4. Полупроводниковые диоды. Обозначение, схемы включения.

Полупроводниковый диод – электронный прибор, содержащий один pn-переход.

Прямое включение Обратное включение Обозначение

5. Биполярные транзисторы. Принципы работы, классификация, условные графические обозначения и схемы включения.

Транзистор – полупроводниковый прибор, содержащий два pn-перехода.

Они делятся на две группы по принципу работы: биполярные и полевые. Биполярные делятся на транзисторы с p-n-p переходом и с

n-p-n переходом.

Принцип работы биполярного транзистора заключается в управлении током неосновных носителей через базу. При этом небольшое изменение тока базы приводит к значительному изменению тока коллектора.

6. Полевые транзисторы. Принципы работы, классификация, условные обозначения и схемы включения.

В полевых транзисторах ток через проводник управляется электрическим полем.

Они делятся на две группы по конструкции: с управляющим pn-переходом и с изолированным затвором. Транзисторы с изолированным затвором делятся на: со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

Полевые транзисторы с управляющим рп-переходом

p-канальный n-канальный

При запирании pn-перехода появляется запирающий слой, в котором носители отсутствуют. Его толщина зависит от U_обр. Чем оно больше, тем больше толщина слоя, тем меньше канал, тем больше сопротивление, тем меньше ток.

Полевые транзисторы с изолированным затвором

Затвор изолирован от массы основного полупроводника при помощи диэлектрика. МДПТ (металл, диэлектрик, полупроводник, транзистор)

Со встроенным каналом При отсутствии напряжения на затворе через канал протекает ток, который зависит концентрации примесей и приложенного напряжения.

С индуцированным каналом Канал появляется при подаче достаточного большого положительного потенциала на затвор, при этом вблизи поверхности полупроводника появляется слой с маленьким сопротивлением. с индуцир. n-каналом с индуц. р-каналом

7. Режимы работы транзистора. Режим отсечки (закрыт).

Рассмотрим режим отсечки на примере биполярного транзистора.

Оба pn-перехода включены в обратном направлении. Протекают токи только неосновных носителей.

8. Режимы работы транзистора. Режим насыщения.

На оба перехода поданы прямые напряжения. Эмиттерный переход открыт и через него протекает ток, при котором в базу попадает такое количество зарядов, которое способно поддерживать максимальный ток в данной цепи.

Условия насыщения: . Если транзистор находится в режиме насыщения, изменение тока базы не приводит к изменению тока коллектора.

9. Режимы работы транзистора. Активный режим.

На эмиттерный переход подано прямое напряжение, а на коллекторный переход – обратное. В активном режиме токи базы и токи коллектора разнонаправленны.

Через смещенный в прямом направлении эмиттерный переход проходит достаточно большой прямой ток, обусловленный движением основных носителей заряда (в данном случае – электронов). Электроны пролетают через p-n-переход и инжектируются (впрыскиваются) в область базы; при этом дырки из области базы проходят через переход в эмиттер (для них p-n-переход также смещен в прямом направлении). Но поскольку эмиттер имеет большую концентрацию примесей, то поток электронов из эмиттера в базу намного сильнее потока дырок из базы в эмиттер. Именно электронный поток и является главным действующим лицом в транзисторе типа n -p-n (аналогично дырки – в транзисторе типа p-n-р).

Из-за диффузии и дрейфа (в дрейфовых транзисторах) электроны движутся в сторону коллекторного перехода, стремясь равномерно распределиться в толще базы. Так как база имеет очень малую толщину и малое число дырок, большинство разогнавшихся еще в эмиттере электронов не успевает рекомбинировать в базе, они достигают коллекторного p-n-перехода, где для них, как для неосновных носителей в области базы, обратное напряжение перехода не является барьером, и уже в коллекторе электроны попадают под притягивающее действие приложенного внешнего напряжения, образуя во внешней цепи коллекторный ток I_К .

В результате рекомбинации части электронов с дырками базы образуется ток базы I_Б, направленный в противоположную от коллектора сторону, и коллекторный ток оказывается несколько меньше эмиттерного. Через коллектор также течет обратный ток неосновных носителей – дырок, вызванный обратным смещением коллекторного перехода.