Светодиод

Светодиод – полупроводниковый прибор, при протекании прямого тока через который область катода начинает светиться.

При протекании примого тока I через p-n-переход число электронов, находящихся на внешней орбите атома уменьшается за счёт их перехода на внутренние орбиты. Это сопровождается выделением квантов электромагнитного излучения. При подборе соответствующего полупроводникового материала мы можем выделить излучение с определенной длиной волны. На практике есть светодиоды, излучающие в областях, начиная с ультрафиолетовой (<0,4 мкм) и кончая ближней инфракрасной (ИК) – с  до 2 мкм.

При получении излучения в полупроводниковых лазерах используют также данный эффект, но излучение лазера когерентно и монохроматично.

Д иод Шотки

И спользует контактные явления между полупроводником и металлом. Эффект Шотки возникает лишь в том случае, когда работа выхода электронов в вакуум из металла больше, чем работа выхода электрона из полупроводника.

При контакте полупроводника с металлом за счёт разности энергии выхода электронов из полупроводника диффундируют в область металла, тем самым создают p-n-переход. За счёт отсутствия неосновных носителей заряда (дырок) в металле переход из открытого в закрытое состояние практически безинерционен (время перехода 12 нс).

С хема включения диода Шотки при ключевом режиме работы транзистора:

Транзисторы

Транзистором называют полупроводниковый прибор, служащий для усиления электрических сигналов.

Транзисторы делятся:

1. Биполярный транзистор — ток в нём определяется движением носителей заряда двух типов: электронов и дырок (отсюда и название биполярный)

2. Униполярный транзистор с n или p типом проводимости (полевой транзистор) в свою очередь униполярные делятся на транзисторы:

• с p-n переходом

• с индуцированным каналом

• с встроенным каналом

Транзистор с индуцированным или встроенным каналом называют МДП-транзистор или МОП-транзистор

МДП-транзистор — структура металл-диэлектрик-полупроводник

МОП-транзистор — металл-окисид-полупроводник (оксид – диоксид кремния)

3. Однопереходные транзисторы — трёхэлектродный прибор, имеющий один тип проводимости полупроводника, и проводимость канала полупроводника между двумя базами зависит от потенциала на эмиттере

4. Тиристоры имеют три p-n перехода они называются динисторами. Тиристор с управляющим электродом называется тринистором (катод, анод, управляющий электрод).

Принцип деЙствия транзистора.

В транзисторе существуют три области: эмиттер (Э), база (Б), коллектор (К). Концентрация примесей в Э. больше, чем в Б. в 1000 раз. В К. концентрация примесей среднее между Э. и Б.

Rэ  десятки Ом

Rб  сотни Ом

Rк  тысячи Ом

Существуют маломощные и мощные транзисторы. Э эмитирует основные носители зарядов в область Б.

Существуют четыре режима работы транзистора:

1. Прямой или усилительный. Наиболее часто используемый. Переход Э-Б открыт, а коллекторный Б-К закрыт.

2. Режим отсечки. Оба перехода закрыты; используется в ключевом режиме работы транзистора. Ток через транзистор не протекает.

3. Режим насыщения. Оба перехода открыты, характеризуется большой концентрацией неосновных носителей заряда. В области Б. используется ключевой режим.

4. Инверсный. Когда эмиттерный переход закрыт, коллекторный переход открыт. В этом случае меняются местами К. и Э.

Под воздействием отрицательного потенциала на Э. и положительного на базе электроны из Э. диффундируют в область базы, но так как время рекомбинации конечно и не равно нулю, до 99,9% электронов проскакивают в область Б. и попадают в область К. , где происходит частичная комбинация с дырками (не основными зарядами К.) и далее на «+» источника питания Е2. Таким образом организуется коллекторный ток транзистора. I_э  I_к , или, точнее, I_э  I_к + I_б