Полупроводниковые приборы

Начало развития полупроводниковой техники в нашей стране положено российским инженером О.В.Лосевым, работавшим в Нижегородской лаборатории. Впервые в 20-е гг. XX в. им был со­здан первый усилитель на основе полупроводниковых приборов, названный «кристадин».

В 1920 —1930-е гг. российскими учеными-физиками под руко­водством академика А. И. Иоффе была разработана теория полу­проводниковой проводимости; кроме того, были введены понятия электронной и дырочной проводимости, исследовано влияние при­месей и температуры на механизм электропроводности, а также разработана теория выпрямления переменного электрического тока в постоянный.

В 1948 г. в США были созданы первые полупроводниковые при­боры на основе германия, получившие название транзисторов. Их создатели Д.Бардин, У.Браттейн и У.Шокли были удостоены Нобелевской премии.

В нашей стране транзисторы были разработаны в 1949 г. учеными А. В. Красиловым и С. Г. Мадояном; к 1968 г. были созданы и внедре­ны в производство уже более 50 типов транзисторов, большое коли­чество диодов, тиристоров и других полупроводниковых приборов.

Начиная с 1960-х гг. применение полупроводниковых прибо­ров в электронной промышленности получило массовый харак­тер, что обусловливается их достоинствами: высокими к.п.д., дол­говечностью, надежностью, малыми габаритами и массой и Т.д.

Для изготовления полупроводниковых приборов используются как простые полупроводниковые материалы (германий, кремний, селен), так и сложные (арсенид галлия, фосфид галлия и др.).

Полупроводниковыминазываются приборы, действие которых ос­новано на использовании свойств полупроводниковых материалов. Классификация полупроводниковых приборов приведена на рис. 2.31. Ниже даются краткие характеристики полупроводниковых приборов.

Полупроводниковые резисторы — приборы с двумя выводами, в которых электрическое сопротивление зависит от приложенного напряжения, температуры, освещенности, механических дефор­маций и других управляющих параметров. Полупроводниковые ре­зисторы широко используются в качестве датчиков освещеннос­ти, в системах регулирования температуры, тепловой защиты, про­тивопожарной безопасности и т.д.

Полупроводниковые диоды — приборы с одним />—«-переходом и двумя выводами, в которых используются свойства этого пере­хода. Полупроводниковые диоды широко применяются в электро­нике для выпрямления электрического тока, стабилизации на­пряжения и тока, для генерации высокочастотных сигналов, в качестве быстродействующих переключателей в системах автома­тики и т.д.

Полупроводниковые фотоэлектрические приборы — это прибо­ры, в которых используется эффект взаимодействия оптического излучения (видимого инфракрасного или ультрафиолетового) с носителями заряда (электронами или дырками). Эти приборы ши­роко используются в системах автоматики, контрольно-измери­тельных устройствах, в системах оптоволоконной техники, в ка­честве элементов солнечных батарей и др.

Биполярные транзисторы — полупроводниковые приборы, име­ющие два ^—«-перехода и используемые для усиления и генера­ции электрического сигнала.

Полевые транзисторы — полупроводниковые приборы, в кото­рых используются полупроводниковые материалы с различными типами электропроводности и которые образуют один р—«-пере­ход. Полевые транзисторы применяются в качестве усилителей и генераторов на высоких частотах.

Тиристоры — полупроводниковые приборы, имеющие три или более р~«-переходов и работающие в двух устойчивых состояни­ях— открытом и закрытом. Тиристоры широко применяются в качестве быстродействующих переключателей.

Полупроводниковые микросхемы — микроэлектронные изделия, предназначенные для преобразования электрического сигнала, все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в объеме и на поверхности полупроводникового кристалла.

Комбинированные полупроводниковые приборы представляют со­бой различные полупроводниковые приборы, объединенные в один корпус. Эти приборы широко применяются в системах автомати­ки и связи, в вычислительной технике и т.д.