Напівпровідникові прилади - Конспект урока

Мета: пояснити будову та принцип дії біполярних транзисторів, маркування та роботу біполярного транзистора при різних способах ввімкнення Після вивчення теми студент повинен знати: будову та принцип дії транзистора, схеми ввімкнення транзистора, класифікацію транзисторівВ хімічно чистих напівпровідниках число вільних електронів рівне числу дірок, так как при розриві одного ковалентного звязку одночасно створюється один вільний електрон, що пішов з ковалентного звязку, і одна дірка - відсутній валентний електрон в ковалентному звязку. Розриви ковалентних звязків, що супроводжується утворенням вільних електронів і дірок називають генерацією, а відновлення ковалентних звязків рекомбінацією. При наявності зовнішнього електричного поля переміщення вільних електронів і дірок має впорядкований характер, електрони рухаються в напрямі сили електричного поля, а дірки - в протилежному напрямі. Якщо в чистий кристал кремнію або германію внести атом домішки з пяти валентними електронами, то атом домішки внесе на один електрон більше, ніж потрібно для заповнення ковалентних звязків, при цьому чотири валентних електрона домішки увійдуть в ковалентні звязки з чотирма сусідними атомами основного матеріалу і створять стійку електронну оболонку з восьми валентних електронів. Область, де є перехід від напівпровідника з електронною провідністю до напівпровідника з діркової провідністю, називають електронно-дірковою або р-п-переходом.Транзистором називається електропередавальний напівпровідниковий прилад з одним або кількома електричними переходами, придатний для підсилення потужності, що має три або більше виводів. Транзистори широко використовують в сучасній електронній апаратурі завдяки перевагам в порівнянні з електронними лампами. Крім того транзистори не потребують витрати напруги накалу, а відповідно, і не потрібно джерела напруги накалу. принциповим недоліком транзисторів є споживання потужності у вхідному колі, так як транзистор керується струмом, а не напругою, як електронні лампи. В наш час існує багато видів транзисторів, які відрізняються по потужності, діапазону частот, технології виготовлення і,навіть, по принципу дії.Основним призначенням емітера є вприскувати в базу неосновні носії зарядів дірки. Призначенням колектора - збирати неосновні носії зарядів, які інжектовані в базу з емітера. Емітер, база і колектор мають контакти для з"єднання з зовнішнім колом. З малюнка видно, що транзистор представляє собою два напівпровідникові діоди, які мають одну загальну область - базу, причому до емітерного переходу прикладена напруга Е 1 в прямому напрямі, а до колекторного переходу - напруга Е 2 в зворотньому напрямі. Відповідно, через емітерний перехід пройде струм по наступному шляху: Е 1, міліамперметр MA1, емітер, база, міліамперметр MA2, вимикачі В 2 і В 1,-Е 1.Розрізняють три можливі способи ввімкнення транзистора: а)з загальною базою; Схема а) по суті не відрізняється від схеми даної вище для пояснення принципу роботи біполярного транзистора, різниця полягає лише в тому, що з схеми виключені міліамперметри і вимикачі, а у вхідне (емітерне) коло послідовно з джерелом живлення Е 1 ввімкнене джерело вхідного сигналу, що виробляє деяку змінну напругу. В цій схемі через джерело вхідного сигналу проходить струм емітера Іе, який називається вхідним струмом. Якщо під дією Uвх струм емітера зросте на деяку величину, то відповідно зростуть і інші струми транзистора. Оскільки струм емітера - є найбільшим з усіх струм транзистора, то схема з загальною базою має малий вхідний опір, що є суттєвим недоліком, тому що різко знижується підсилення по напрузі і потужності.

План

Вступ

1. Електрофізичні властивості напівпровідників. Електронно-дірковий перехід

2. Загальне поняття про біполярні транзистори

3. Будова і принцип дії біполярних транзисторів

4. Схеми ввімкнення біполярних транзисторів