Общие сведения о корпусах дискретных полупроводниковых приборов
Транзисторы. Действие транзистора можно сравнить с действием плотины. С помощью постоянного источника (течения реки) и плотины создан перепад уровней воды. В частности, затрачивая очень небольшую энергию на вертикальное перемещение затвора, мы можем управлять потоком воды большой мощности, т.е. управлять энергией мощного постоянного источника. Срок службы полупроводниковых триодов и их экономичность во много раз больше, чем у электронных ламп. На рис.11 приведены некоторые виды конструкций корпусов транзисторов, используемых в ячейках ЭУ.
Преимущества транзисторов по сравнению с электронными лампами те же, что и у полупроводниковых диодов – отсутствие накалённого катода, потребляющего значительную мощность и требующего времени для его разогрева. Кроме того, транзисторы сами по себе во много раз меньше по массе и размерам, чем электронные лампы, и транзисторы способны работать при более низких напряжениях и более высоких частотах. Но наряду с положительными качествами, они имеют и свои недостатки. Как и полупроводниковые диоды, транзисторы очень чувствительны к повышению температуры, к электрическим перегрузкам и сильно проникающим излучениям, а чтобы сделать транзисторы более долговечными, их помещают в специальные корпуса.
Основные материалы, из которых изготовляют транзисторы – кремний и германий, перспективные – арсенид галлия, сульфид цинка и прочие широкозонные полупроводники.
Существует 2 типа транзисторов: биполярные и униполярные (полевые).
Биполярный представляет собой транзистор, в котором используются носители зарядов – обеих полярностей, в то время как в униполярных используются носители зарядов одного типа полярности.
В отличие от полупроводниковых диодов биполярные транзисторы имеют два электронно-дырочных перехода. Основанием прибора служит пластина полупроводника, называемая несущим основанием. В ее объеме создаются приемами полупроводниковой технологии области эмиттера базы и коллектора.
Униполярный (полевой) транзистор представляет собой полупроводниковый трехэлектродный прибор, принцип работы которого основан на использовании “эффекта поля”. Электроды, между которыми протекает рабочий ток, носят названия истока и стока, а третьим электродом является затвор.
В качестве исходного материала обычно используются кремний, германий и арсенид галлия (чаще всего со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (т.е. МДП) и реже с управляющим р-п переходом).
В общем представлении – транзистор является полупроводниковым прибором, предназначенным для использования в устройствах, осуществляющих генерацию, усиление и преобразование электрических колебаний.
Транзисторы
квалифицируются по исходному материалу,
рассеиваемой мощности, диапазону рабочих
частот, принципу действия и т. д. В
зависимости от исходного материала их
делят на две группы: германиевые и
кремниевые. Германиевые транзисторы
работают в интервале температур от -60
до + 78…85
,
кремниевые – от -60 до+120…150
.
По диапазону рабочих частот их делят
на транзисторы низких, средних и высоких
частот; по мощности – на транзисторы
малой, средней и большой мощности.
Транзисторы малой мощности делят на
шесть групп: усилители низких и высоких
частот, малошумящие усилители,
переключатели насыщенные, ненасыщенные
и малотоковые (прерыватели). Транзисторы
большой мощности разделяют на три
группы: усилители, генераторы,
переключатели. По технологическому
признаку различают: транзисторы сплавные,
сплавно-диффузионные, диффузионно-сплавные,
планарные, эпитаксиальные, конверсионные,
эпитаксиально-планарные.
а) б) в) г) д) е)
Рис.11.Конструкции
корпусов транзисторов: а – КТ-13(SIP);
б – КТ-26 (ТО-96);
в
– КТ-27 (ТО-126); г – КТ-46 (SOT-23);
д – КТ-51 (SC-71,
B-37);
е – КТ-29.
Диод – двухэлектродный вакуумный, газоразрядный или полупроводниковый прибор; обладает различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока: высокой – для токов прямого направления и низкой – для токов обратного направления. Полупроводниковые диоды изготовляют из германия, кремния, селена и других материалов. Диод полупроводниковый представляет собой, в сущности, р-п переход, реализованный в полупроводниковой пластине. Применяются диоды в ЭУ для выпрямления переменного тока, детектирования, преобразования частоты электрических колебаний, переключения электрических цепей и других цепей. НА рис.12 представлены конструкции корпусов диодов, применяемых в ячейках ЭУ, а самые миниатюрные конструкции можно видеть в табл.1.
а) б)
в) г)
д)
Рис.12. Конструкции
корпусов диодов: а – 2Д202; б – АД110, 2Д502;
в – 2Ц102; г – КД205;
д – 2Д237, КД513, КД518.
Диоды характеризуются большой надежностью, диапазон температур их применения составляет от –70 до 125 0С. У точечного диода площадь р-п перехода очень мала, поэтому токи, которые могут выпрямлять такие диоды не больше 10-15 мА.
Многие корпуса диодов могут быть выполнены не только из металла, пластмассы, но и из других материалов, например, таких как стекло.
Тиристор – полупроводниковый прибор, реализуемый в монокристаллическом полупроводнике с 4-слойной структурой (с 3 или более электронно-дырочными переходами); обладает свойствами управляемого электрического вентиля. Выпускаются тиристоры на токи от 1мА до 10кА и напряжения от нескольких В до нескольких кВ. Применяется такой прибор в силовых устройствах преобразовательной техники и в автоматике.
Тринистор по всей сущности является тиристором одна из баз которого снабжена омическим контактом. Базовый вывод называют управляющим электродом и с его помощью можно изменять напряжение включения Uвкл.