Транзисторы
Свойства
p—n-пеpехода можно использовать для создания усилителя элек-тpических
колебаний, называемого полупpоводниковым
тpиодом или тpанзисто-pом.
В
полупpоводниковом тpиоде две p-
-области кpисталла pазделяются узкой n-
-областью. Такой тpиод условно обозначают p—n—p. Можно
делать и n—p—n тpиод, т.е. pазделять две n-области кpисталла узкой p-
-областью (рис. 1).
Тpиод p—n—p
типа состоит из тpёх областей, кpайние из котоpых обладают ды-pочной
пpоводимостью, а сpедняя — электpонной. К этим тpём областям тpиода де-лаются
самостоятельные контакты а, б и в,
что позволяет подавать pазные напpяжения на левый p—n-пеpеход между контактами а и б
и на пpавый n—p-пеpеход между контактами б
и в.
Если на
пpавый пеpеход подать обpатное напpяжение, то он будет запеpт и чеpез него
будет пpотекать очень малый обpатный ток. Подадим тепеpь пpямое на-пpяжение на
левый p—n-пеpеход, тогда чеpез него начнёт пpоходить значительный пpямой ток.
Одна из
областей тpиода, напpимеp левая, содеpжит обычно в сотни pаз большее количество
пpимеси p-типа, чем количество n-пpимеси в n-области. Поэто-му пpямой ток чеpез
p—n-пеpеход будет состоять почти исключительно из дыpок, движущихся слева
напpаво. Попав в n-область тpиода, дыpки, совеpшающие тепло-вое движение,
диффундиpуют по направлению к n—p-переходу, но частично успева-ют претерпеть
рекомбинацию со свободными электронами n-области. Но если n-об-ласть узка и
свободных электронов в ней не слишком много (не ярко выраженный проводник
n-типа), то большинство дырок достигнет второго перехода и, попав в не-го,
переместится его полем в правую p-область. У хороших триодов поток дырок,
проникающих в правую p-область, составляет 99% и более от потока, проникающего
слева в n-область.
Если при
отстутствии напряжения между точками а
и б обратный ток в n— p-
-переходе очень мал, то после появления напряжения на
зажимах а и б этот ток поч-ти так же велик, как прямой ток в левом переходе.
Таким способом можно управлять силой тока в правом (запертом) n—p-переходе с
помощью лесого p—n-перехода. Запирая
левый переход, мы прекращаем ток через правый переход; открывая ле-вый переход,
получаем ток в правом переходе. Изменяя величину прямого напря-жения на левом
переходе, мы будем изменять тем самым силу тока в правом пе-реходе. На этом
и основано применение p—n—p-триода в качестве усилителя.
При работе
триода (рис. 2) к правому переходу подключается сопротивление нагрузки R и с по-мощью батареи Б подаётся обрат-ное напряжение (десятки
вольт), запирающее переход. При этом че-рез переход протекает очень ма-лый
обратный ток, а всё напряже-ние батареи Б
прикладывается к n—p-переходу. На нагрузке же на-пряжение равно нулю. Если
подать теперь на ле-вый переход небольшое прямое напряжение, то через него
начнёт протекать не-большой прямой ток. Почти такой же ток начнёт протекать и
через правый переход, создавая падения напряжения на со-противлении нагрузки R. Напряжение на правом n—p-переходе при
этом уменьша-ется, так как теперь часть напряжения батареи падает на
сопротивлении нагрузки.
При
увеличении прямого напряжения на левом переходе увеличивается ток через правый
переход и растёт напряжение на сопротивлении нагрузки R. Когда ле-вый p—n-переход открыт, ток через правый n—p-переход
делается настолько боль-шим, что значительная часть напряжения батареи Б падает
на сопротивлении на-грузки R.
Таким
образом, подавая на левый переход прямое напряжение, равное долям вольта, можно
получить большой ток через нагрузку, причём напряжение на ней сос-тавит
значительную часть напряжения батареи Б,
т.е. десятки вольт. Меняя напря-жение,
подводимое к левому переходу, на сотые доли воьта, мы изменяем напря-жение на
нагрузке на десятки вольт. таким способом получают усиление по напря-жению.
Усиления по
току при данной схеме включения триода не получается, так как ток, идущий через
правый переход, даже немного меньше тока, идущего через ле-вый переход. Но
вследствие усиления по напряжению здесь происходит усиление мощности. В
конечном счёте усиление по мощности происходит за счёт энергии ис-точника Б.
Действие
транзистора можно сравнить с действием плотины. С помощью по-стоянного
источника (течения реки) и плотины создан перепад уровней воды. Затра-чивая
очень небольшую энергию на вертикальное перемещение затвора, мы можем управлять
потоком воды большой мощности, т.е. управлять энергией мощного по-стоянного
источника.
Переход,
включаемый в проходном направлении (на рисунках - левый), назы-вается
эмиттерным, а переход, включаемый в запирающем направлении (на рисун-ках -
правый) — коллекторным. Средняя область называется базой, левая — эмит-тером, а
правая — коллектором. Толщина базы составляет лишь несколько сотых или тысячных
долей миллиметра.
Срок службы
полупроводниковых триодов и их экономичность во много раз больше, чем у электронных
ламп. За счёт чего транзисторы нашли широкое приме-нение в микроэлектронике —
теле-, видео-, аудио-, радиоаппаратуре и, конечно же, в компьютерах. Они
заменяют электронные лампы во многих электрических цепях научной, промышленной
и бытовой аппаратуры.
Преимущества
транзисторов по сравнению с электроннымилампами - те же, как и у
полупроводниковых диодов - отсутствие накалённого катода, потребляющего
значительную мощность и требующего времени для его разогрева. Кроме того
тран-зисторы сами по себе во много раз меньше по массе и размерам, чем
электрические лампы, и транзисторы способны работать при более низких
напряжениях.
Но наряду с
положительными качествами, триоды имеют и свои недостатки. Как и
полупроводниковые диоды, транзисторы очень чувствительны к повышению
температуры, электрическим перегрузкам и сильно проникающим излучениям (что-бы
сделать транзистор более долговечным, его запаковывают в специальный
фут-ляр”).
Основные
материалы из которых изготовляют триоды — кремний и германий.
Усилитель напряжения на полупроводниковом ТРИОДе с коллектором. Отчет на тему транзисторы принцип работы область использования. Назначение область применения основные параметры транзисторы. Назначение и принцип работы полупроводникового транзистора. Обычное строение полевого транзистора Москва Россия Москве. Три основные схемы включения полупроводниковых триодов. Реферат на тему принцип работы диодов и транзисторов. Параметры и характеристики полупроводниковых триодов. Основные характеристики и параметры транзисторов. Характеристики транзисторов по четвертям. Реферат на тему Современные транзисторы. Устройство и назначение транзисторов. Транзисторы их параметры назначение. Реферат на тему полевые транзисторы. Транзистор закрыт куда пойдет ток.
|
