1.1.8. Динисторы
Динистор – четырехслойный полупроводниковый прибор
p–n–p–n. Это вентиль, который начинает проводить ток при достижении прямым анодным напряжением значения напряжения включения Uвкл.
Динистор отличается от тиристора отсутствием управляющего электрода. Фактически динистор – это тиристор, включаемый по “аноду”, т.е. при отсутствии тока управления и возрастании анодного напряжения. Физические процессы в p–n–переходах протекают так же, как в тиристоре при Iу=0. Прямое падение напряжения на открытом динисторе составляет примерно 1,5 В. Чтобы включить динистор, надо прямое напряжение на открытом динисторе снизить практически до нуля. .
Динистор осуществляет функции порогового устройства, реагирующего на определенную величину прямого анодного напряжения.
Отечественная промышленность выпускает динисторы на напряжения включения от 20 до 150 В и постоянный прямой ток 0,2 А. Например, динистор КН102А имеет напряжение включения 20 В.
Контрольные вопросы
1. Какими основными свойствами обладает р – n –переход и в каких диодах они проявляются?
2. Какие виды пробоя различают?
3. Чем принципиально отличаются друг от друга электрический и тепловой пробои?
4. Как зависит ширина запирающего слоя p – n перехода от приложенного напряжения?
5. На каком принципе работает кремниевый стабилитрон?
6. Чем отличается динистор от тиристора?
1.2. Биполярный транзистор
Транзистором называют трехэлектродный полупроводниковый прибор, служащий для усиления мощности электрических сигналов. Кроме усиления транзисторы используют для генерирования сигналов, их различных преобразований и решения других задач электронной техники.
Различают два типа транзисторов: биполярные и полевые (униполярные). Название биполярного транзистора объясняется тем, что ток в нем определяется движением носителей зарядов двух знаков: электронов и дырок. Термин же транзистор происходит от английских слов transfer – переносить и resistor – сопротивление, т.е. в транзисторах происходит изменение сопротивления под действием управляющего сигнала.
На рис. 2.1 показана структура биполярного транзистора и его условное обозначение на принципиальных электрических схемах. Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводников типа «p» и «n», между которыми образуются два p-n-перехода. В соответствии с чередованием слоев с разной электропроводностью биполярные транзисторы подразделяют на два типа: p-n-p, рис. 2.1, а и n-p-n , рис. 2.1, б. У транзистора имеются три вывода (электрода): эмиттер (э), коллектор (к) и база (б). Эмиттер и коллектор соединяют с крайними областями (слоями), имеющими один и тот же тип электропроводности, база соединяется со средней областью. На переход «эмиттер – база» напряжение питания подают в прямом направлении, а на переход «база – коллектор» - в обратном направлении.
Рассмотрим более подробно работу биполярного транзистора типа p-n-p. При подключении эмиттера транзистора типа p-n-p к положительному зажиму источника питания возникает эмиттерный ток Iэ рис. 2.2. Стрелкой указано движение носителей заряда. Дырки преодолевают переход и попадают в область базы, для которой дырки не являются основными носителями заряда. Дырки частично рекомбинируют с электронами базы. Так как напряжение питания коллектора во много раз (приблизительно в 20 раз) больше, чем напряжение питания базы, и конструктивно слой базы выполняется очень тонким, то электрическое сопротивление цепи базы получается высоким и ток, ответвляющийся в цепь базы Iб, оказывается незначительным. Большинство дырок достигают коллектор, образуя коллекторный ток Iк.
Рис. 1.2.1. Структура
биполярного транзистора и его обозначение
на схемах: а) транзистора типа p-n-p;
б) транзистора типа n-p-n
Рис.
1.2.2. Принцип действия биполярного
транзистора
Ток коллектора Iк превосходит ток базы Iб от 20 до 200 раз. Это объясняет возможность усиления с помощью транзистора тока и, соответственно, мощности сигнала. Если подавать напряжение сигнала в цепь базы, то будет изменяться сопротивление p-n-перехода между эмиттером и базой. Это сопротивление включено в коллекторную цепь, поэтому его изменение приводит к соответствующему изменению тока коллектора, который во много раз больше тока базы. Если в коллекторную цепь включить сопротивление нагрузки, в нем будет выделяться мощность, во много раз бóльшая, чем мощность сигнала, подводимого в цепь базы. При этом следует иметь в виду, что мощность сигнала усиливается за счет энергии источников питания.
Принцип действия транзистора типа n-p-n точно такой же, как у рассматриваемого транзистора типа p – n – p