СВЕТОДИОД. СВЕТОИЗОЛИРУЮЩИЙ ДИОД

Условное обозначение:

	зеленый
			красный
					ИК

1.0

0.5

0.7

Iф

x, мкм

 

Светодиод ( слайд 39 ) преобразует электрическую энергию в световое излучение за счет рекомбинации  и «дырок». В обычных диодах рекомбинация (соединение  и «дырок» в пару) происходит с выделением тепла и называется фононной. В светодиодах преобладает рекомбинация с излучением света, которая называется фотонной. Для изменения длины волны излучения можно менять материал, из которого состоит диод, либо изменять ток.

 Светодиод часто характеризую спектральными характеристиками ( слайд 40 ). Для изготовления светодиодов используют фосфид галлия и арсенид галлия. Для диодов видимого излучения часто используют фосфид–арсенид галлия. Из отдельных светодиодов собирают блоки и матрицы, которые позволяют высвечивать изображения букв и цифр. Сочетание светодиода с фотоприемником (фоторезистор, фотодиод и т.д.) позволило создать новый класс приборов, называемых оптронами, которые являются элементарной базой нового направления электроники - оптоэлектроники.

ТРАНЗИСТОРЫ.

Транзистор – п/п прибор, предназначенный для усиления, преобразования или генерирования электрических сигналов и имеющий 3 вывода. По принципу действия и устройства, транзисторы делятся на 2 группы: биполярный и полевой (униполярный).

Биполярный транзистор

Содержит три области п/проводника, с чередующимися типами проводимости: n-p-n;

р-п-р ( слайд 41 и 42 ).

Средняя область называется базой, крайние – эмиттер (Э) и коллектор (К).

Т.о. в транзисторе имеется два p-n перехода: эмиттерный и коллекторный.

По типу технологического процесса изготовления транзисторы делятся:

1. сплавные, получаемые расплавом таблеток примесного вещества (н-p, индия) с обеих сторон пластинки базы (н-р, n-Si-кремния).

2. диффузионные, когда внедрение примесей происходит путем диффузии под действием температуры из жидкости (газа). Получается неоднородное по глубине распределение примесей – недостаток.

3. эпитаксиальная технология (наращивание), когда на исходной пластинке, наращиваются однородные слои из газовой фазы.

 

При любой технологи изготовления, концентрация основных (или примесных) носителей в Э и К примерно одинаковая и значительно выше концентрации основных носителей зарядов в базе. Толщина базы выполняется малой (чтобы носители могли прийти из Э в К), меньше диффузионной длины неосновных носителей зарядов в ней, чтобы они проходили область базы от Э до К в основном без рекомбинации.

К выводам транзистора подводят напряжение, питание в зависимости от которых различают три режима работы транзистора:

1. Режим отсечки

2. Активный Режим

3. Режим насыщения

Рассмотрим режим на основе p-n-p транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ) (слайд 46).

 

Коллектор во всех режимах имеет “-” потенциал относительно эмиттера U_кэ< 0.

В режиме отсечки на базу прикладывается “+” потенциал относительно эмиттера (больше по модулю), предшествующий прохождению основных носителей эмиттера (дырки) в базу. Еще более “+” база по отношению к коллектору. Т.о. оба перехода оказываются заперты и ток между Э и К образуется за счет разности поступления в базу неосновных (собственных) носителей Э и К и является очень малым (ток отсечки). – мкА

В режиме насыщения на базу прикладывается “-” потенциал, равный (или больший) по абсолютной величине коллекторному потенциалу. В результате оба перехода оказываются открытыми и ток между К и Э, обусловленный разностью потоков их основных носителей (дырок) в базу, является большим, слабо зависит от напряжения базы и определяется внешней цепью коллектора, задающий на нем напряжение. Чередование режимов отсечки и насыщения позволяет включать и выключать токи в коллекторной цепи, т.е. транзистор работает в качестве управляемого ключа.

Наиболее широко используется активный режим работы транзистора, когда на базу подается “-“ потенциал меньший коллекторного по абсолютной величине. В этом случае эмиттерный переход открыт, а коллекторный – закрыт. Основными носителями эмиттера (дырки) поступают в базу, где они становятся неосновными носителями. Часть из них рекомбинирует с основными носителями Б ( ), образуя ток базы. Вследствие малой толщины базы и малой концентрацией в ней основных носителей, большая часть дырок спокойно проходит коллекторный переход. В результате коллекторной цепи течет ток, определяемый напряжением базы и мало зависящий от напряжения коллектора. Это позволяет использовать транзистор как усилитель.

Усиление по току характеризуется коэффициентом передачи тока базы: ( слайд 44 ).

Величина этого коэффициента равна нескольким десяткам, сотням в зависимости от толщины базы и концентрации в ней основных носителей. Иногда вводят коэффициент передачи тока эмиттера. ( слайд 45 ).

Схема с ОЭ дает усиление, как по току, так и по напряжению, т.е. по мощности. Возможны ещё два способа включения БТ. Схема с ОБ дает усиление   по напряжению (до 1000) и практически не дает усиления по току, а схема с ОК дает усиление по току и не усиливает напряжение.

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: