Диоды

Диоды

Полупроводники стали настоящей золотой жилой техники, когда из них

научились делать структуры, похожие на слоистый пирог.

Выращивая слой n-полупроводника на пластинке p-полупроводника, мы

получим двухслойный полупроводник. Переходный слой между ними называется pn-

переходом. Если к каждой половине припаять по соединительному проводу, то

получится полупроводниковый диод, который действует на ток как вентиль: в

одну сторону хорошо пропускает ток, а в другую сторону почти не пропускает.

Как возникает выпрямляющий запирающий слой? Образование слоя

начинается с того, что в p-половине больше дырок, а в n-половине больше

электронов. Разность плотности носителей зарядов начинается

уравновешиваться через переход: дырки проникают в n-половину, электроны в p-

половину.

С помощью внешнего источника тока можно повысить или понизить внешний

потенциальный барьер. Если к диоду приложить прямое напряжение, т.е

положительный полюс соединить с p-половиной, то внешняя электрическая сила

начнёт действовать против двойного слоя, и диод пропускает ток, который

быстро растёт с увеличением напряжения. Если же изменить полярность

проводников, то напряжение падает почти до нулевой отметки. Если диод

подключить в цепь переменного напряжения, то он будет служить как

выпрямитель, т.е на выходе будет постоянное пульсирующее напряжение, по

направлению в одну сторону (от плюса к минусу). Для того чтобы сгладить

амплитуду, или как её ёщё называют "пиковое значение" пульсации тока,

эффективно добавить параллельно диоду конденсатор Выпрямительные приборы

довольно часто требуются в промышленности. Например выпрямители нужны для

правильной работы бытовой техники (т.к почти все электроприборы потребляют

постоянное напряжение. Это телевизоры, радиоприёмники, видеомагнитофоны и

т.д). Также полупроводниковые диоды нужны для расшифровки видео, радио,

фото и других сигналов в частотно-электрические сигналы. С помощью этого

свойства полупроводников мы смотрим телевизор или слушаем радио.

Есть ещё и необычные полупроводниковые диоды- это светодиоды и

фотодиоды. Фотодиоды пропускают ток только при попадании на их корпус

света. А светодиоды при прохождении через них тока, начинают светиться.

Цвет свечения светодидов зависит от того, к какой разновидносте он

принадлежит.

Полупроводниковые диоды подразделяются на группы, в зависимости от их

мощности, диапазона рабочих частот, напряжения и диапазона рабочих частот.

Как у дидов так и у транзисторов есть одно уникальное свойство. При

изменении температуры, их внутреннее сопротивление изменяется и

следовательно величина напряжения выпрямленного тока тоже изменяется в

большую или меньшую сторону. Свето и фотодиоды применяются в качестве

датчиков и индикаторов.

Транзисторы

Без транзисторов не обходится не одно предприятие, которое выпускает

электронику. На транзисторах основана вся современная электроника. Их

широко применяют в теле, радио и даже компьютерных аппаратурах.

Транзисторы представляют собой полупроводниковые приборы с двумя pn-

переходами. В простейшем случае транзисторы состоят из кристалла германия и

двух остриёв (эмиттер и коллектор), касающихся поверхности кристалла на

расстоянии 20-50 микронов друг от друга. Каждое остриё образует с

кристаллом обычный выпрямительный контакт с прямой проводимостью от острия

к кристаллу. Если между эмиттером и базой подать напряжение прямой

полярности, а между коллектором и базой- обратной полярности, то

оказывается, что величина тока коллектора находится в прямой зависимости от

величины тока эмиттера.

Плоскостной транзистор состоит из кристалла полупроводника(германия,

кремния, арсенида, индия, астата, и др.), имеющего три слоя различной

проводимости p и n. Проводимость типа p создаётся избыточными носителями

положительных зарядов, так называемыми "дырками", образующиеся в случае

недостатка электронов в слое. В слое типа n проводимость осуществляется

избыточными электронами. Таким образом, возможны два типа плоскостных

транзисторов: p-n-p, в котором два слоя типа p (например, германия)

разделены слоем n, n-p-n, в котором два слоя типа n разделены слоем типа p.

Из транзисторов можно составить схемы различных назначений. Например можно

собрать усилители тока, мощности, усилители звуковых частот, декодеры

аудио, видео, теле-радио сигналов, а также простейшие логические схемы,

основанные на принципе и-или-не.

Микрочипы

Микрочипы, или как их ещё называют "микросхемы", представляют из себя

обыкновенную пластмассовую пластинку толщиной около 0,5 см, в которой

собраны вместе радиодетали. Микрочипы-это сложнейшие приборы, которые

состоят из множества компонентов,таких как: транзисторы, резисторы,

конденсаторы, диоды, семисторы, термисторы, динисторы, тринисторы и так

далее. Во времена СССР, в стране очень хорошо было налажено производство

радиодеталей. Всё началось с обычных электронных ламп, но из за того, что

они были очень громоздкими, люди придумали более меньшие по размерам

аналоги электронным лампам-транзисторы, а уже в дальнейшем научились

изготавливать и аналоговые микросхемы, которые считались на мировом рынке

одними из лучших. Выпускались три вида микросхем:МИС (малые интегральные

схемы), БИС (большие интегральные схемы) и СБИС (сверхбольшие интегральные

схемы).МИС умещали в себя 10-100 радиодеталей, БИС 100-1000 радиодеталей,

СБИС 1000-10000 радиодеталей. Это было в 70-е года, но теперь, когда

прогресс достиг невероятных размеров, плотность микрочипов увеличилась и

теперь микрочипы состоят из порядка около нескольких миллионов радиодеталей

(компьютерные микропроцессоры). Как возможно уместить такое количество в

микрочипе размером около 25 см2? Всё очень просто. Производят их с помощью

технологии напыления. Все что нужно напыляется различными веществами,

имеющие различные свойства. В результате получаются микротранзисторы,

микрорезисторы, микродиоды, микроконденсаторы и др, размеры которых

несколько микронов (для сравнения один транзистор имеет размер примерно 0,5

х 0,5 см.

Микрочипы находит широкое применение в электротехнике. Из них состоят

приборы компьютерной техники, логики, управления. Микрочипы только что

сошедшие с конвеера имеют различные устройства, это могут как простые

усилители тока, так и процессоры, или даже целые блоки, предназначеные для

систем автоматики. С помощью чипов стало возможно вопускать технику

повышеной компактности.