Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


транзистори





Дата конвертації30.09.2018
Розмір6.19 Kb.
Типдоповідь

.

Властивості р-n-переходу можна використовувати для створення підсилювача електричних коливань, називаного напівпровідниковим тріодом або транзистором.

У напівпровідниковому тріоді дві р-області кристалу поділяються вузької n-областю. Такий тріод умовно позначають р-n-р. Можна робити і n-р-n триод, тобто розділяти дві n-області кристалу вузькою р-областю (рис. 1).

Тріод р-n-р типу складається з трьох областей, крайні з яких мають доречнийпровідністю, а середня - електронною. До цих трьох областях тріода робляться самостійні контакти а, б і в, що дозволяє подавати різні напруги на лівий р-n-перехід між контактами а і б і на правий n-р-перехід між контактами б и в.

Якщо на правий перехід подати зворотна напруга, то він буде замкнений і через нього буде протікати дуже малий зворотний струм. Подамо тепер пряму напругу на лівий р-n-перехід, тоді через нього почне проходити значний прямий струм.

Одна з областей тріода, наприклад ліва, містить звичайно в сотні разів більшу кількість домішки р-типу, ніж кількість n-домішок в n-області. Тому прямий струм через р-n-перехід буде складатися майже винятково з дірок, що рухаються зліва направо. Потрапивши в n-область тріода, дірки, які вчиняють тепловий рух, дифундують у напрямку до n-р-переходу, але частково встигають перетерпіти рекомбінацію з вільними електронами n-області. Але якщо n-область вузька і вільних електронів в ній не дуже багато (неяскраво виражений провідник n-типу), то більшість дірок досягне другого переходу і, потрапивши в нього, переміститься його полем у праву р-область. У гарних тріодів потік дірок, що проникають у праву р-область, складає 99% і більше від потоку, що проникає ліворуч у n-область.

Якщо при відсутності напруги між точками а і б зворотний струм у n- р-переході дуже малий, то після появи напруги на затисках а і б цей струм майже так само великий, як прямої струм у лівому переході. Таким способом можна керувати силою струму в правом (замкненому) n-р-переході за допомогою лівого р-n-переходу. Замикаючи лівий перехід, ми припиняємо струм через правий перехід; відкриваючи лівий перехід, одержуємо струм у правому переході. Змінюючи величину прямої напруги на лівому переході, ми будемо змінювати тим самим силу струму в правом переході. На цьому і засноване застосування р-n-р-тріода як підсилювача.

При роботі тріода (мал. 2) до правого переходу підключається опір навантаження R і з допомогою батареї Б подається зворотня напруга (десятки вольт), що замикає перехід. При цьому через перехід протікає дуже малий зворотний струм, а вся напруга батареї Б прикладається до n-р-переходу. На навантаженні ж напруга дорівнює нулю. Якщо подати тепер на лівий перехід невелику пряму напругу, то через нього почне протікати невеликий прямий струм. Майже такий же струм почне протікати і через правий перехід, створюючи спадання напруги на опорі навантаження R. Напруга на правому n-р-переході при цьому зменшується, так як тепер частина напруги батареї падає на опорі навантаження.

При збільшенні прямої напруги на лівому переході збільшується струм через правий перехід і росте напруга на опорі навантаження R. Коли лівий р-n-перехід відкритий, струм через правий n-р-перехід робиться настільки великим, що значна частина напруги батареї Б падає на опорі навантаження R.

Таким чином, подаючи на лівий перехід пряму напругу, рівну часткам вольта, можна одержати великий струм через навантаження, причому напруга на ній складе значну частину напруги батареї Б, тобто десятки вольт. Змінюючи напругу, яка підводиться до лівого переходу, на соті частки вольта, ми змінюємо напругу на навантаженні на десятки вольт. таким способом отримують посилення по напрузі.

Посилення по току при даній схемі включення тріода не виходить, так як струм, що йде через правий перехід, навіть небагато менше струму, що йде через лівий перехід. Але внаслідок посилення по напрузі тут відбувається посилення потужності. В кінцевому рахунку посилення по потужності відбувається за рахунок енергії джерела Б.

Дія транзистора можна порівняти з дією греблі. За допомогою постійного джерела (плину ріки) і греблі створений перепад рівнів води. Витрачаючи дуже невелику енергію на вертикальне переміщення затвора, ми можемо управляти потоком води великої потужності, тобто управляти енергією могутнього постійного джерела.

Перехід, що включається в прохідному напрямку (на малюнках - лівий), називається емітерним, а перехід, що включається в замикаючому напрямку (на малюнках - правий) - колекторним. Середня область називається базою, ліва - емітером, а права - колектором. Товщина бази складає лише трохи сотих чи тисячних часток міліметра.

Термін служби напівпровідникових тріодів і їх економічність у багато разів більше, ніж у електронних ламп. За рахунок чого транзистори знайшли широке застосування в мікроелектроніці - теле-, відео-, аудіо-, радіоапаратурі і, звичайно ж, в комп'ютерах. Вони заміняють електронні лампи в багатьох електричних ланцюгах наукової, промислової і побутової апаратури.

Переваги транзисторів у порівнянні з електронними лампами - ті ж, як і у напівпровідникових діодів - відсутність розжареного катода, що споживає значну потужність і потребуючого часу для його розігріву. Крім того транзистори самі по собі у багато разів менше за масою і розмірами, ніж електричні лампи, і транзистори здатні працювати при більш низькій напрузі.

Але поряд з позитивними якостями, тріоди мають і свої недоліки. Як і напівпровідникові діоди, транзистори дуже чутливі до підвищення температури, електричним перевантаженням і сильно проникаючим випромінюванням (щоб зробити транзистор більш довговічним, його запаковують в спеціальний "футляр").

Основні матеріали з яких виготовляють тріоди - кремній і германій.