Принцип дії напівпровідникового діода

Електронно-дірковий перехід є основною складовою частиною напівпровідникового діода. Розглянемо процеси, які протікають в р-n переході при прикладенні до нього зовнішньої напруги. Нехай напруга прикладена полярністю, показаною на рис. 2.15. При такому включенні р-n переходу говорять про пряме зміщення діода. Воно викликає збільшення дифузії основних носіїв як із р-області в n-область (дірок), так і в зворотному напрямку (електронів) і зменшення товщини збідненого шару. Проходячи через р-n перехід в сусідні області надлишкові носії заряду рекомбінують. Оскільки прикладена зовнішня напруга порушила рівновагу, цей процес продовжується неперервно. Це значить, що пряме зміщення обумовлює протікання через р-n перехід струму основних носіїв заряду. Оскільки таких носіїв в р- і n-областях відносно багато, то цей струм (називають – прямим) швидко збільшується з ростом прикладеної до діода напруги. Нехай тепер до діода прикладена напруга полярності, протилежної до показаної на рис 2.15, – зворотне зміщення. В цьому випадку струм основних носіїв через перехід неможливий, товщина збідненого шару збільшується. Однак для неосновних носіїв електричне поле збідненого шару є прискорюючим. Зростання цього прискорюючого поля викликає протікання через діод струму неосновних носіїв, який називається зворотнім струмом.

Використання напівпровідникового діода

В основі застосування діодів лежить нелінійність їх вольт-амперної характеристики. При цьому в багатьох пристроях діод виконує роль елемента з односторонньою провідністю, своєрідного ключа для пропускання струму тільки в одному напрямку.

а) діод як випрямляч змінного струму;

Випрямлячі змінного струму використовуються як джерела живлення різноманітних пристроїв, в тому числі і комп’ютерів.

б) стабілізатори напруги;

Явище пробою р-n переходу використовують для стабілізації напруги.

в) світловипромінювальні діоди; Світловипромінювальні діоди мають дуже високий ККД, який може досягати 80 відсотків. Вони довговічні, оскільки на відміну від ламп розжарювання і газорозрядних ламп не містять ниток розжарення, катодів та інших вузлів, що швидко зношуються.

г) лазерні світловипромінювальні діоди;

Принцип дії лазерних світловипромінювальних діодів аналогічний принципу роботи світловипромінювальних діодів, з деякими відмінностями.

Е) логічні схеми на діодах;

Діоди можуть використовуватись для реалізації різноманітних схем, що виконують логічні операції.

Є) тунельні діоди ;

Тунельні діоди – це діоди, в яких використовуються напівпровідники з надзвичайно великою концентрацією домішок. (10¹⁹¸10²¹см³).

Ж) фоторезистори та фотодіоди.

Принцип роботи фоторезисторів та фотодіодів базується на явищі фотопровідності. Під фотопровідністю розуміють електропровідність, яка виникає в напівпровіднику при освітленні його світлом, в тому числі і інфрачервоним випромінюванням.

 

Транзистори

Транзистор (від англ.: transfеr - переносити і резистор), напівпровідниковий прилад для посилення, генерування і перетворення електричних коливань, виконаний на основі монокристалічного напівпровідника (переважно Si або Ge), що містить не менше трьох областей з різною, - електронною (n) і дірковою (p) - провідністю.

Електронна промисловість випускає широкий асортимент транзисторів, застосування яких дозволяє створити економічну по живленню, малогабаритну і надійну апаратуру.

Класифікація транзисторів представлена на рис. 2.23.

Біполярні транзистори

Основним елементом транзистора є кристал германію або кремнію, в якому створені три області різної провідності. Дві крайні області завжди мають провідність одного типу, протилежного провідності середньої області. Такі прилади називаються транзисторами типу npn або pnp (див. правий рис. 2.24). Середня область транзистора називається базою, одна крайня область – колектором, інша – емітером. Область бази в транзисторі є дуже тонкою – близько декількох мкм. Крім того, концентрація атомів домішки в базі незначна – в багато разів менша, ніж в емітері.

Отже, такий транзистор має два p-n переходи, які називаються колекторним та емітерним.

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: