характеристики обратных связей в усилителях. Примеры 23

10.Влияние ООС на примере усилителя, охваченного последовательной ООС по напряжению 25

11.Усилители на ОУ 27

12.Примеры применения ОУ для выполнения математических операций 30

13.Цифровые схемы сравнения (компараторы) 32

14.LC – генераторы синусоидальных сигналов 33

15.RC – генераторы синусоидальных сигналов 35

16.Симметричный мультивибратор на транзисторах и ОУ 37

17.Ждущий мультивибратор на ОУ 41

18.Триггер Шмита на транзисторах и ОУ 43

19.Структурная схема и описание работы источника вторичного электропитания 45

20.Логические элементы 47

21.Сумматор. Сумматор параллельного типа 51

22.Сумматор последовательного типа 54

23.Мультиплексоры и демультиплексоры 55

24.Шифраторы и дешифраторы 57

25.Регистры 58

26.Счетчики импульсов и делители частоты 60

27.Мультивибратор и триггер Шмита на логических элементах 63

28.Синхронные триггеры на логических элементах и их характеристика 65

29.Аналогово – цифровое и цифро – аналоговое преобразование сигналов 67

30.Аналогово – цифровые преобразователи (пример) 70

31.Цифро – аналоговые преобразователи (пример) 71

1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p­ ­– n переход, виды полупроводниковых диодов

«Чистые» полупроводники в электронике применяются редко. В основном применяют «примесные» полупроводники и используют специфические явления, возникающие на границе раздела между полупроводниками р-типа и n-типа (эту границу называют р-п переходом).

Характерной особенностью р-n перехода является резко выраженная зависимость его электрической проводимости от полярности приложен­ного к нему внешнего напряжения, чего не бывает в полупроводнике одной проводимости.

Вследствие разности концентраций свободных дырок и электронов по обе стороны границы раздела полупроводников из полупроводника p-типа часть дырок переходит в полупроводник n-типа, а из полупроводника n- типа часть электронов переходит в полупроводник p-типа, полностью рекомбинируя между собой. В результате вдоль границы раздела полупроводников возникают слои неподвижных отрицательных и положительных ионов. Возникающее между этими слоями электрическое поле препятствует дальнейшей диффузии свободных дырок и электронов через границу раздела. При некотором значении напряженности электрического поля в р-п переходе диффузия через границу раздела полностью прекращается. Контактная разность потенциалов на р-п переходе называется высотой потенциального барьера.

Между слоями концентрация подвижных носителей заряда (электронов и дырок) мала, и эта область имеет большое удельное сопротивление.

В том случае, когда положительный полюс внешнего источника напряжения приложен к полупроводнику /p-типа, а отрицательный - к полупроводнику n-типа (прямое направление), внешнее напряжение уменьшает контактную разность потенциалов. При внешнем напряжении, превышающем величину потенциального барьера, сопротивление перехода мало и поступающие от внешнего источника в n-область электроны создают электрический ток, величина которого зависит от приложенного внешнего напряжения.

При противоположном включении внешнего источника напряжения (в обратном направлении) электроны и дырки будут двигаться в направлении от р-п перехода, что приводит к еще большему увеличению потенциального барьера, и как следствие, к возрастанию его сопротивления. Ток через переход (называемый обратным током) будет чрезвычайно мал.

На рис. 57 приведена примерная ВАХ германиевого р-n перехода.

Обращает на себя внимание тот факт, что зависимость тока от величины напряжения не является линейной. Резкое увеличение тока в обратном направлении при большом запирающем напряжении может указывать на ухудшение электрической прочности перехода (лавинный или тепловой пробой). В свою очередь, крутой загиб вверх ветви прямого тока предупреждает об опасности чрезмерного роста тока через переход, что может привести к его разрушению.




Рис. 57. Вольтамперная характеристика p-n перехода



Использование свойств р-n перехода лежит в основе работы различных видов полупроводниковых приборов, простейшим из которых является полупроводниковый диод.

Полупроводниковым диодом или просто диодом называют прибор с двумя выводами, содержащий один р-п переход. На практике чаще всего встречаются германиевые и кремниевые диоды. Условное изображение и ВАХ некоторых видов диодов, которые будут встречаться в дальнейшем, приведены на рис. 58.

Выпрямительные диоды (рис. 58, а) предназначены для односторон­него пропускания тока в прямом направлении. Считают, что диод включен в прямом направлении, когда к аноду подключен положитель­ный, а к катоду - отрицательный полюс источника питания.

Основными параметрами выпрямительных диодов являются:

• 
  максимальный прямой ток /_тах - самый большой ток, который может длительное время проходить через диод не повреждая его;
  
• 
  максимальное обратное напряжение U_{o6p max} - наибольшее значе­ние напряжения, которое диод может выдерживать длительное время без пробоя;
  
• 
  обратный ток - это ток диода, когда к нему приложено обратное напряжение.
  

Стабилизирующие диоды или стабилитроны (рис. 58, б) предназна­чены для стабилизации напряжения в различных узлах электронных устройств. Характерной особенностью стабилитронов является то, что обратная ветвь их ВАХ имеет очень крутое падение (лавинный пробой), причем величина обратного напряжения, при котором наблюдается это явление, достаточно стабильна. Основными параметрами стабилитрона являются напряжение стабилизации U_cma6, а также минимальный и максимальный ток через переход в режиме стабилизации. Величина U_спшв различных видов диодов может находиться в пределах от нескольких единиц до нескольких сотен вольт, а ток от десятков миллиампер до нескольких ампер.

Варикапы (рис. 58, в) представляют собой диоды, у которых резко выражена зависимость емкости р-п перехода от величины обратного напряжения.

Основными параметрами варикапов являются величина емкости диода и обратное напряжение смещения.

Фотодиоды представляют собой полупроводниковые приборы, у которых под действием излучения в области р-п перехода происходит генерация пар электрон-дырка. Эта генерация приводит к увеличению обратного тока диода при наличии обратного напряжения.









Р ис. 58. Характеристики диодов

Вольтамперная характеристика фотодиода при различном световом потоке Ф показана на рис. 58, г. Если световой поток равен нулю, то его ВАХ практически не отличается от ВАХ обычного диода.