Скачать презентацию по физике УЧЕНИКОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ p-n-Переход Скачать презентацию по физике УЧЕНИКОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ p-n-Переход

Физика.pptx

  • Количество слайдов: 23

Презентация по физике УЧЕНИКОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ Презентация по физике УЧЕНИКОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

p-n-Переход p-n-Переход

p-n-Переход или электроннодырочный переход Электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- p-n-Переход или электроннодырочный переход Электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Как появляется p-n-Переход? При возникновении контакта двух полупроводников, в одном из которых высока концентрация Как появляется p-n-Переход? При возникновении контакта двух полупроводников, в одном из которых высока концентрация дырок (p-тип), а в другом - свободных электронов (n-тип) вследствие теплового движения начинается диффузия основных носителей заряда из "родного" полупроводника в соседний, где концентрация таких частиц во много раз меньше. Дырки переходят из p-полупроводника в nполупроводник, электроны - из n- в pполупроводник.

Как появляется p-n-Переход? В результате диффузии электронов из nобласти в дырочную и дырок из Как появляется p-n-Переход? В результате диффузии электронов из nобласти в дырочную и дырок из p-области в электронную на границе между этими областями образуется двойной слой разноименных зарядов, и, следовательно, контактная разность потенциалов, которая в случае pn-перехода выше, чем на контакте “металл-полупроводник” и составляет 0, 4. . . 0, 8 В.

Электрические диаграммы p-n переходов. (1 -прямое смещение; 2 -обратное) Электрические диаграммы p-n переходов. (1 -прямое смещение; 2 -обратное)

Свойства p-n-Перехода 1. Образуется запирающий слой, образованный зарядами ионов примеси: d=10 -7 м, Dj Свойства p-n-Перехода 1. Образуется запирающий слой, образованный зарядами ионов примеси: d=10 -7 м, Dj = 0. 4— 0, 8 В 2. Направление внешнего поля (источника) совпадает с направлением контактного поля. Тока основных носителей заряда нет. Существует слабый ток неосновных носителей заряда. Такое включение называется обратным 3. Прямое включение. Существует ток основных носителей заряда. p-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении (свойство односторонней проводимости).

Свойства p-n-Перехода Свойства p-n-Перехода

Полупроводниковый диод Полупроводниковый диод

Полупроводниковый диод– диод это электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами, Полупроводниковый диод– диод это электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами, в котором используются свойства р-n- перехода.

Полупроводниковые диоды классифицируются: 1) по назначению: выпрямительные, высокочастотные и сверхвысокочастотные (ВЧ- и СВЧ- диоды), Полупроводниковые диоды классифицируются: 1) по назначению: выпрямительные, высокочастотные и сверхвысокочастотные (ВЧ- и СВЧ- диоды), импульсные, полупроводниковые стабилитроны (опорные диоды), туннельные, обращенные, варикапы и др. ; 2) по конструктивно – технологическим особенностям: плоскостные и точечные; 3) по типу исходного материала: германиевые, кремниевые, арсенидо - галлиевые и др.

Полупроводниковые диоды Наиболее многочисленны П. д. , действие которых основано на использовании свойств р—nперехода. Полупроводниковые диоды Наиболее многочисленны П. д. , действие которых основано на использовании свойств р—nперехода. Если к р—n-переходу диода (рис. 1) приложить напряжение в прямом направлении (т. н. прямое смещение), т. е. подать на его р-область положительный потенциал, то потенциальный барьер, соответствующий переходу, понижается и начинается интенсивная инжекция дырок из робласти в n-область и электронов из n-области в робласть — течёт большой прямой ток (рис. 2). Если приложить напряжение в обратном направлении (обратное смещение), то потенциальный барьер повышается и через р—n-переход протекает лишь очень малый ток неосновных носителей заряда (обратный ток).

Условные графические обозначения диодов: а – выпрямительные и универсальные; б – стабилитроны; в – Условные графические обозначения диодов: а – выпрямительные и универсальные; б – стабилитроны; в – двухсторонний стабилитрон; г – туннельный диод; д – обращенные диоды; е – варикап; ж – фотодиодов; з – светодиод

Транзистор Транзистор

Транзистор– Транзистор радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам Транзистор– Транзистор радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам 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 состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.

Структура биполярного n-p-n транзистора : Структура биполярного n-p-n транзистора :

История создания Первые патенты на принцип работы полевых транзисторов были зарегистрированы в Германии в История создания Первые патенты на принцип работы полевых транзисторов были зарегистрированы в Германии в 1928 году на имя австро-венгерского физика Юлия Эдгара Лилиенфельда. В 1934 году немецкий физик Оскар Хейл запатентовал полевой транзистор. В 1947 году Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор, продемонстрированный 16 декабря. 23 декабря состоялось официальное представление изобретения и именно эта дата считается днём изобретения транзистора.

Копия первого в мире работающего транзистора: Копия первого в мире работающего транзистора:

Применение транзисторов 1)Источник питания питает электрической энергией нагрузку, которой может быть громкоговоритель, реле, лампа Применение транзисторов 1)Источник питания питает электрической энергией нагрузку, которой может быть громкоговоритель, реле, лампа накаливания, вход другого, более мощного транзистора, электронной лампы и т. п. Именно источник питания даёт нужную мощность для «раскачки» нагрузки. 2)Транзистор же используется для ограничения силы тока, поступающего в нагрузку, и включается в разрыв между источником питания и нагрузкой. То есть транзистор представляет собой некий вариант полупроводникового резистора, сопротивление которого можно очень быстро изменять. 3)Выходное сопротивление транзистора меняется в зависимости от напряжения на управляющем электроде. Важно то, что это напряжение, а также сила тока, потребляемая входной цепью транзистора, гораздо меньше напряжения и силы тока в выходной цепи. Таким образом, за счёт контролируемого управления источником питания достигается усиление сигнала. .

Транзистор применяется в: 1)Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме. Существуют экспериментальные разработки Транзистор применяется в: 1)Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме. Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов. Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме. 2)Генераторах сигналов. В зависимости от типа генератора транзистор может использоваться либо в ключевом (генерация прямоугольных сигналов), либо в усилительном режиме (генерация сигналов произвольной формы). 3)Электронных ключах.

Недостатки по сравнению с электронными лампами Кремниевые транзисторы обычно не работают при напряжениях выше Недостатки по сравнению с электронными лампами Кремниевые транзисторы обычно не работают при напряжениях выше 1 000 вольт (вакуумные лапмпы могут работать с напряжениями около 3 000 вольт). В отличие от вакуумных ламп были разработаны, транзисторы способные работать при напряжении в несколько десятков тысяч вольт; Высокая мощность, высокая частота, требующиеся для эфирного телевизионного вещания, лучше достигаются в вакуумных лампах в связи с большей подвижностью электронов в вакууме; Кремниевые транзисторы гораздо более уязвимы, чем вакуумные лампы к действию электромагнитного импульса, в том числе и одного из поражающих факторов высотногоядерного взрыва; Чувствительность к радиации и космических лучей (созданы специальные радиационно стойкие микросхемы для электронных устройств космических аппаратов); Вакуумные лампы создают искажения (так называемый ламповый звук), и некоторые люди считают их более приятными для восприятия на слух[.

Вольт-амперная характеристика ВАХ - частный случай передаточных характеристик, определяющих зависимость (функцию) выходной величины от Вольт-амперная характеристика ВАХ - частный случай передаточных характеристик, определяющих зависимость (функцию) выходной величины от входной для данного конкретного устройства или схемы. Вольтамперная характеристика - это график зависимости тока через двухполюсник от напряжения на этом двухполюснике. Вольтамперная характеристика описывает поведение двухполюсника на постоянном токе. Чаще всего рассматривают ВАХ нелинейных элементов (степень нелинейности определяется коэффициентом нелинейности K = Ud. I / Id. U), поскольку для линейных элементов ВАХ представляет собой прямую линию и не представляет особого интереса. Характерные примеры элементов, обладающих существенно нелинейной ВАХ: диод, динистор, стабилитрон.

Пример ВАХ для диода: Пример ВАХ для диода: