- •Электронный вариант конспекта по дисциплине «Электронные приборы»
- •Электропроводность полупроводников.
- •Собственная электропроводность п/п.
- •Основы квантовой статистики
- •Примесные п/п.
- •Электронно-дырочный переход
- •Физические процессы в симметричном р-n – переходе
- •Условия равновесия
- •Изменение концентрации зарядов в р-n – переходе
- •Плотность диффузионного тока.
- •Плотность дрейфового тока. Дырочный ток.
- •Ширина запирающего слоя (зс)
- •Различные виды переходов Несимметричный переход
- •Контакт металл - п/п Контакт Ме – n-п/п
- •Контакт Ме – п/п p-типа
- •Пробой p-n-перехода.
- •Ёмкости p-n-перехода
- •Полупроводниковые диоды Устройство и классификация п/п диодов
- •Вах диода
- •Статические параметры диодов
- •Зависимость характеристики и параметров диодов от температуры
- •Выпрямительные диоды
- •Параметры вд
- •Параллельное соединение диодов
- •Последовательное включение диодов
- •Особенности германиевых и кремниевых вд
- •Импульсные диоды
- •Стабилитроны и стабисторы
- •Варикапы
- •Транзисторы
- •Биполярные транзисторы
- •Режимы работы.
- •Токи в транзисторе
- •Схемы включения биполярного транзистора
- •Транзистор как чп
- •Параметры бт в схеме с об
- •Параметры бт в схеме оэ
- •Параметры бт в схеме с ок
- •Режим большого сигнала
- •Особенности транзисторов на вч при малых сигналах
- •Эквивалентная схема транзистора
- •Полевые транзисторы
- •Транзисторы, управляемые с помощью p-nперехода или барьера Шоттки
- •Пт с изолированным затвором.
- •Принцип работы пт с индуцированным каналом.
- •Пт со встроенным каналом.
- •Приборы с отрицательным сопротивлением
- •Туннельный диод
- •Токи в тд
- •Тиристоры
- •Динисторы. Переход п2 обычно считается коллекторным переходом. Динисторы можно рассматривать как два включённых навстречу друг другу транзистора.
- •Iвыкл III
- •Тринисторы
- •Симисторы
- •Фотоэлектронные приборы
- •Фотоэлемент
- •Светодиоды
- •Диод Устройство и принцип действия
- •Статические параметры диода
- •Предельные параметры диода
- •Устройство и принцип действия триодов
- •Статические параметры триода
- •Тетроды
- •Пентоды
- •Электронно-лучевые приборы
- •Принципы управления электронным лучом
- •Осциллографические трубки с электростатической фокусировкой и отклонением
- •Приложение 1: «Телевизоры на жк-панелях»
- •Глава 1. Исторический обзор развития микроэлектроники.
- •1.1. Основные направления развития электроники.
- •1.2. История развития микроэлектроники.
- •Глава 2. Общие сведения о полупроводниках
- •2.1. Полупроводники и их электрофизические свойства
- •2.2. Структура полупроводниковых кристаллов
- •2.3. Свободные носители зарядов в полупроводниках
- •2.4. Элементы зонной теории твердого тела.
- •Глава 3. Методы получения монокристаллов кремния
- •3.1. Метод Чохральского
- •3.2. Метод зонной плавки
- •Глава 4. Электронно-дырочный переход.
- •4.1. Образование p-n-перехода.
- •4.2. Вольтамперная характеристика p-n-перехода.
- •Глава 5. Биполярные и полевые транзисторы.
- •5.1. Структура биполярных транзисторов и принцип действия.
- •5.2. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом.
- •5.4. Методы получения транзисторов.
- •Глава 6. Интегральные схемы.
- •6.1. Общие понятия.
- •6.2. Элементы биполярных полупроводниковых ис.
- •6.3. Элементы ис на мдп-структуре.
- •Глава 7. Большие интегральные схемы.
- •7.1. Общие положения.
- •Глава 8. Технологический процесс изготовления ис.
- •Глава 9. Гибридные интегральные схемы.
- •Глава 10. Методы обеспечения качества и надежности в процессе серийного производства ппи.
- •10.1. Общие понятия.
- •10.2. Система получения и использования информации при проведении работ по повышению надежности ппи.
- •10.3. Требования по обеспечению и контролю качества ис в процессе производства.
Тринисторы
Структура тринистора подобна структуре динистора, только вводится управляющий электрод, который подключается к базе n1.
П1П2П3
p1 n1 p2 n2
+ Uу - Iб
Iп
+U -
В данной структуре к Б n1 подключается источник внешнего напряжения, через который протекает ток IБ, он смещает переход П1 в прямом направлении.
В тринисторе термин «эмиттер» сохраняется за областью p1, область n2 называется коллектором.
При суммировании тока IБ с током через всю структуру происходит процесс, подобный увеличению коэффициента усиления по току в Б n1. Из-за этого лавинообразный процесс при IБ>0 наступает при меньшем напряжении на такой структуре. С помощью тока IБ можно менять величину Uвкл.
I Iб1 I б2> Iб1>0
I б0=0
I б2
U
Кривая при IБ =0 повторяет характеристику динистора. С увеличением IБ Uвкл уменьшается, но увеличивается ток Iвкл. Участок отрицательного сопротивления уменьшается, также Iвыкл уменьшается.
При некотором IБ участок с отрицательным сопротивлением исчезает вообще. В этом случае ВАХ называется спрямлённой характеристикой.
На начальном участке характеристики тринистора представляют собой выходные характеристики БТ, включённого по схеме с ОЭ. К параметрам БТ добавляются Uвкл и Iвкл.
Схема тринисторного однополупериодного выпрямителя
В момент подачи управляющего импульса в цепь управления амплитудой тока Iy=Ey / (Ri +R), где Ri – внутреннее сопротивление управляющего генератора, R – входное сопротивление тринистора, через тринистор начинает протекать ток синусоидальной формы. В момент времени t=T/2 , когда ток в нагрузке меньше Iвкл, тринистор запирается. Напряжение прикладывается к тринистору, вызывает скачок напряжения. При приложении Uобр тринистор, даже при подаче управляющего импульса, не открывается. Момент подачи управляющего импульса можно изменить и регулировать таким образом величину Uвых выпрямителя.
Rн Eн t
Ri
Eн Eу t
Eу
Iн t
UТ t
Симисторы
Проводит ток в обоих направлениях. Этот трёхэлектродный прибор может переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот при любой полярности напряжения на основном электроде. При этом переключение из закрытого в открытое состояние осуществляется сигналом управления, подающимся на управляющий электрод, а выключение – изменением полярности или отключением напряжения на основном электроде.
Для симистора нет понятия анод/катод, поэтому электроды называются: СЭ – силовой электрод;
СЭУ – силовой электрод со стороны управляющего входа.
+Eу- I
УЭСЭУ П0n0 УЭ СЭУ Iу=0
П1 n1 p1
СЭ П2 n2
n3 П4 П3 p2 Iу=0 U
СЭ Rн
Eн
Полупроводниковая структура симистора представляет собой пластину, в которой в процессе изготовления прибора создаются чередующиеся слои основных электродов. Полупроводниковая структура содержит 5 слоёв p- и n- типов. Исходный материал– слой n2, остальные слои получаются в процессе изготовления прибора.
Верхний слой n-типа состоит из двух участков: n1 под СЭУ и слой n0 под УЭ. Часть слоя p1 находится между слоями n1 и n2, а часть – выходит под контакт СЭУ. Слой n3 выходит под контакт СЭ. Слой p2 частично находится между слоями n2 и n3, а частично выходит под контакт СЭ.
Полупроводниковая структура имеет 5 p-n-переходов.
Переходы П0, П1, П4 не обладают хорошими блокирующими характеристиками, а П2 и П3 обладают хорошими характеристиками.
Приложим к СЭУ отрицательное напряжение относительно СЭ. В этом случае на правой половине структуры переходы П1 и П3 будут смещаться в прямом направлении, а переходы П2 и П4 – в обратном.
Левая часть структуры представляет для тока очень большое сопротивление, т.к. там 2 p-n-перехода смещаются в обратном направлении.
Правая часть структуры может быть открытой и проводить ток, т.к. 2 перехода смещаются в прямом направлении, а 1 переход – в обратном.
Если теперь приложить положительное напряжение относительно СЭУ на управляющий электрод, то p-n-переход П1 включится в прямом направлении и переведёт правую часть в проводящее состояние.
Принцип действия, статические и динамические характеристики правой половины будут соответствовать аналогичным характеристикам тринистора.
Приложим к СЭУ «+», к СЭ – «-». Тогда переходы П2 и П4 включатся в прямом направлении, а П1 и П3 – в обратном. В этом случае правую часть структуры можно рассматривать как структуру, которая не может быть включена. Работу прибора будет определять левая часть структуры, в которой 2 перехода П2 и П4 включаются в прямом направлении, а П3 – в обратном.
Полярность на УЭ может быть такая же, как и в предыдущем случае («+» - УЭ, «-» - СЭУ): П1 смещается в прямом направлении. Однако более эффективно включение будет происходить, если подавать на УЭ «-» относительно СЭУ: в прямом направлении смещается переход П0, которое будет определять время включения симистора.