Устройства, построенные на основе собственной и примесной проводимости.
Зависимость электрических свойств полупроводника от воздействия тепловой или световой энергии позволяет создать различные типы нелинейных резистивных элементов. К наиболее распространенным полупроводниковым резисторам относятся терморезисторы, фоторезисторы, варисторы.
а б в г
Условные графические обозначения полупроводниковых резисторов: а — терморезистор прямого нагрева; б — терморезистор косвенного нагрева; в — фоторезистор; г — варистор.
Терморезистор
— полупроводниковый прибор, сопротивление
которого значительно изменяется в
зависимости от температуры. Различают
терморезисторы прямого нагрева
(проводимость меняется при изменении
температуры окружающей среды или тока
через элемент) и косвенного подогрева.
К основным характеристикам терморезистора
относятся температурная
и вольт-амперная характеристики.
Фоторезистор —
это полупроводниковый прибор, в котором
используется свойство полупроводников
увеличивать проводимость под действием
инфракрасного, видимого или ультрафиолетового
излучения. Основным механизмом
возникновения фототока в полупроводнике
является внутренний
фотоэффект, при
котором облученные электроны приобретают
дополнительную энергию и становятся
свободными носителями заряда,
увеличивающими проводимость материала.
Варистор — прибор, работа которого основана на эффекте уменьшения сопротивления полупроводникового материала при увеличении приложенного напряжения.
Полупроводниковые приборы на основе примесной проводимости. Физические явления, обусловленные наличием в одном приборе полупроводников разных типов проводимости (р-п-переходов), положены в основу построения полупроводниковых диодов, транзисторов, тиристоров.
Полупроводниковый диод — это прибор с двумя выводами, содержащий один р-п-переход. Основной характеристикой полупроводникового диода является статическая ВАХ , крутизна которой зависит от материала полупроводника и рабочей температуры.
Транзистором называется преобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий не мены трех выводов, пригодный для усиления мощности (рис.6.29). Наиболее распространенные транзисторы имеют два р-п-перехода. В них используются носители заряда обеих полярностей. Такие транзисторы называются биполярными. Особую группу составляют полевые (канальные, униполярные) транзисторы, а также однопереходные транзисторы (двухбазовые диоды).
Тири́стор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости, и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.
Тиристор можно рассматривать как электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров — управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, а также переключающие устройства.
По каким основным схемам строятся диодные выпрямители.
Выпрямительные
полупроводниковые диоды предназначены
для преобразования переменного тока в
постоянный. Выпрямительные элементы,
представляющие собой цепь из последовательно
соединенных полупроводниковых диодов,
называются выпрямительными
столбами.
Выпускаются также выпрямительные
блоки,
в которых выпрямительные диоды соединены
по определенной схеме (например,
мостовой).Вд низкочастотные. Работа
полупроводникового выпрямительного
диода основана на свойстве р-п-перехода
пропускать переменный ток только в
одном направлении (рис.6.19). Простейшая
(однополупериодная) схема выпрямления
на одном полупроводниковом диоде
приведена на рис.6.21а. В этой цепи ток
через диод и сопротивление нагрузки
протекает только в течение одной половины
периода переменного напряжения
,
действующего на зажимах вторичной
обмотки силового трансформатора
.
а б
Рисунок 6.21 — Схема однополупериодного выпрямителя (а)
и графики токов и напряжений (б)
Существуют более эффективные схемные решения, позволяющие осуществить двухполупериодное выпрямление переменного тока с помощью диодных выпрямительных устройств. Это двухполупериодный выпрямитель со средней точкой и мостовой выпрямитель (рис.6.22).
Рисунок 6.22 — Двухполупериодные однофазные диодные выпрямители:
схема со средней точкой (а) и мостовая схема (б)
Рисунок 6.23 — Графики токов и напряжений
для двухполупериодной схемы выпрямления
На основе выпрямителя можно создать источник стабилизированного напряжения. Это достигается подключением сглаживающего фильтра в цепь нагрузки.