Транзистор

Сконструируем изделие из двух противоположно включенных диодов. Или специально сделаем два р-n перехода. При подключении источника напряжения при любой полярности одно из контактных полей уничтожается, а другое усиливается. В любом случае тока нет т.к. один из переходов закрыт. При увеличении напряжения наступит пробой, который может вывести из строя один из диодов или, если р-n переходы выполнены на одной пластине, выйдет из строя весь прибор. Иначе будет обстоять дело, если n-полупроводник мы снабдим третьим выводом-электродом. Получим транзистор. Включим первый р-n переход П1 в прямом направлении, а второй р-n переход П2 в обратном. Область транзистора, обозначенная - называется эмиттер, Б – база, К - коллектор. Элект рическое поле «Эмиттер-База» уничтожит контактное поле «База-Эмиттер» и дырки устремятся в n-полупроводник. Но здесь они попадают в электрическое, поле «База-Коллектор» и основная их часть (99%) проходит на коллектор, создавая ток коллектора Iк, и только 1% идёт на базу создавая ток базы I_б. , но т.к. сопротивление нагрузки R_н много больше сопротивления базы R_б получаем что, т.е. или .

Е сли в цепи эмиттер-база изменять силу тока, то на сопротивлении R_н будет сильное изменение напряжения и мощности. Такая схема включения транзистора называется схема с общей базой. Применяется в качестве усилителя напряжения или мощности электрических сигналов.

Е сли в цепь базы включить выключатель К, то разомкнув цепь Эмиттер-база, мы восстановим контактное электрическое поле База-Эмиттер: дырки не пройдут через П1 и тока в сопротивлении R_н не будет, т.е. с помощью маленького тока I_б мы можем включать и выключать большой ток R_н. Это аналогично работе электромагнитного реле, но здесь нет обгорающих контактов, нет обмоток и движущихся частей. Срок службы электронного реле неограничен.

Ф ототранзистор. В отличие от фотодиодов, которые обладают невысокой чувствительностью, так как не усиливают фототок, фототранзисторы являются активными элементами цепи, поскольку не только образуют фототок, зависящий от освещённости, но и усиливают его.

Тиристоры. А что, получится, если взять три р-n перехода. При включении напряжения основная его часть будет приложена к переходу П2 т.к. сопротивление его велико. Через прибор будет протекать незначительный ток. По мере увеличения напряжения U_АВ увеличиваются напряжения на П1, П2 и П3. При некотором напряжении U_пр напряжение на П1 и П3 достигает такого значения, при котором их прямые токи начинают заметно увеличивать концентрацию не основных носителей тока в n₁ и в р₂ областях т.е. дырки р₁ переходят в n₁, а электроны n₂ переходят в р₂, но тогда сопротивление перехода П₂ уменьшается, а значит и напряжение на нём уменьшается, зато увеличивается напряжение на П1 и П3_, что увеличивает ток через П1 и П3_, что ещё больше увеличивает концентрацию не основных носителей в областях в n₁ и р₂ и ещё больше снижает сопротивление П2. Процесс протекает лавинообразно. В цепи возникает большой ток, определяемый сопротивлением R_н. Такой прибор называется диодным тиристором или динистором, у него два устойчивых состояния: открытое и закрытое, из закрытого состояния его можно перевести в открытое кратковременным импульсом повышенного напряжения. Можно в область P₂ поставить управляющий электрод УЭ. Это просто тиристор. Тиристор включается током управления при любом напряжении U_AB(начиная с нескольких вольт).

Электрическое поле управляющего электрода уничтожает Ек₃ электроны n₂ поступают в P₂ увеличивая там концентрацию не основных носителей тока, сопротивление П2 резко уменьшается, но увеличивается напряжение на П1. Ек₁ пропадает и сопротивление тиристора уменьшается почти до нуля.

Тиристоры применяются для коммутации (включения и выключения) нагрузки в электрических цепях постоянного тока.

Вопросы:

1. Что такое транзистор?

2. Для чего предназначен транзистор?

3. Для чего предназначен фототранзистор?

4. Что такое тиристор?

5. Для чего предназначены тиристоры?