Образование р-n переходов. Диоды. Транзисторы.

При контакте двух полупроводников р- и n- типов образуется запирающий слой. Такое устройство называется полупроводниковым диодом. Используется для выпрямления переменного электрического тока.

Рис.37

Односторонняя проводимость диодов

Рис.38

Вольтамперная характеристика диода

Рис.39

Транзистор предназначен для усиления электрического тока и для элементов памяти ЭВМ. Коэффициент усиления транзистора .

Рис.40

Интегральные схемы – сверхминиатюрные электронные устройства, состоящие из большого количества элементов. Взяв за основу элемент керамики или полупроводниковый кристалл, на него на молекулярном уровне производят напыление электронных устройств и связей между ними: транзисторов, их сочетаний (триггеров), сопротивлений, катушек и т.д. В результате такой обработки в объеме образуется сложная сеть микроячеек, обладающих определенным комплексом свойств. Такие схемы имеют твердую оболочку и они называются интегральными схемами или большими интегральными схемами (БИС). Такие схемы используются в современных компьютерах и другой вычислительной технике. Интегральные схемы отличаются высокой прочностью и надежностью, очень малым расходом энергии и исключительно малым объемом.

Лекция 12.

4.2. (0,5 часов) Токи в газах. Ионизация газов. Газоразрядная плазма. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Циклотрон. Масс – спекрометр. Электронный микроскоп.

Газы при не очень высоких температурах и при давлениях, близких к атмосферному, являются хорошими изоляторами. Это объясняется тем, что газы при обычных условиях состоят из нейтральных атомов и молекул и не содержат свободных зарядов. Газ становится проводником, если часть его молекул ионизируется, т.е. произойдет расщепление нейтральных атомов и молекул на ионы и свободные электроны. Ионизация атомов газов происходит под действием ионизаторов (например, пламя свечи, свет и др.). Прохождение тока через газы называется газовым разрядом. Энергия, необходимая для того чтобы вызвать выбивание электрона из атома, т.е. чтобы превратить его в ион, называется энергией ионизации, значение которой для различных атомов лежат в пределах 4-25 эВ. Процесс, обратный ионизации, называется рекомбинацией. Разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным. Это происходит в результате процесса ударной ионизации.

Виды электрического разряда в газах: 1) тлеющий разряд (в трубке при пониженном давлении, ЛДС, неоновые лампы, рекламные трубки и др.); 2) искровой разряд ( ), распознается по искре и характерному треску (молния, искрение одежды и др.). Используется для воспламенения горючего в ДВС, предохранения ЛЭП от молний (искровые разрядники), искровая обработка металлов (резание, сверление); 3) дуговой разряд (дуга открыта В.В.Петровым). Применяется: для сварки и резки металлов, освещения в мощных прожекторах, в дуговых лампах с ртутными электродами и кварцевым стеклом, как источник мощного ультрафиолетового излучения; 4) коронный разряд – образование искрения и потрескивания на проводах, имеющих высокое напряжение и малый диаметр. Используется в электрофильтрах для очистки газов. Применяется при нанесении красочных и порошковых покрытий.

Плазма – четвертое состояние вещества, состоящее из ионов и электронов. Различают высокотемпературную (электрический разряд в газах) и низкотемпературную (металлы и др.).

Электрический ток в вакууме – движение заряженных частиц в электрическом поле. Для создания тока необходимо впрыснуть в вакуум заряженные частицы. Эти частицы – электроны. В зависимости от способа освобождения электронов различают термоэлектронную, фотоэлектронную, вторичную электронную и автоэлектронную эмиссию.