Félvezető ellenállások. Csallólap: Félvezető diódák és tranzisztorok, alkalmazási területeik Moszkvai Bányászati ​​Állami Egyetem

Előkészített

10 "A" osztály tanulója

610. számú iskola

Alekszej Ivchin

Absztrakt a témában:

„Félvezető diódák és tranzisztorok, alkalmazási területeik”

1. Félvezetők: elmélet és tulajdonságai

2. Alapvető félvezető eszközök (Felépítés és alkalmazás)

3. A félvezető eszközök típusai

4. Termelés

5. Alkalmazási kör

1. Félvezetők: elmélet és tulajdonságai

Először meg kell ismerkednie a félvezetők vezetési mechanizmusával. Ehhez pedig meg kell értened azoknak a kötéseknek a természetét, amelyek egy félvezető kristály atomjait egymás közelében tartják. Vegyünk például egy szilíciumkristályt.

A szilícium egy négyértékű elem. Ez azt jelenti, hogy külsőleg

az atom héja négy elektronból áll, viszonylag gyengén kötve

a maggal. Az egyes szilíciumatomok legközelebbi szomszédjainak száma is egyenlő

négy. Egy szomszédos atompár kölcsönhatását a segítségével hajtjuk végre

paionoelektronikus kötés, úgynevezett kovalens kötés. Az iskoláztatásban

ez a kötés minden atomból egy vegyértékelektront foglal magában,

amelyek az atomokról leszakadnak (a kristály kollektivizálja) és mikor

mozgásukban idejük nagy részét a közötti térben töltik

szomszédos atomok. Negatív töltésük egymás közelében tartja a pozitív szilíciumionokat. Minden atom négy kötést alkot szomszédaival,

és bármelyik vegyértékelektron mozoghat az egyik mentén. Elérve egy szomszédos atomot, továbbléphet a következőre, majd tovább az egész kristályon.

A vegyértékelektronok az egész kristályhoz tartoznak. A szilícium pár-elektron kötései meglehetősen erősek és alacsony hőmérsékleten nem szakadnak meg. Ezért a szilícium alacsony hőmérsékleten nem vezet elektromos áramot. Az atomok kötésében részt vevő vegyértékelektronok szilárdan kötődnek a kristályrácshoz, mozgásukra a külső elektromos tér nem gyakorol észrevehető hatást.

Elektronikus vezetőképesség.

A szilícium melegítésekor a részecskék mozgási energiája megnő, és

az egyes kapcsolatok megszakadnak. Néhány elektron elhagyja pályáját, és szabaddá válik, mint az elektronok a fémben. Elektromos térben a rács csomópontjai között mozognak, elektromos áramot képezve.

A félvezetők vezetőképessége a szabad fémek jelenléte miatt

elektronok Az elektronokat elektronvezetőképességnek nevezzük. A hőmérséklet emelkedésével növekszik a megszakadt kötések, így a szabad elektronok száma. 300-ról 700 K-ra melegítve a szabad töltéshordozók száma 10,17-ről 10,24 1/m3-ra nő. Ez az ellenállás csökkenéséhez vezet.

Lyuk vezetőképesség.

Amikor egy kötés megszakad, üres hely keletkezik hiányzó elektronnal.

Úgy hívják, hogy lyuk. A lyuknak többlet pozitív töltése van a többi normál kötéshez képest. A kristályban lévő lyuk helyzete nem állandó. A következő folyamat folyamatosan megy végbe. Egy

az atomok kapcsolódását biztosító elektronoktól a csere helyére ugrik

lyukakat képez, és itt helyreállítja a pár-elektronikus kötést.

és ahol ez az elektron kiugrott, ott új lyuk keletkezik. Így

Így a lyuk az egész kristályban mozoghat.

Ha a mintában az elektromos térerősség nulla, akkor a lyukak mozgása, amely a pozitív töltések mozgásával egyenértékű, véletlenszerűen történik, és ezért nem hoz létre elektromos áramot. Elektromos tér jelenlétében a lyukak rendezett mozgása következik be, és így a lyukak mozgásához kapcsolódó elektromos áram hozzáadódik a szabad elektronok elektromos áramához. A lyukak mozgási iránya ellentétes az elektronok mozgási irányával.

Tehát a félvezetőkben kétféle töltéshordozó létezik: elektronok és lyukak. Ezért a félvezetőknek nemcsak elektronikus, hanem lyukas vezetőképességük is van. Az ilyen feltételek melletti vezetőképességet a félvezetők belső vezetőképességének nevezzük. A félvezetők belső vezetőképessége általában alacsony, mivel a szabad elektronok száma kicsi, például germániumban szobahőmérsékleten ne = 3 per 10 in 23 cm in –3. Ugyanakkor a germánium atomok száma 1 köbcm-ben körülbelül 10 a 23-hoz. Így a szabad elektronok száma megközelítőleg az atomok teljes számának egy tízmilliárd része.

A félvezetők lényeges jellemzője, hogy azok

szennyeződések jelenlétében a belső vezetőképességgel együtt,

további - szennyeződés vezetőképesség. A koncentráció megváltoztatásával

szennyeződéseket, jelentősen megváltoztathatja a töltéshordozók számát

vagy más jel. Ennek köszönhetően lehetséges a félvezetők létrehozása

az uralkodó koncentráció negatív vagy pozitív

erősen töltött hordozók. Felfedezték a félvezetők ezt a tulajdonságát

gyakorlati alkalmazási lehetőséget biztosít.

Donor szennyeződések.

Kiderült, hogy szennyeződések, például arzénatomok jelenlétében még nagyon alacsony koncentrációban is megnő a szabad elektronok száma

sokszor. Ez a következő okból történik. Az arzénatomoknak öt vegyértékelektronja van, amelyek közül négy kovalens kötés létrehozásában vesz részt ezen atom és a környező atomok között, például szilícium atomokkal. Az ötödik vegyértékelektron gyengén kötődik az atomhoz. Könnyen elhagyja az arzénatomot és szabaddá válik. A szabad elektronok koncentrációja jelentősen megnő, és ezerszer nagyobb lesz, mint egy tiszta félvezetőben lévő szabad elektronok koncentrációja. Azokat a szennyeződéseket, amelyek könnyen adnak elektronokat, donor szennyeződéseknek nevezzük, az ilyen félvezetőket pedig n-típusú félvezetőknek. Egy n-típusú félvezetőben az elektronok a többségi töltéshordozók, a lyukak pedig a kisebbségi töltéshordozók.

Akceptor szennyeződések.

Ha szennyeződésként indiumot használunk, amelynek atomjai háromértékűek, akkor a félvezető vezetőképessége megváltozik. Nos, ahhoz, hogy normális pár-elektronikus kötést hozzon létre szomszédaival, az indiumatom nem

elektront kap. Ennek eredményeként lyuk képződik. A kristályon lévő lyukak száma

tal egyenlő a szennyező atomok számával. Ez a fajta szennyeződés az

elfogadónak (fogadónak) nevezzük. Elektromos tér jelenlétében

a lyukak a mezőn keresztül keverednek, és lyukvezetés következik be. Által-

olyan félvezetők, amelyeknél a lyukvezetés túlsúlyban van az elektronokkal szemben

Ezeket p-típusú félvezetőknek nevezik (a pozitív szóból).

2. Alapvető félvezető eszközök (Felépítés és alkalmazás)

Két alapvető félvezető eszköz létezik: a dióda és a tranzisztor.

Az előre- és hátrameneti csatlakozások áram-feszültség karakterisztikája a 2. ábrán látható.

Lecserélték a lámpákat, és nagyon széles körben alkalmazzák a technológiában, főként egyenirányítóknál a diódák is alkalmazásra találtak különféle eszközökben.

Tranzisztor.

A bal oldali pn átmenet közvetlen, és elválasztja a bázist az emitternek nevezett p-típusú régiótól. Ha nem lenne megfelelő p–n átmenet, áram lenne az emitter-bázis áramkörben, a források (B1 akkumulátor és váltakozó feszültségforrás) feszültségétől függően

ellenállás) és áramköri ellenállás, beleértve az alacsony közvetlen ellenállást

A két félvezető (vagy fémből félvezetővé) közötti érintkezők egyirányú vezetése a váltakozó áramok egyenirányítására és átalakítására szolgál. Ha egy elektron-lyuk átmenet van, akkor annak hatása hasonló kettőnek

elektródalámpa - dióda Ezért egy p-n átmenetet tartalmazó félvezető eszközt nevezünk félvezető (kristályos) dióda. Félvezető diódák kialakításuk szerint vannak osztva pont És síkbeli. Ha rövid idejű áramimpulzust vezetünk át egy diódán előrefelé, egy p-vezetőképességű réteg keletkezik. Ennek a rétegnek a határán nagy egyenirányító együtthatójú pn átmenet jön létre. Az érintkezőréteg alacsony kapacitása miatt a pontdiódákat a nagyfrekvenciás rezgések detektoraiként (egyenirányítóiként) használják a centiméteres hullámhossz-tartományig.

A p-n átmenetek nemcsak kiváló egyenirányító tulajdonságokkal rendelkeznek, hanem erősítésre, illetve ha visszacsatolást vezetnek be az áramkörbe, akkor elektromos oszcillációk generálására is alkalmasak. Az ilyen célokra szánt eszközök a

megkapta a nevet félvezető triódák vagy tranzisztorok. A germániumot és a szilíciumot tranzisztorok gyártására használják, mivel nagy mechanikai szilárdság, vegyszerállóság és nagyobb

félvezetők, áramhordozók mobilitása. A félvezető triódákat a pont És síkbeli. Az előbbiek jelentősen növelik a feszültséget, de a kimenő teljesítményük a túlmelegedés veszélye miatt kicsi (pl. az üzemelés felső határa

A pont germánium trióda hőmérséklete 50-80 °C között van. A síkbeli triódák erősebbek. Lehetnek olyanok p-p-pés írja be p-p-p eltérő vezetőképességű területek váltakozásától függően. Tranzisztor tartalmazza bázisok (a tranzisztor középső része), kibocsátó És gyűjtő (az alappal szomszédos területek mindkét oldalon eltérő típusú vezetéssel)

hidak). Az emitter és a bázis között állandó előre előfeszítő feszültség, a bázis és a kollektor között pedig állandó fordított előfeszítő feszültség kerül alkalmazásra. Az erősített váltakozó feszültségű tápegységek -

a bemeneti impedanciához , a felerősített pedig kikerül a kimeneti ellenállásból. Áram az emitter áramkörben

főként a lyukak mozgása okozza (ezek a fő áramhordozók), és ezek befecskendezése kíséri - injekció - az alapterületre. Az alapba behatoló lyukak a kollektor felé diffundálnak, és kis vastagsággal

Nem az alapnál, a befecskendezett lyukak jelentős része eléri a kollektort. Itt a lyukakat a csomóponton belül ható (a negatív töltésű kollektorhoz vonzott) mező fogja be, aminek következtében a kollektoráram megváltozik. Ezért minden

Az emitter áramkörében bekövetkezett áramerősség változása a kollektor áramkörében áramváltozást okoz. A tranzisztor, mint egy vákuumcső,

növeli a feszültséget és a teljesítményt is.

25.(Lorentz-erő. Lorentz-erő munkája. Hall-effektus)

Elektromos töltésre ható erő K, mágneses térben V sebességgel mozog , hívott Lorentz erő és a képlettel fejezzük ki, ahol BAN BEN- a mágneses tér indukciója, amelyben a töltés mozog.

Lorentz erőmodulus , ahol α a közötti szög vÉs BAN BEN. A Lorentz-erő mindig merőleges a töltött részecske mozgási sebességére, tehát csak ennek a sebességnek az irányát változtatja meg, modulusának megváltoztatása nélkül. Ennélfogva, Lorentz erő

nem végez semmilyen munkát. Más szóval, az állandó mágneses tér nem működik a benne mozgó töltött részecskén, és ennek a részecskének a kinetikai energiája nem változik mágneses térben való mozgás közben. Ha mozgó elektromos

töltés mellett a mágneses tér indukcióval BAN BEN intenzitással elektromos mező is van E, akkor az eredő erő F, a töltésre alkalmazott erők vektoros összegével egyenlő - az elektromos mezőből ható erő és a Lorentz-erő: A Lorentz-erő iránya és a töltött részecske általa kiváltott mágneses térben való elhajlásának iránya a töltés előjelétől függ K részecskék.

Hall hatás (1879) egy áramsűrűségű fémben (vagy félvezetőben) való előfordulás j, mágneses térbe helyezve BAN BEN, rá merőleges irányú elektromos mező BAN BEN Nak nekj. Helyezzünk rá egy áramsűrűségű fémlapot j mágnesesre

terület BAN BEN, j-re merőlegesen.Adott irányra j a fémben lévő áramhordozók - elektronok - sebessége jobbról balra irányul. Az elektronok megtapasztalják a Lorentz-erőt, amely ebben az esetben felfelé irányul. Így a lemez felső szélén megnövekszik az elektronok koncentrációja (negatív töltésű lesz), az alsó szélén pedig elektronhiány lesz (pozitívan töltődik). Ennek eredményeként egy további keresztirányú elektromos mező keletkezik a lemez szélei között Ev, alulról felfelé irányítva. Amikor a feszültség Ev Ez a keresztirányú mező eléri azt az értéket, hogy a töltésekre gyakorolt ​​hatása kiegyenlíti a Lorentz-erőt, ekkor a töltések keresztirányú stacionárius eloszlása ​​jön létre.

Akkor hol A- a lemez szélessége; ∆f - keresztirányú (Hall) potenciálkülönbség.

Tekintettel arra, hogy a jelenlegi erő I = jS = nevS (S- a lemezvastagság keresztmetszete d, n- elektronkoncentráció, v - elektronok rendezett mozgásának átlagos sebessége, j-áram sűrűsége = env), megkapjuk i.e. Hall keresztirányú potenciálkülönbség arányos a mágneses indukcióval BAN BEN,áramerősség / és fordítottan arányos a lemez vastagságával d.

- Hall állandó, az anyagtól függően. Által a Hall-állandó mért értéke: 1) meghatározható

az áramhordozók koncentrációja a vezetőben (a vezetőképesség és a töltések ismert természetével); 2) ítélje meg a félvezetők vezetőképességének természetét, mivel a Hall-állandó előjele egybeesik az áramhordozók e töltésének előjelével. Ezért a hatás

A Hall-effektus a leghatékonyabb módszer a fémek és félvezetők áramhordozóinak energiaspektrumának vizsgálatára.

A legtöbb félvezető elem fő eleme a p-n átmenet.

A p-n átmenet a p és n típusú félvezetők határán lévő tartomány.

Hagyományosan a pn átmenet a következőképpen ábrázolható:

14.3. kísérlet. Félvezető dióda.

A munka célja:

Tanulmányozza a félvezető dióda működési elvét!

Felszerelés:

1. Állítható AC feszültségforrás

2. Oszcilloszkóp

3. Állj diagrammal

Előrehalad.

1. A berendezés egy állítható váltakozó feszültségű forrásból, egy oszcilloszkópból és egy áramkörrel ellátott állványból áll. A forrásból váltakozó feszültség az állvány bemenetére kerül. Az oszcilloszkóp képernyőjén szinuszoid figyelhető meg. Ha növeli vagy csökkenti az alkalmazott feszültséget, az oszcilloszkóp képernyőjén látható szinuszos jel amplitúdója ennek megfelelően nő vagy csökken.

2. Vizsgáljuk meg a diódán átfolyó áram természetét. Az állványba belépő feszültség egy sorba kapcsolt ellenállásból és diódából álló lánc széleire kerül. Ennek eredményeként már nem váltakozó áram folyik át a láncon, hanem pulzáló áram, mivel a dióda egyenirányítja az áramot. Lehetővé teszi, hogy az áram az egyik irányba haladjon, a másikba nem. Az ábrán a dióda úgy van ábrázolva, hogy a háromszög csúcsa, ebben a szakaszban felfelé irányul, jelzi a diódán áthaladó áram irányát. Annak érdekében, hogy megtudjuk, mi a diódán áthaladó áram természete, feszültséget kapcsolunk a függőleges erősítőre, amelyet eltávolítunk az ellenállás végeiről. Ez a feszültség arányos az ellenálláson átfolyó árammal. Megfigyelhető, hogy a diódán áthaladó áram valójában csak egy irányba folyik. Fél ideig nincs áram - vízszintes szakaszok, fél periódusig az áram folyik. Ezek a szinuszoidok felei, amelyek lefelé néznek. De ha megváltoztatja az állvány bemenetére szolgáltatott feszültséget, akkor a diódán átfolyó áram mennyisége is megváltozik. Ha 180 fokkal elforgatja a diódát, akkor a diagramon látható háromszög csúcsa lefelé irányul, azaz. a diódán átfolyó áram iránya megváltozik. Az oszcilloszkóp képernyőjén eltűnt a jel. A diódát eltávolítják az állványról, és a jel ismét megjelenik az oszcilloszkóp képernyőjén. Most azonban azok a félciklusok, amelyek megfelelnek a diódán áthaladó áramnak, egy felfelé irányuló szinuszhullám feleként jelennek meg.

3. A dióda áram-feszültség jellemzője - a diódán átfolyó áram és a diódára táplált feszültség közötti kapcsolat. A diódán átfolyó áram továbbra is arányos az ellenállások végein lévő feszültséggel. Ezt a feszültséget az oszcilloszkóp függőleges bemenetére táplálják, a vízszintes bemenetet pedig ennek a láncnak a végeiből származó feszültség, amely arányos a diódán lévő feszültséggel. Ennek eredményeként az oszcilloszkóp képernyőjén megfigyelhető a dióda áram-feszültség karakterisztikája. Nincs áramfélciklus, ez ennek a karakterisztikának egy vízszintes szakasza, és az áram fél periódusig folyik. Ohm törvénye itt bizonyos mértékig teljesül. A diódán átfolyó áram nagysága arányos a diódára adott feszültséggel. Ha növeli vagy csökkenti a diódára adott feszültséget, a diódán átfolyó áram ennek megfelelően nő vagy csökken.

Következtetés:

A pn átmenet egyirányú vezetőképessége lehetővé teszi egy egyenirányító félvezető eszköz, az úgynevezett félvezető dióda létrehozását.

1. A vezetőképesség jele megfelel a forrás előjelének, ekkor a lyukak balra, az elektronok jobbra mozognak. Keresztül р-nátmenet során elektronokból és lyukakból álló elektromos áram fog folyni.

2. A vezetőképesség előjele ellentétes a forrás előjelével, ekkor a töltéshordozók a félvezető érintkezési határának átlépése nélkül a pólusokra költöznek, a p-n átmeneten áram nem lép fel, ezért a p-n átmenet egyirányú vezetőképességű.

A pn átmenetet félvezető diódákban használják.

A tranzisztor egy félvezető eszköz, amely két, egymásra kapcsolt pn átmenetből áll. Az emitter a tranzisztor azon területe, ahonnan a töltéshordozók származnak. A kollektor egy olyan terület, ahol töltéshordozók áramlanak. Az alap a lámpa vezérlőrácsához hasonló szerepet tölt be.

A tranzisztorok az elektromos jelek erősítésére szolgálnak, mivel az emitter és a bázis közötti kis feszültségváltozás nagy feszültségváltozást eredményez a kollektoráramkörbe kapcsolt terhelésen.

Tapasztalat 14.4 Tranzisztoros DC erősítő

Felszerelés:

1. Tranzisztor állványon;

2. Fotodióda állványon;

3. Áramforrás V-24;

4. Csatlakozó vezetékek;

5. Izzó;

6. Két bemutató galvanométer;

Beépítési diagram:

Ha a fotocella elsötétült, az áram kicsi. Ha a fotocella világít, az áramerősség a G2 szakaszban nő.

A 14. számú előadás tesztjei

Teszt 14.1.Milyen következtetések vonhatók le a félvezető ellenállásának hőmérséklettől való függését bemutató kísérlet eredményeiből?

£ A félvezető hőmérsékletének növekedésével az ellenállása nő

£ A félvezető ellenállása nem függ a hőmérsékletétől

£ A félvezető hőmérsékletének növekedésével az ellenállása csökken

£ A félvezető ellenállása nem függ jelentősen a hőmérsékletétől

Teszt 14.2.Mi a neve annak az anyagnak, amelynek elektromos tulajdonságai erősen függnek a benne lévő kémiai szennyeződések koncentrációjától és a külső körülményektől?

£ szupravezető.

£ magnetoelektromos.

£ ferroelektromos.

£ félvezető.

Teszt 14.3.Mi a neve egy kvázirészecskének, amelynek moduluszbeli töltése egyenlő egy elektron töltésével, tömege pedig egyenlő az elektron tömegével?

£ neutron

£ "lyuk"

£ α-részecske

£ pozitron

Teszt 14.4.Mi a neve egy olyan félvezető eszköznek, amely két, egymásra kapcsolt pn átmenetből áll?

£ tranzisztor

£ gyűjtő

£ galvanométer

£ tirisztor

Teszt 14.5.Mi a neve a tranzisztor régiónak, honnan származnak?

töltéshordozók?

£ gyűjtő

kibocsátó

£ fotocella

£ Zener dióda

Tesztek a 3. fejezethez.

Teszt 1. Mit értünk harmadik féltől származó erők alatt?

£ Nem elektrosztatikus eredetű erők.

£ Csak kémiai folyamatok által okozott erők.

£ Csak mechanikai erők (a generátor forgórészének forgatására kifejtett erők).

£ Elektromos eredetű erők.

2. teszt. Egy fizikai mennyiség, amelyet az egységnyi területű vezetőterületen egységnyi idő alatt áthaladó töltés jellemez:...

£ áramerősség.

£ áramsűrűség.

£ feszültség.

£ elektromos ellenállás.

3. teszt. Ha két vezetéket sorba kötünk egy egyenáramú hálózatra, a hálózatban az áramerősség 6,25-ször kisebb, mint amikor ugyanazokat a vezetékeket párhuzamosan kötjük. Hányszor különbözik a vezetők ellenállása?

4. teszt. Mitől függ a polarizációs vektor egy dielektrikumban?

dielektromos összetétel

£ dielektromos méret

£elektromos indukció

£ térerősség a dielektrikumban

£ szabad töltések jelenléte a dielektrikumban

5. teszt. Válassza ki a megfelelő következtetéseket a vezető ellenállás hőmérséklettől való függését bemutató kísérletből?

A vezető ellenállása nem függ a hőmérséklettől

A vezető hőmérsékletének növekedésével az ellenállása nő

A vezető hőmérsékletének csökkenésével az ellenállása nő

A vezető hőmérsékletének növekedésével az ellenállása csökken

Ahogy a vezető hőmérséklete csökken, az ellenállása csökken

6. teszt. Melyik évben fedezte fel Kamerling - Oneness a szupravezetés jelenségét?

7. teszt. Ha egy elágazó láncban N-csomópont van, hány csomópontra állíthatók fel független egyenletek? .

8. teszt.

A vezetékek párhuzamos csatlakoztatásakor a következők ugyanazok:

9. teszt.

Emelje ki a vezetők soros csatlakoztatásának képleteit:

£

£

£

£

£

10. teszt. A „hő elektromos árammá történő közvetlen átalakulásának jelensége szilárd vagy folyékony vezetőkben, valamint a két vezető találkozási pontjainak áteresztőáram általi közvetlen fűtésének és hűtésének fordított jelensége” a definíció ...

£ termoelektromosság

£thermo-EMF

£ Faraday hatás

Hall hatás

11. teszt. Mi határozza meg egy hőelem termo-EMF értékét?

£ a csomóponti hőmérséklet különbségből+

£ mindkét vezető specifikus termo-EMF-éből

£ feszültségkülönbségből

£ a potenciálkülönbségből

12. teszt. „Az egymással érintkező testek között termodinamikai egyensúlyi körülmények között fellépő elektromos potenciálkülönbség” megfogalmazás egy definíció...

£ érintkezési feszültség különbség.

£ érintkezési ellenállás különbség.

£ az ionok érintkezési különbsége.

£ érintkezési potenciál különbség .

£ érintkezési áram különbség

13. teszt . A sók, lúgok, savak oldatai...

£ elektrolitok

£ félelektrolitok

£ dielektrikum

£ kvázi-elektrolitok

£ félvezetők

14. teszt. Az alábbi fémek közül melyik nemes?

15. teszt. Faraday első elektrolízis-törvénye kimondja:

Egy anyag elektrokémiai egyenértéke egyenesen arányos kémiai egyenértékével.

£ az elektródákon felszabaduló anyag tömege egyenesen arányos az elektroliton átáramló töltés négyzetével

Az elektródákon felszabaduló anyag tömege egyenesen arányos az elektroliton átáramló töltéssel.+

£ az elektródákon felszabaduló anyag tömege egyenesen arányos az elektroliton átáramló töltésmennyiség négyzetgyökével

Az elektródákon felszabaduló anyag tömege fordítottan arányos az elektroliton átáramló töltéssel

16. teszt. Milyen fizikai tényezőknek van ionizáló hatása a gázra?

£ fűtés

£ elektromos mező

£ gázmennyiség-növekedés.

£ sugárzásnak való kitettség.

£ csökkenés a légköri nyomásban.

17. teszt. Ha a kisülés közben megvizsgálja a gázkisülési csövet, észreveszi, hogy a kisülés nem egyenletes. A következő területeket különböztetjük meg:

£ Aston's Dark Space; katódfólia; parázsló izzás; negatív oszlop.

£ Aston's Dark Space; anódfilm; katód sötét tér; parázsló izzás; Faraday sötét tér; negatív oszlop.

£ Aston's Dark Space; katódfólia; katód sötét tér; parázsló izzás; Faraday sötét tér; pozitív oszlop.

£ Aston's Dark Space; katódfólia; parázsló izzás; negatív oszlop; pozitív oszlop

£ katódfólia; katód sötét tér; parázsló izzás; Faraday sötét tér; pozitív oszlop

18. teszt. Melyik kategóriát használják főként világítási és reklámcélokra?

£ korona.

£ ív.

£ parázsló.

£ szikra

£ csillogó

19. teszt. Milyen típusú plazmák vannak az előállítás módja szerint?

£ gázkisülés

£ nagyfeszültség

£ magas hőmérséklet

£ mágneses-elektronikus

20. teszt. Milyen típusú mágneses csapdák léteznek?

£ betatron

£ csillagjegy

£ stellátor

£ tokamak

£ plazma zseblámpa

21. teszt. Melyik a plazma fő tulajdonsága?

£ jó elektromos vezetőképesség

£ polarizálhatóság

£ ionizálhatóság

£ kvázi semlegesség

£ élettartam

22. teszt. Mi a neve a különböző vezetőképességű félvezetők érintkezési zónájának?

£ tiltott terület

£ vezetési sáv

£p-n csomópont

£ vegyértéksáv

23. teszt. Mi a neve a tranzisztor azon régiójának, ahová a töltéshordozók belépnek?

kibocsátó

£ gyűjtő

£ fotocella

£ mikrochip

24. teszt.Mi a félvezető sajátossága?

Egy anyag molekuláinak £kemény dipólusmomentuma

£ magas üzemi hőmérséklet

£ negatív töltések szabad hordozóinak jelenléte

£kétféle elektromos töltéshordozó létezik+

£ pozitív töltések szabad hordozóinak jelenléte

Mágneses tér vákuumban és anyagban

15. Áramok kölcsönhatása. Mágneses mező. Indukciós és mágneses térerősség. Egy tekercs árammal mágneses térben. Biot-Savart-Laplace törvény. Egyen-, kör- és szolenoidáramok mágneses tere.

16. A mágneses tér örvényszerűsége. A mágneses tér indukciós vektorának cirkulációja. Mágneses fluxus. Amper teljesítmény. Az áramot vezető vezető mágneses térben történő mozgatásának munkája. Lorentz erő. Elektron fajlagos töltésének meghatározása.

17. Mágnesek. Mágnesezés. Az indukció és a mágneses térerősség kapcsolata mágnesben. Mágneses permeabilitás és érzékenység. Mágneses-mechanikai jelenségek.

18. A dia-, para- és ferromágnesek fogalma. A ferromágnesek tartományszerkezete. Mágneses hiszterézis. Stoletov művei. Curie pont. Mágneses anyagok és alkalmazásaik.

Az áramok kölcsönhatása. Mágneses mező. Indukciós és mágneses térerősség. Egy tekercs árammal mágneses térben. Biot-Savart-Laplace törvény. Egyen-, kör- és szolenoidáramok mágneses tere

15.1. Az áramok kölcsönhatása

15.2. Mágneses mező. Indukciós és mágneses térerősség

15.3. Egy tekercs árammal mágneses térben

15.4. Biot-Savart-Laplace törvény. Egyen-, kör- és szolenoidáramok mágneses tere

A mágneses jelenségek természetének vizsgálata a természetes mágnesesség figyelembevételével kezdődött. A természetes mágnesek ilyen kölcsönhatása a ferromágnesek osztályába tartozó anyagokkal is előfordult. A jövőben látni fogjuk, hogy a kölcsönhatás változatlan marad, ha az egyik természetes mágnest áramerősségű vezetőre cseréljük (Oersted kísérlete), és végül ez a jelenség akkor is megfigyelhető, ha két árammal rendelkező vezető kölcsönhatásba lép egymással (Ampere kísérlete). .

Tapasztalat 15.1 Oersted tapasztalata.

Felszerelés:

Rizs. 15.1.

1. Mágneses tű;

2. Áramforrás V-24;

3. Karmester;

Beépítési diagram:

A nyíl kezdetben párhuzamos a vezetővel. Amikor az áramforrás be van kapcsolva, a nyíl merőleges a vezetőre. Az áramforrás kikapcsolásakor a nyíl visszatér eredeti helyzetébe.

Következtetés: Az áramvezető vezeték körül mágneses tér van, pl. Ahol mozgó elektromos töltések vannak, ott mágneses tér van.

Tapasztalat 15.2 Két vezető kölcsönhatása árammal.

Felszerelés:

1. Két rugalmas fóliaszalag;

2. Áramforrás V-24;

3. Karmester;

Beépítési diagram:

Az áramok az ellenkező irányba irányulnak - a vezetők taszítják egymást.

Az áramok közös irányításúak – és a vezetők vonzzák egymást.

Következtetés: Amikor két vezető kölcsönhatásba lép az árammal, olyan erők lépnek fel, amelyek taszítják vagy vonzzák a vezetőket.

A mágneses jelenségek vizsgálata kimutatta, hogy mágneses kölcsönhatás figyelhető meg, amikor elektromos töltések mozgása történik a megfigyelőhöz (vagy rögzítőeszközhöz) képest. Mivel az objektumok relatív mozgásával kapcsolatos összes jelenséget relativisztikusnak nevezik (az angol „relatív” szóból - relatív), azt mondják, hogy a mágnesesség relativisztikus hatás.

Félvezető dióda egyirányú vezetőképességű kételektródos eszköznek nevezzük. Kialakítása az egyensúlyon alapul R-nátmenet. A csomópontképzés jellege alapján a diódákat pontszerű és síkbeli diódákra osztják.

A félvezető triódákat széles körben használják elektromos rezgések átalakítására, erősítésére és generálására - tranzisztorok. A tranzisztor működéséhez két elektron-lyuk átmenetre van szükség. A germániumot gyakran használják félvezetőként.

A tranzisztorokban n-р-n csomópont, félvezető R félvezetők között elhelyezkedő -típusú n-típusú, A sík bipoláris tranzisztor kialakítását a 2.7.

Rizs. 2.7. A tranzisztoros eszköz elve és a tranzisztorok képe az ábrákon.

Ebben a tranzisztorban n-р-n típusban van egy lyukvezető képességű középső és két külső elektromos vezetőképességű tartomány. A tranzisztor középső tartományát - bázis, egy extrém terület – kibocsátó , egy másik - gyűjtő.Így a tranzisztornak kettő van n-rátmenet: kibocsátó– emitter és bázis között és gyűjtő- az alap és a kollektor között. A köztük lévő távolságnak nagyon kicsinek kell lennie, legfeljebb néhány mikrométernek, pl. Az alapfelületnek nagyon vékonynak kell lennie. Ez a tranzisztor jó működésének feltétele. Ezenkívül a szennyeződések koncentrációja a bázisban mindig lényegesen kisebb, mint a kollektorban és az emitterben. A tranzisztorok sematikus képein a nyíl mutatja az áram irányát (feltételes, plusztól mínuszig) az emitter vezetékben, az emitter csomópontjában előremenő feszültséggel.

Tekintsük a tranzisztor terhelés nélküli működését, amikor csak az állandó tápfeszültségű E 1 és E 2 források vannak bekapcsolva (2.8. ábra).

Polaritásuk olyan, hogy az emitter csomópontnál a feszültség előre, a kollektornál pedig fordított. Ezért az emitter átmenet ellenállása kicsi, és a normál áram eléréséhez ebben a csomópontban elegendő egy tized voltos E 1 feszültség. A kollektor csomópont ellenállása nagy, az E2 feszültség általában néhány vagy tíz volt.

Rizs. 2.8. Elektronok és lyukak mozgása n-p-n tranzisztorban.

A tranzisztor működési elve az, hogy az emitter átmenet, azaz a bázis-emitter szakasz előremenő feszültsége jelentősen befolyásolja a kollektor áramát: minél nagyobb ez a feszültség, annál nagyobb az emitter és a kollektor áram. Ebben az esetben a kollektoráram változása csak valamivel kisebb, mint az emitteráram változása. Így a bázis és az E 1 emitter közötti feszültség, azaz. bemeneti feszültség szabályozza a kollektor áramát. Az elektromos rezgések tranzisztoros erősítése pontosan ezen a jelenségen alapul.

A tranzisztorban a fizikai folyamatok a következők szerint mennek végbe. Az E1 előremenő bemeneti feszültség növekedésével a potenciálgát az emitter csomópontban csökken, és ennek megfelelően az ezen a csomóponton áthaladó áram növekszik - az emitter áram. én uh. Ennek az áramnak az elektronjait az emitterből a bázisba fecskendezik, és a diffúzió következtében az alapon keresztül behatolnak a kollektor csomópontjába, növelve a kollektor áramát. Mivel a kollektor átmenet fordított feszültséggel működik, ebben a csomópontban tértöltések jelennek meg, amelyeket az ábrán „+” és „–” jelű körök mutatnak. Elektromos mező keletkezik közöttük. Elősegíti az emitterből ideérkezett elektronok kollektor csomópontján keresztül történő mozgását (kivonását), azaz. elektronokat von be a kollektor átmenet tartományába.

Ha az alap vastagsága elég kicsi és a benne lévő lyukak koncentrációja alacsony, akkor az elektronok nagy részének, miután áthaladtak az alapon, nincs ideje rekombinálni az alap lyukaival és eléri a kollektor csomópontot. Az elektronoknak csak egy kis része rekombinálódik az alapban lévő lyukakkal. A rekombináció eredményeként az alapvezetékben bázisáram folyik. Valójában állandósult állapotban az alapban lévő lyukak számának változatlannak kell maradnia. A rekombináció következtében másodpercenként számos lyuk tűnik el, de ugyanennyi új lyuk jelenik meg annak következtében, hogy ugyanannyi elektron hagyja el a bázist az E 1 forrás pólusa felé. Más szóval, sok elektron nem tud felhalmozódni a bázisban.

Ha az alapnak jelentős vastagsága lenne, és a lyukak koncentrációja magas lenne, akkor az emitteráram elektronjainak nagy része a bázison keresztül diffundálva lyukakkal rekombinálódik, és nem érné el a kollektor csomópontot.

A bemeneti feszültség hatására az emitter oldaláról jelentős emitteráram lép fel az alaptartományba, amelyek ennek a tartománynak a kisebbségi hordozói. Anélkül, hogy az alapon keresztüli diffúzió során lenne idejük újra kombinálni a lyukakkal, elérik a kollektor csomópontot. Minél nagyobb az emitteráram, annál több elektron érkezik a kollektor csomópontba, és annál kisebb lesz az ellenállása. A kollektoráram ennek megfelelően nő. Más szóval, a bázis emitteráramának növekedésével az emitterből injektált kisebbségi vivők koncentrációja nő, és minél több ilyen vivő van, annál nagyobb a kollektor átmeneti árama, pl. kollektor áram én arra .

Megjegyzendő, hogy az emitter és a kollektor felcserélhető (ún. inverz üzemmód). De a tranzisztorokon a kollektor átmenet általában sokkal nagyobb területtel készül, mint az emitter átmenet, mivel a kollektor csomópontban disszipált teljesítmény sokkal nagyobb, mint az emitter csomópontban disszipált teljesítmény. Ezért ha az emittert kollektornak használod, akkor a tranzisztor működni fog, de csak lényegesen kisebb teljesítményen használható, ami nem praktikus. Ha a csomóponti területek azonosak (ebben az esetben a tranzisztorokat hívják szimmetrikus), akkor a szélső tartományok bármelyike ​​ugyanolyan sikerrel működhet emitterként vagy gyűjtőként.

A fizikai jelenségeket n-p-n tranzisztorban vizsgáltuk. Hasonló folyamatok mennek végbe egy p-n-p tranzisztorban is, de abban az elektronok és a lyukak szerepe megváltozik, a feszültség polaritások és az áramirányok pedig megfordulnak.

A tranzisztorok bekapcsolásának három leggyakoribb módja:

- közös alapáramkör, amikor az emitter bemenet és a kollektor kimenet

csatlakozik egy közös alaphoz;

- közös emitter áramkörben kollektor kimeneti áramkör

az alap helyett az emitterhez csatlakozik;

- közös kollektor áramkör, más néven emitter ismétlés.

Következtetés: 1. A félvezetőkben lévő szennyeződések megsértik a lyukak és az elektronok száma közötti egyenlőséget, és az elektromos áramot túlnyomórészt azonos előjelű töltések hozzák létre, attól függően, hogy mi van túlsúlyban a félvezetőben.

2. Bármely félvezető eszköz tervezése az egyensúlyon alapul R-nátmenetek.

Előkészített

10 "A" osztály tanulója

610. számú iskola

Alekszej Ivchin

Absztrakt a témában:

„Félvezető diódák és tranzisztorok, alkalmazási területeik”

2. Alapvető félvezető eszközök (Felépítés és alkalmazás)

3. Félvezető eszközök típusai

4. Termelés

5. Alkalmazási terület

1. Félvezetők: elmélet és tulajdonságai

Először meg kell ismerkednie a félvezetők vezetőképességének mechanizmusával. Ehhez pedig meg kell értened azoknak a kötéseknek a természetét, amelyek egy félvezető kristály atomjait egymás közelében tartják. Vegyünk például egy szilíciumkristályt.

A szilícium egy négyértékű elem. Ez azt jelenti, hogy külsőleg

az atom héja négy elektronból áll, viszonylag gyengén kötve

a maggal. Az egyes szilíciumatomok legközelebbi szomszédjainak száma is egyenlő

négy. Egy szomszédos atompár kölcsönhatását a segítségével hajtjuk végre

paionoelektronikus kötés, úgynevezett kovalens kötés. Az iskoláztatásban

Ez a kötés minden atomból egy egyértékű elektront foglal magában, amely

amelyek az atomokról leszakadnak (a kristály kollektivizálja) és mikor

mozgásukban idejük nagy részét a közötti térben töltik

szomszédos atomok. Negatív töltésük egymás közelében tartja a pozitív szilíciumionokat. Minden atom négy kötést alkot szomszédaival,

és bármelyik vegyértékelektron mozoghat az egyik mentén. Elérve egy szomszédos atomot, továbbléphet a következőre, majd tovább az egész kristályon.

A vegyértékelektronok a teljes kristályhoz tartoznak a szilícium pár-elektronikus kötései, amelyek meglehetősen erősek, és alacsony hőmérsékleten nem törhetők fel. Ezért a szilícium alacsony hőmérsékleten nem vezet elektromos áramot. Az atomok kötésében részt vevő vegyértékelektronok szilárdan kötődnek a kristályrácshoz, mozgásukra a külső elektromos tér nem gyakorol észrevehető hatást.

Elektronikus vezetőképesség.

A szilícium melegítésekor a részecskék mozgási energiája megnő, és

az egyes kapcsolatok megszakadnak. Néhány elektron elhagyja pályáját, és szabaddá válik, mint az elektronok a fémben. Elektromos térben a rács csomópontjai között mozognak, elektromos áramot képezve.

A félvezetők vezetőképessége a szabad fémek jelenléte miatt

elektronok Az elektronokat elektronvezetőképességnek nevezzük. A hőmérséklet emelkedésével növekszik a megszakadt kötések, így a szabad elektronok száma. 300-ról 700 K-ra melegítve a szabad töltéshordozók száma 10,17-ről 10,24 1/m3-ra nő. Ez az ellenállás csökkenéséhez vezet.

Lyuk vezetőképesség.

Amikor egy kötés megszakad, a hiányzó elektron üres pozíciót hoz létre.

Úgy hívják, hogy lyuk. A lyuknak többlet pozitív töltése van a többi normál kötéshez képest. A kristályban lévő lyuk helyzete nem állandó. A következő folyamat folyamatosan megy végbe. Egy

az atomok kapcsolódását biztosító elektronoktól a csere helyére ugrik

lyukakat képez, és itt helyreállítja a pár-elektronikus kapcsolatot.

és ahol ez az elektron kiugrott, ott új lyuk keletkezik. Így

Így a lyuk az egész kristályban mozoghat.

Ha a mintában az elektromos térerősség nulla, akkor a lyukak mozgása, amely a pozitív töltések mozgásával egyenértékű, véletlenszerűen történik, és ezért nem hoz létre elektromos áramot. Elektromos tér jelenlétében a lyukak rendezett mozgása következik be, és így a szabad elektronok elektromos áramához hozzáadódik a lyukak mozgásához kapcsolódó elektromos áram. A lyukak mozgási iránya ellentétes az elektronok mozgási irányával.

Tehát a félvezetőkben kétféle töltéshordozó létezik: elektronok és lyukak. Ezért a félvezetőknek nemcsak elektronikus, hanem lyukas vezetőképességük is van. Az ilyen feltételek melletti vezetőképességet a félvezetők belső vezetőképességének nevezzük. A félvezetők belső vezetőképessége általában alacsony, mivel a szabad elektronok száma kicsi, például germániumban szobahőmérsékleten ne = 3 per 10 in 23 cm in –3. Ugyanakkor a germánium atomok száma 1 köbcm-ben körülbelül 10 a 23-hoz. Így a szabad elektronok száma megközelítőleg az atomok teljes számának egy tízmilliárd része.

A félvezetők lényeges jellemzője, hogy azok

szennyeződések jelenlétében a belső vezetőképességgel együtt,

további - szennyeződés vezetőképesség. A koncentráció megváltoztatásával

szennyeződéseket, jelentősen megváltoztathatja a töltéshordozók számát

vagy más jel. Ennek köszönhetően lehetséges a félvezetők létrehozása

az uralkodó koncentráció negatív vagy pozitív

erősen töltött hordozók. Felfedezték a félvezetők ezt a tulajdonságát

gyakorlati alkalmazási lehetőséget biztosít.

Donor szennyeződések.

Kiderült, hogy szennyeződések, például arzénatomok jelenlétében még nagyon alacsony koncentrációban is megnő a szabad elektronok száma

sokszor. Ez a következő okból történik. Az arzénatomok öt vegyértékelektronnal rendelkeznek, amelyek közül négy kovalens kötés létrehozásában vesz részt ezen atom és a környező atomok között, például szilíciumatomokkal. Az ötödik vegyértékelektron gyengén kötődik az atomhoz. Könnyen elhagyja az arzénatomot és szabaddá válik. A szabad elektronok koncentrációja jelentősen megnő, és ezerszer nagyobb lesz, mint egy tiszta félvezetőben lévő szabad elektronok koncentrációja. Azokat a szennyeződéseket, amelyek könnyen adnak elektronokat, donor szennyeződéseknek nevezzük, az ilyen félvezetőket pedig n-típusú félvezetőknek. Egy n-típusú félvezetőben az elektronok a többségi töltéshordozók, a lyukak pedig a kisebbségi töltéshordozók.

Akceptor szennyeződések.

Ha szennyeződésként indiumot használunk, amelynek atomjai háromértékűek, akkor a félvezető vezetőképessége megváltozik. Nos, a szomszédokkal való normál pár-elektronikus kötések kialakításához az indiumatom nem

elektront kap. Ennek eredményeként lyuk képződik. A kristályon lévő lyukak száma

tal egyenlő a szennyező atomok számával. Ez a fajta szennyeződés

elfogadónak (fogadónak) nevezzük. Elektromos tér jelenlétében

a lyukak a mezőn keresztül keverednek, és a lyuk vezetőképessége megtörténik. Által-

az elektronok feletti lyukvezetésű félvezetők

Ezeket p-típusú félvezetőknek nevezik (a pozitív szóból).

2. Alapvető félvezető eszközök (Felépítés és alkalmazás)

Két alapvető félvezető eszköz létezik: a dióda és a tranzisztor.

Manapság a félvezető diódákat egyre gyakrabban használják a rádióáramkörök elektromos áramának egyenirányítására, a kételektródás lámpákkal együtt, mivel számos előnnyel rendelkeznek. A vákuumcsőben töltéshordozó elektronok keletkeznek a katód melegítésével. A p-n átmenetben töltéshordozók keletkeznek, amikor akceptor vagy donor szennyeződés kerül a kristályba, így nincs szükség energiaforrásra a töltéshordozók beszerzéséhez. Összetett áramkörökben az ebből eredő energiamegtakarítás igen jelentősnek bizonyul. Ezenkívül az azonos egyenirányított áramértékekkel rendelkező félvezető egyenirányítók miniatűrebbek, mint a csöves egyenirányítók.

/> A félvezető diódák germániumból és szilíciumból készülnek. szelén és egyéb anyagok. Vizsgáljuk meg, hogyan jön létre a p-n átmenet, ha egy fenékszennyezést használunk, ez az átmenet nem érhető el két különböző típusú félvezető mechanikus összekapcsolásával, mert ez túl nagy hézagot eredményez a félvezetők és a félvezetők között. Ez a vastagság nem lehet nagyobb, mint az atomközi távolságok. Ezért az indium beleolvad a minta egyik felületébe. Az indium atomok mélyen a germánium egykristályba való diffúziója miatt a germánium felületén p-típusú vezetőképességű régió alakul át. A germánium minta többi része, amelybe indium atomok nem hatoltak be, még mindig n-típusú vezetőképességgel rendelkezik. A régiók között p-n átmenet jön létre. A félvezetőben a diodegermánium katódként, az indium pedig anódként szolgál. Az 1. ábra a dióda közvetlen (b) és fordított (c) csatlakozását mutatja.

Az áram-feszültség karakterisztikát a direkt és fordított bekötéseknél a 2. ábra mutatja.

Lecserélték a lámpákat, és nagyon széles körben alkalmazzák a technológiában, főként egyenirányítóknál a diódák is alkalmazásra találtak különféle eszközökben.

Tranzisztor.

/> Tekintsünk egyfajta germániumból vagy szilíciumból készült tranzisztort, amelyekbe donor és akceptor szennyeződéseket vittek be. A szennyeződések eloszlása ​​olyan, hogy a p-típusú félvezető két rétege között nagyon vékony (több mikrométeres nagyságrendű) n-típusú félvezető réteg jön létre. 3. Ezt a vékony réteget alapnak vagy bázisnak nevezzük. A kristályban két p-n átmenet képződik, amelyek közvetlen irányai ellentétesek. Három különböző típusú vezetőképességű területekről származó kapocs lehetővé teszi a tranzisztor csatlakoztatását a 3. ábrán látható áramkörhöz.

A bal oldali pn átmenet közvetlen, és elválasztja a bázist a p-típusú vezetőképességű tartománytól, az úgynevezett emittertől. Ha nem lenne megfelelő p–n átmenet, akkor áram lenne az emitter-bázis áramkörben, a források (B1 akkumulátor és a váltakozó feszültségforrás) feszültségétől függően.

ellenállás) és áramköri ellenállás, beleértve az alacsony közvetlen ellenállást

/>kibocsátó-bázis átmenet. A B2 akkumulátor úgy van csatlakoztatva, hogy az áramkör jobb oldali pn átmenete (lásd 3. ábra) fordított. Ez választja el a bázist a jobb oldali régiótól p-típusú vezetőképességgel, amelyet kollektornak neveznek. Ha nem lenne bal oldali pn átmenet, akkor a kollektor áramkör áramerőssége nullához közelítene, mivel a fordított átmenet ellenállása nagyon nagy. Ha a bal oldali p-n átmenetben áram van, a kollektor áramkörében áram jelenik meg, és a kollektorban lévő áramerősség csak valamivel kisebb, mint az emitterben lévő áramerősség. a p-típusú félvezető fő hordozói - lyukak behatolnak az alapba, ahol már a fő hordozóhordozók. Mivel az alap vastagsága nagyon kicsi, és a benne lévő fő hordozók (elektronok) száma kicsi, a belekerülő lyukak szinte nem egyesülnek (nem rekombinálódnak) az alap elektronjaival és behatolnak a kollektorba. a diffúzióhoz. A jobb oldali pn átmenet zárva van az alap fő töltéshordozóihoz - az elektronokhoz, de nem a lyukakhoz. A kollektorban lévő lyukakat az elektromos tér elviszi, és befejezi az áramkört. Az alapból az emitter áramkörbe leágazó áram erőssége nagyon kicsi, mivel az alap keresztmetszete a vízszintes síkban (lásd 3. ábra) sokkal kisebb, mint a függőleges síkban lévő keresztmetszete. . A kollektorban lévő áram, amely majdnem egyenlő az emitterben lévő árammal, az emitterben lévő árammal változik. Az R /> ellenállás ellenállása csekély hatással van a kollektor áramára, és ez az ellenállás meglehetősen nagyra tehető. Az emitter áramának szabályozásával az áramköréhez csatlakoztatott váltakozó feszültségforrással szinkron változást kapunk az ellenálláson átívelő feszültségben. Ha az ellenállás nagy, a feszültség változása több tízezerszer nagyobb lehet, mint a jel változása az emitter áramkörében. Ez feszültségnövekedést jelent. Ezért az R terhelés segítségével olyan elektromos jeleket lehet kapni, amelyek teljesítménye sokszorosa az emitter áramkörre szolgáltatott teljesítménynek. Ezek helyettesítik a vákuumcsöveket, és széles körben használják a technológiában.

3. Félvezető eszközök típusai.

/>A síkdiódák (8. ábra) és a tranzisztorok mellett vannak pontdiódák (4. ábra). A pont-pont tranzisztorokat (lásd az ábrát a szerkezethez) használat előtt öntjük, i.e. egy bizonyos nagyságú áramot enged át, aminek következtében a vezeték csúcsa alatt lyukvezető képességű terület alakul ki. A tranzisztorok p-n-p és n-p-n típusúak. A megnevezés és az általános az 5. ábrán láthatók.

Vannak foto- és termisztorok és varisztorok, amint az az ábrán látható. A síkdiódák közé tartoznak a szelén egyenirányítók is. Az ilyen diódák alapja egy acél alátét, amely egyik oldalán szelénréteggel van bevonva, ami egy lyukvezető képességű félvezető (lásd 7. ábra). A szelén felületét kadmiumötvözet vonja be, melynek eredményeként egy elektronikus vezetőképességű film képződik, aminek eredményeként egyenirányító áramátmenet jön létre, annál nagyobb az egyenirányító áram.

4. Termelés

/>A diódák gyártási technológiája hasonló. Egy 2-4 cm2 területű és több milliméter vastagságú négyzet alakú lemez felületén megolvasztanak egy darab indiumot, amelyet elektronikus vezetőképességű félvezető kristályból vágnak ki. Az indiumot a lemez szilárdan ötvözi. Ebben az esetben az indium atomok behatolnak (diffundálnak) a lemez vastagságába, és egy domináns lyukvezetésű tartományt képeznek (6. ábra). különböző típusú vezetőképesség, és egy p-n átmenet közöttük. Minél vékonyabb a félvezető lapka. minél kisebb a dióda ellenállása előrefelé, annál nagyobb a dióda által korrigált áram. A diódaérintkezők egy indiumcsepp és egy fémlemez vagy rúd ólomvezetőkkel

A tranzisztor összeszerelése után a házba szereljük és az elektromos csatlakozást csatlakoztatjuk. a kristály érintkezőlemezeihez vezető vezetékek és a testvezeték lezárja a testet.

5. Alkalmazási kör

/> A diódák nagyon megbízhatóak, de használatuk határa –70 és 125 C között van. A pontdiódák érintkezési felülete nagyon kicsi, így az ilyen diódák által leadott áramerősség nem haladja meg a 10-15 mA-t. Főleg a nagyfrekvenciás rezgések modulálására és mérőműszerekre használják. Bármely diódánál az előremenő és a visszirányú áramnak bizonyos maximális megengedett határértékei vannak, az előremenő és a visszirányú feszültségtől, valamint annak egyenirányító és szilárdsági tulajdonságaitól függően.

A tranzisztorok a diódákhoz hasonlóan érzékenyek a hőmérsékletre és a túlterhelésre, valamint a behatoló sugárzásra. A tranzisztorok a rádiócsövekkel ellentétben a nem megfelelő csatlakozás miatt kiégnek.