Файл: Сиволобов Н.А. Основы полупроводниковой электроники учеб. пособие.pdf

- ' I l -

при обратном напряжении 150-400 В. Германиевые точечные диода обеспечивают выпрямленный ток І0т25 мА при обратном напряжении 30-МОО В.

Частотные свойства диодов определяет межэлектродная емкость. Межэлектродная емкость плоскостных диодов равна нескольким десят­ кам пикофарад, вследствие чего они могут бь>ть испольэованы на частотах не выше 50 кГц. Межэлектродная емкость точечных диодов

Диоды одной и той же группы изготовляются по единой техно­ логии и поэтому обладают одной и той же допустимой мощностью. Однако в связи с неоднородностью перехода получаемся значитель­

сильноточными, что обычно отражается в классификации.

Общие габариты и вес, площадь перехода, а также конструк­ ция диода в основном определяются рабочим током и рассеиваемой мощностью. У наиболее мощных групп площадь перехода доходит

Выпрямление переменного тока одна из главных, но не един­ ственная функция диодов. Полупроводниковые диоды применяются для стабилизации напряжения (отабилитроны/или опорные диода),

- 42 -

для детектирования, в схемах генераторов и переключателей (тупельш диоды).

Малые габариты и вес, отсутствие цепи накала - одно из существенных преимуществ полупроводниковых диодов по сравнению с электровакуумными.

Основные показатели полупроводниковых диодов приведены в Приложении I .

Полупроводниковое триоды

Полупроводниковый триод (транзистор) - это полупроводнико­ вый прибор с тремя или большим числом электродов, выполненный на основе монокристаллического полупроводника и предназначенный для усиления и переключения электрически токов и напряжений в ши­ роком диапазоне частот, длительностей и мощностей.

Плоскостной триод - наиболее распространенный тип транзи­ сторов. Будучи аналогом трехэлектродной лампы, он может выполнять как усилительные, так и ключевые функции, т . е . представляет собой универсальный элемент электронных схем.

Триод представляет собой двухпереходный прибор. Переходы образуются на границе трех слоев, из которых состоит триод (рис.23). Контакты с внешним электродами - омические. В зависи­

мости от типа проводимости крайних слоев различают триоды типа/з-ц-р

являются дырки (аналогии не имеют с лампами). Наибольшее распро­ странение имеют триоды тішар-п - р . Условные обозначения на схемах "обоих"Типов триодов, рабочие полярности напряжений и направления

5

в

-ЦП -

токов показаны на рис.23, б,в.

Электрод (крайний левый слой), являвшийся источником элек­ тронов или дырок, называют эмиттером, а соответствующий переход, работающий в прямом направлении - эмиттерным переходом. Такое наавание отражает факт инъекции (инжекции) неосновных носите­

лей через переход.

Средний слой (электрод) называется бавой, или основанием. Электрод (крайний правый слой), являющийся "собирателем" электро­ нов или дырок,называется коллектором, а соответствующий переход, нормально смещенный в обратном направлении - коллекторным. Для того, чтобы было возможно "собирание" инъектируемых носителей, прошедших через слой базы, база должна иметь достаточно малую величину СО ( CJ •=- < L , где L - диффузионная длина носи­ телей). В противном случае инъектируемые носители успеют рекомбинировать в процессе перемещения через базу. Основные свойства триода определяются процессами в базе.Характер движения инъектированных носителей в базе в общем случае заключается в сочета­ нии диффузии и дрейфа. В зависимости от того, какой процесс превалирует, различают триоды диффузионные и дрейфовые.

(рис.24,а) имеет место динамическое равновесие между потоками дырок (а также между потоками электронов), протекающих в ту и другую стороны. Эмиттер и коллектор представляют собой низкоомные слои (уровень Ферми лежит вблизи уровней дырок), а ба- аа - сравнительно высокоомный слой (уровень Ферми расположен вблизи запрещенной зоны).

ч5 -

Зона /7/>оееаі/л*ост*/

POPP

Ферми

+f ' P и с.;.1'!. Энергетические диаграммы и распределение потен­

-Чб -

Внормальном усилительном режиме на коллекторный переход

и электронов в базе). Число дырок, преодолевающих барьер и пере­ ходящих из эмиттера в базу, увеличится. Число основных носителей

область повышенной концентрации электронов и дырок. Вследствие раз­ ности концентраций возникает диффузионное движение дырок и электро­ нов по направлению к коллектору. Вблизи коллекторного перехода дыр­ ки попадают в ускоряющее поле коллекторного перехода и втягивают­ ся в коллектор. Электроны, число которых равно числу ушедших в коллектор дырок, устремляются под влиянием приложенной разности

потенциалов в базовый вывод. Цепь тока коллектор - база замыкается. Ток базы представляет собой разность управляющего и управляемого токов, так как основные носители база - электроны - при компенсации движения дырок через эмиттерный и коллекторный переходы движутся з различных направлениях.