Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

Рис. 10. 22. п — р-переход: а , б — распределение концентра­ ции зарядов; в — потенциала; г — энергии заряда.

потенциалов, что вызывает возрастание потенциального барь­ ера до величины Афг>Аф (рис. 10. 23 в, г). При этом пере­ ход электронов и дырок из одной зоны в другую и наоборот практически прекращается (в прямом направлении). Обрат­ ный ток обусловлен неосновными носителями, и величина его

591

очень мала. Следовательно, проводимость электронно-дыроч­

592

Вентильные свойства электронно-дырочных переходов ши­ роко используют в современных полупроводниковых диодах и триодах, рассмотренных ниже.

§ 10. 8. Полупроводниковые диоды

Основным элементом полупроводникового диода является электронно-дырочный переход, свойства которого рассмотре­ ны выше.

В современной радиоэлектронике применяются германие­ вые и кремниевые диоды.

Диоды могут быть точечными (рис. 10. 25 а) и плоскост­ ными (рис. 10. 25 б).

Рис. 10. 25. Схематическое изображ ение и устройство диодов: а — точечного; б — плоскостного; в — условное обозначение.

Основой диодов является чаще кристалл германия 1 с электронной проводимостью типа «п». У точечного диода име­ ется металлическая игла 2, надавливающая на кристалл гер­ мания, под острием которой при технологической обработке образуется слой 4 с дырочной проводимостью. Рабочая по­ верхность п—р-перехода очень мала, что обусловливает ма­ лый рабочий ток и очень малую паразитную емкость перехо­ да. Такие диоды используют для детектирования радиосиг­ налов (Д-601, Д-602, Д -1Ж , Д -2Е).

Плоскостной диод получают сплавлением капли индия 3 с кристаллом германия типа «п». При этом под каплей индия

593

образуется слой германия 4 с проводимостью типа «р», кото­ рый составляет вместе с германием типа «п» электронно-ды­ рочный переход со значительной поверхностью. Плоскостные диоды обеспечивают протекание через них больших токов (до сотен — тысяч ампер). Их используют для выпрямления переменного тока.

Кроме этого, на практике применяют специальные полу­ проводниковые диоды: опорные (стабилитроны), туннельные, параметрические (варикапы), фотодиоды, переключающие ти­ ристоры и т. д.

А. Параметры диодов

а) Вольтамперная характеристика (рис. 10. 24). При поло­ жительном напряжении ток резко возрастает, обусловливая малое сопротивление диода в прямом направлении. При отри­

(мка~-ма).

з) Гарантированный срок службы (~ 4000 часов).

§ 10.9. Полупроводниковые триоды (транзисторы)

А. Общие сведения

Транзистор представляет собой систему двух, близко рас­ положенных электронно-дырочных переходов в монокристал­ ле полупроводника. Триоды могут быть т о ч е ч н ы м и и п л о ­ с к о с т н ы м и . В настоящее время преимущественно изготов­ ляют плоскостные германиевые или кремниевые транзисто­ ры. Переходы в них создаются методом диффузии, сплавле-

594

и н д и й

Р

Рис. 10. 26. Схематическое изображение устройства транзи­ стора сплавного типа.

ния, вытягивания из расплава. Поэтому различают сплавные, диффузионные и «тянутые» транзисторы (рис. 10.26).

Чередование областей разнотипной проводимости моно­ кристалла может быть как р-п-р, так и п-р-п (рис. 10. 27).

Левую область кристалла называют э м и т т е р о м . Он вы­ полняет функцию катода в вакуумном триоде.

эп и г т е р

Р—

Рис.

595

Правый электронно-дырочный переход улавливает поток зарядов и называется к о л л е к т о р о м . Он выполняет роль шода в электронной лампе.

Средняя область кристалла называется о с н о в а н и е м , или б а з о й . Она выполняет роль сетки в вакуумном триоде.

Для уяснения принципа действия между эмиттером и ба­ зой приложим напряжение смещения в прямом направлении от источника Еэ (десятые доли вольта) и напряжение сигна­ ла, подлежащего усилению, Е 0. М ежду базой и коллектором прикладывается значительное постоянное напряжение в об­ ратном направлении Е к (единицы-удесятки вольт). Усилен-

Рис. 10. 28. Схема включения транзистора р — п — р при уси­ лении сигналов.

ные сигналы (рис. 10.28) снимаются с резистора RH. Под дей­ ствием электрического поля, создаваемого источником Еэ, по­ тенциальный барьер первого перехода Дфі уменьшается и дырки из эмиттера диффундируют в базу, создавая ток в це­ пи эмиттера Іэ. В области базы эти носители будут двигаться в сторону коллектора за счет диффузии. Дошедшие до кол­ лектора дырки втягиваются электрическим полем, создавае­ мым на переходе II действием Е к, в область коллектора, уве­ личивая ток коллекторного перехода:

596

тера, достигают коллектора. Остальные дырки рекомбиниру­ ют в базе с электронами. Для восстановления электрической

это вызовет примерно равное ему изменение тока коллектора (в высокоомной цепи). Так как Ë K^>UBX, то

1) Схема с общей базой (рис. 10. 29 а). Здесь база явля­ ется общим электродом для входной и выходной цепей; вход­ ной сигнал подается на эмиттер, а выходной — снимается с коллектора.

2) Схема с общим эмиттером, где эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей. Входной сигнал

597