| Статистика |
Онлайн всего: 11 Гостей: 11 Пользователей: 0 |
|
Степаненко И.П. "Основы теории транзисторов и транзисторных схем"
Научно-исследовательский ядерный университет
Московский инженерно-физический институт
Факультет «Автоматики и электроники»
Кафедра «Микро - и наноэлектроники»
Курс «Компьютерный практикум»
Основы теории транзисторов
Преподаватель: доцент В.А. Лапшинский
Подготовил: студент группы А4-11 И.В. Жиленков
Москва 2014
Аннотация
В книге проводятся анализ и расчет основных типов транзисторных усилителей, импульсных схем и источников питания. Анализу схем предшествует рассмотрение физических процессов в полупроводниковых диодах и транзисторах и характеристик диодов и транзисторов в качестве схемных элементов.
Книга предназначена для инженеров, аспирантов и студентов вузов, специализирующихся по микроэлектронике и прикладной электронике, вычислительной технике, автоматике и приборостроению.
Глоссарий
Полупроводник - материал, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения.
Диод - электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического поля.
Транзистор - любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора - изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.
Содержание
1.Введение
2.Полупроводники
3.Полупроводники n- и p-типа
4.Полупроводниковый диод
5.Транзистор
6.Заключение
7.Список литературы
1.Введение
Данный конспект посвящён книге об основах теории транзисторов и транзисторных схем. Эта книга поможет понять, что такое диод и транзистор, какова их роль, и как эффективно использовать.
2.Полупроводники
Полупроводник - материал, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения.
В транзисторах используются четырехвалентные элементы, строение которых можно представить в виде решётки (рис. 1). Однако часть связей нарушается под действием тепловых колебаний атомов в решетке.
Нарушение валентных связей приводит к образованию пустых мест – дырок вблизи тех атомов, от которых оторвались электроны. Такая дырка ведет себя подобно частице с элементарным положительным зарядом, рекомбинируя с одним из свободных электронов. Таким образом, в полупроводнике есть два типа подвижных носителей заряда – электроны и дырки.
Проводимость собственного полупроводника, называют собственной.
Проводимость, обусловленную наличием примесных атомов, нарушающих структуру кристаллической решетки, называют примесной.
Рис. 1. Кристаллическая решетка кремния
3.Полупроводники n- и p-типа
Если ввести в кремний атом пятивалентного фосфора, то четыре из его валентных электронов вступят в связь с четырьмя электронами соседних атомов кремния (рис. 2а). Девятый электрон в этой комбинации оказывается слабо связанный с ядром, легко отрывается и делается свободным.
Свободные электроны примесного происхождения добавляются к собственным свободным электронам, поэтому проводимость полупроводника делается преимущественно электронной. Такие полупроводники называются типа n. Примеси обусловливающие электронную проводимость, называются донорными.
Если ввести в кремний атом трехвалентного бора, то для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки нужен дополни-тельный электрон, который отбирается из основной решетки, образуя свободную дырку, которая добавляется к собственным дыркам (рис. 2б). Такие полупроводники называются дырочными или типа p, а соответствующие примеси – акцепторными [1].
$ Рис. 2. Примесные полупроводники: а) n-типа, б) p-типа
4.Полупроводниковый диод
Полупроводниковый диод состоит из двух типов полупроводников − дырочного и электронного. В процессе контакта между этими областями из области с полупроводником n-типа в область с полупроводником p-типа проходят электроны, которые затем рекомбинируют с дырками. Вследствие этого возникает электрическое поле между двумя областями, что устанавливает предел деления полупроводников — так называемый p-n переход. В результате в области с полупроводником p-типа возникает некомпенсированный заряд из отрицательных ионов, а в области с полупроводником n-типа возникает некомпенсированный заряд из положительных ионов. Разница между потенциалами достигает 0,3-0,6 В [2].
Связь между разницей потенциалов и концентрацией примесей выражается следующей формулой:
где Np ─ термодинамическое напряжение, Nn ─ концентрация электронов, Np ─ концентрация дырок, ni ─ собственная концентрация.
В процессе подачи напряжения плюсом на p-полупроводник и минусом на n-полупроводник внешнее электрическое поле будет направлено против внутреннего электрического поля p-n перехода и при достаточном напряжении электроны преодолеют p-n переход, и в цепи диода появится электрический ток (прямая проводимость). При подаче напряжения минусом на область с полупроводником p-типа и плюсом на область с полупроводником n-типа между двумя областями возникает область, которая не имеет свободных носителей электрического тока (обратная проводимость). Обратный ток полупроводникового диода не равен нулю, так как в обеих областях всегда есть неосновные носители заряда. Для этих носителей p-n переход будет открыт.
Таким образом, p-n переход проявляет свойства односторонней проводимости, что обуславливается подачей напряжения с различной полярностью. Это свойство используют для выпрямления переменного тока.
5.Транзистор
Транзистор − радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора ─ изменения сигнала между двумя различными со-стояниями при изменении сигнала на управляющем электроде [3].
В полевых и биполярных транзисторах управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.).
В 1956 году за изобретение биполярного транзистора Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн получили Нобелевскую премию по физике.
На принципиальных схемах обозначается «VT» или «Q». В русскоязычной литературе и документации до 1970-х гг. применялись обозначения «Т», «ПП» (полупроводниковый прибор) или «ПТ» (полупроводниковый триод).
6.Заключение
Надеюсь, что данный конспект поможет начинающему понять принцип действия диодов и транзисторов и их роль в современной технике. Используя эту книгу можно получить необходимые знания для углубленного изучения электронных схем.
7.Список литературы
1. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. − Москва.: Энергия. − 1967г. – 616 стр.
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Полупроводник ̶ статья о полупроводниках
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Транзистор ̶ статья о транзисторах |
Категория: Конспекты (курсы КП и ПК) | Добавил: Bcyw (02.07.2014)
| Автор: TomasRozhek 
|
| Просмотров: 725
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|
