1.3 Вопросы по дисциплине «Информационно-измерительная техника и электроника»
Основы теории полупроводников, диоды, биполярные и полевые транзисторы, тиристоры
Полупроводники – то элементы или вещества, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриком. ( кремний, теллур, галлий и т.д)
Валентный электрон – расположенные на внешней недостроенной оболочке.
В полупроводниках при некотором значении температуры , отличной от нуля, часть электронов будет иметь энергию, достаточную для перехода в зону проводимости. Эти электроны становиться свободными, а проводник – электропроводным.
Уход электрона из валентной зоны приводит к образованию в ней незаполненного энергетического уровня. Вакантное энергетическое состояние – это дырка.
Электропроводность :
Электронная – движение свободных электронов
Дырочная – движение дырок
Собственная – у абсолютно чистого и однородного полупроводника, при температуре, отличной от 0К, число электронов равно числу дырок. Электропроводность обусловлена парными носителями теплового движения.
Электрические свойства полупроводников зависят от содержания в них атомов примеси, дефектов кристаллической решетки и т.д.
Примеси:
Акцепторные – примеси дают р-тип
Донорные – примеси дают n-тип
p-n-переход – это тонкий слой полупроводника между двумя областями, одна из которых представляет полупроводник р-типа, а другая n-типа.
Концентрация основных носителей заряда р и n-областях может быть равной(симметричный переход) или различаться(несимметричный переход).
Диоды
Полупроводниковый диод (ПД) – называют полупроводниковый прибор с одним электрическим p-n-переходом и двумя выводами.
Различают:
По технологическом процессу – точечные, сплавные, микросплавные и т.д.
По функциональному назначению – выпрямительные, импульсные, универсальные, фотодиоды, светодиоды и т.д.
Большинство ПД выполняют на основе несимметричных p-n-переходов.
Эммитер – низкооммная область диода.
База – высокооммная область диода.
Выпрямительные диоды – предназначены для преобразования (выпрямления) переменного тока в постоянный. К быстродействию, емкости p-n-перехода и стабильности параметров не предъявляют высоких требований. Характерно малое сопротивление в открытом состоянии и способностью пропускать большие токи. Недостаток: объемные, большая емкость (до 10пкФ).
Основные параметры:
Max допустимое обратное напряжение
Средний вороженный ток
Импульсный прямой ток
Средний обратный ток диода
Среднее прямое напряжение диода при заданном значении тока через диод
Рассеиваемая мощность
Диф/ое сопротивление диода
Импульсные диоды –диоды имеющие малую длительность переходных процессов, имеющие меньшую емкость и мощность p-n- перехода по сравнению с выпрямительными. Предназначены для работы в импульсных цепях.
Основные параметры:
Общая емкость диода
Max импульсное прямое напряжение
Max допустимый импульсный ток
Время установления прямого напряжения
Фотодиод – представляет собой полупроводниковый диод обратный ток, которого зависит от освещенности p-n- перехода.
Светодиод – излучающий полупроводниковый диод предназначенный для непосредственного преобразования эл.энергии в энергию не когерентного излучения.