Тема1. Электронные приборы с одним p-n переходом и двумя электродами- диоды.

Основные формулы и уравнения

Сопротивление диода постоянному току определяется по формуле (Ф1)

где — анодное напряжение в прямом направлении, В; анодный ток в прямом направлении, А.

Дифференциальное сопротивление диода (Ф2)

где - изменение прямого анодного напряжения, В; -изменение прямого анодного тока, А.

Крутизна вольт-амперной характеристики диода (Ф3)

Мощность потерь на аноде диода (Ф4)

Входное сопротивление транзистора переменному току (Ф5)

где — изменение входного напряжения, В; — изменение входного тока под действием изменения входного напряжения, А. .

Коэффициенты передачи (усиления):

усиления тока базы в схеме с общим эмиттером , (β) (Ф6)

усиления тока эмиттера в схеме с общей базой , (α) (Ф7)

где , , —изменения токов коллектора, базы и эмиттера.

Связь между коэффициентом передачи тока базы и коэффициентом передачи тока эмиттера

(Ф8)_ или β = α / (1-α) (Ф9)

Мощность потерь на коллекторе (Ф10) (

Таблица УГО полупроводниковых приборов

	Диоды (VD): а) выпрямительные, высокочастотные, импульсные СВЧ, и диоды Гана.(Д); б) стабилитроны (С); в) варикапы (В); г) тоннельный диод (И); д) диоды Шотки (Д); е) светодиоды (Л); ж) фотодиоды (Ф);
		Транзисторы биполярные (Т):з) n-p-n; и) p-n-p -типа Транзисторы полевые или униполярные (П): с управляемым p-n переходом к) с управляемым p-n переходом и каналом n –типа; л) с управляемым p-n переходом и каналом р –типа;
		Транзисторы полевые или униполярные (П): с изолированным затвором или МДП транзисторы м) с встроенным каналом n –типа; н) с встроенным каналом р –типа; о) с индуцированным каналом n –типа; п) с индуцированным каналом р–типа
	Тиристоры: р) динистор (Н); с) тринистор (У) с управлением соответственно по катоду и аноду.

Буквенное обозначение на схемах полупроводниковых приборов:

VD –диоды, VT – транзисторы, DA – аналоговые микросхемы, DD – цифровые микросхемы

Тема1. Электронные приборы с одним p-n переходом и двумя электродами- диоды.

Диоды плоскостные или выпрямительные и точечные. Последние маломощные и используются в высокочастотных схемах (например, для детектирования сигналов)

Рис1(а,б,в -слева направо) ВАХ диодов, схема включения диода в качестве выпрямителя и кривые напряжений на входе цепи, на зажимах диода и на нагрузке

Стабилитроны относятся к вырожденным, т.е. с высокой концентрацией примесям, диодам. Используются как параметрические стабилизаторы напряжения

		В схемах стабилитрон включают в обратном направлении, т.к. используется обратная ветвь ВАХ диода. Ограничительное сопротивление ставится обязательно, чтобы ток не вырос больше максимального.
Рис2(а,б -слева направо) ВАХ стабилитрона и схема его включения

Варикап –полупроводниковый прибор в котором используется зависимость величины барьерной емкости p-nпередоа от величины напряжения на зажимах прибора.Прибор применяется в системах автоподстройки частоты, в частотных модуляторах.

		Используется обратное включение прибора. С ростом напряжения емкость варикапа уменьшается. В данной схеме изменением напряжения меняется частота собственных колебаний контура
Рис 3 (а,б -слева направо) Вольт- фарадная характеристика варикапа и его схема включения

Туннельный диод –работает на использовании туннельного эффекта. Диод используется для усиления и генерирования электрических колебаний СВЧ

		Рабочий участок АВ с отрицательным дифференциальным сопротивлением. За счет него компенсируются потери энергии в колебательном контуре и колебания будут незатухающими
Рис3(а,б -слева направо) ВАХ туннельного диода и схема его включения

Тема 2. Тиристоры. Основной стандарт: ГОСТ 20332-74.-Тиристоры. Электрические параметры. Термины. Определения и буквенные обозначения.

Тиристоры – полупроводниковые приборы, имеющие три и более последовательно образованных p-n переходов. Тиристоры подразделяются на диодные и триодные. Первые имеют два вывода (электрода), а вторые – три. В настоящее время любой полупроводниковый прибор, имеющий структуру p-n-p-n-типа, называют тиристором. Диодные тиристоры называются также динисторами, или переключающими четырёхслойными неуправляемыми диодами, а триодные – тиристорами, или переключающими четырёхслойными управляемыми диодами. Тиристоры являются экономичными приборами и применяются в основном в « силовой» электроники в качестве элементов управляемых и неуправляемых выпрямителей, электронных ключей и регуляторов мощности.

Рис 1.Структурная схема, УГО, ВАХ динистора	Рис 2а.Структурная схема, УГО, ВАХ тиристора
Рис 2б..Структурная схема, ВАХ тринистора а) с управляющей р - областью б) с управляющей n - областью	Рис 3.Структурная схема, УГО, ВАХ симистора.

Замечание: ВАХ на рис1отражает режимы работы динистора

Участок (ОА) — прямое запирание (переходы 1 и 3 вкл. прямо, 2-обратно. (т А – точка включения динистора). Участок (АБ) с отрицательным дифференциальным сопротивлением (прямой пробой перехода 2). Участок прямой проводимости (БВ) – динистор открыт, т.е. (переходы 1,2 ,3 - включены в прямом направлении. В т.Б через динистор протекает удерживающий (минимальный)ток выкл)

Участок (ОГ) для режим обратного запирания прибора

Физика работы в каждом его режиме динистора основана на явлениях дрейфа зарядов через переходы включенные в прямом направлении и ударная и тепловая ионизация атомов в кристалле «возбужденными» неосновными носителями прошедших переход, включенный в обратном направлении

У тринисторов имеется третий электрод, управляющий напряжением переключения, за счет инжекции дополнительных носителей зарядов.

Симистор имеет симметричную ВАХ, что позволяет регулировать среднее значение, протекающего через прибор тока

Способы включения тиристоров в электрическую цепь

Тема 3. Транзисторы (биполярные)

Биполярный транзистор(БТ, так как токи в нём создаются движением электронов и дырок, т.е. носителями зарядов 2-х знаков – отрицательных и положительных).
БТ – полупроводниковый прибор с двумя p-n переходами и тремя электродами – эмиттером (Э), коллектором (К) и базой (Б). БТ – п/п структура из 3-х областей с чередующимися типами проводимости. Э и К присоединены к крайним областям одного типа проводимости, Б к средней области другого типа. p-nпереход между Э и Б наз. эмиттерным, между К и Б – коллекторным.
Рис 1. Устройство транзистора p-n-pтипа	Рис1а. Концентрация носителей зарядов в разных областях тр-ра и сравнительная ширина зон.	Рис 2. Структурные схемы (слева) и УГО (справа) БТ типов p-n-p и n-p-n (w-ширина p-nперехода)
Рис 3. Иллюстрация перемещения зарядов и токов в работающем БТ p-n-p типа.
Рис 4. Режим работы транзистора: а)Рабочий (Усиление); б)Отсечки; в)Насыщения.
К пояснению принципа работы транзистора по усилению электрических колебаний.
	Рис. 5 а).Демонстрационная схема БТ с ОБ, работающего в режиме усиления напряжения. б)Переменный сигнал от генератора на входе; в)Пульсирующий ток в цепи эмиттера – результат наложения переменного напряжения генератора с постоянным напряжением источника смещения Е1; г)Пульсирующий ток коллектора; д)Пульсирующее напряжение на нагрузке RH; е)Переменный выходной усилённый сигнал, отфильтрованный конденсатором. Запомнить главное: током входной цепи можно управлять током в выходной цепи. транзистор обеспечивает усиление мощности