Контрольна робота
Позитивна і негативна зворотні зв'язки, у роботі біполярного транзистора
Зміст
1. Термоелектроніка - основа роботи напівпровідникових приладів
. Принцип роботи біполярного транзистора. Схема із загальною базою
. Принцип роботи транзистора. Схема з загальним емітером
. Дослідження біполярного транзистора. Спосіб дослідження потоку тепла
. Досвід з біполярним транзистором, що показує позитивний зворотний зв'язок
Література
. Термоелектроніка - основа роботи напівпровідникових приладів
напівпровідниковий біполярний транзистор емітер
Біполярний транзистор, це термоелектронний прилад. Управління вихідним струмом здійснюється через тепловий струм.
Що таке тепловий струм?
У речовині, в кристалічній решітці тепловим струмом може бути тепловий рух електронів (естафетне рух), за допомогою якого здійснюється теплопередача.
Також тепловим струмом є світло. І деякі PN-переходи світяться при протіканні прямого струму - створюють тепловий струм.
Тепловий струм в ієрархії енергії є потужністю, і вимірюється у Ватах. Так, як існує дві ієрархії енергій: теплова та механічна, то і потужності дві: теплова потужність і механічна потужність. Механічна потужність тепловим струмом не є.
Основний принцип роботи транзистора полягає в тому, що в ньому є дві напівпровідникові термопари.
Термопари бувають 3-х типів, залежно від фізичних властивостей провідників і напівпровідників. У сучасній фізиці існує зонна теорія, яка теж не відповідає істині. Але залишилася термінологія, яка дозволяє нам розрізняти речовини як з вузькою забороненою зоною і з широкою забороненою зоною.
Термопари 1 -го типу - це провідники.
Якщо скласти термопару з двох провідних металів, то ми отримаємо два середовища, між якими є малий складовою термоелектричний потенціал T * U. Цей потенціал визначається як тепловими властивостями металів, так і електричними.
Метали - провідники володіють безумовної термоелектронної емісією, тому, коли ми з'єднаємо два різні металу в термопару, то електронна хмара термоелектронної емісії одного металу перейде на територію іншої. Воно як би витіснить емісію іншого металу і на затискачах термопари виникне термо-ЕРС. У тому металі, термоелектронна емісія якого переходить на територію іншого металу, електрони перебувають в кристалічній решітці під більш високим тиском. Такий метал називається зоною P.
У зоні N електрони в кристалічній решітці перебувають під більш низьким тиском, ніж у зоні P.
Тому, при пропущенні через термопару струму в прямому напрямку (електрони рухаються з N в P), перехід нагрівається за законами термодинаміки. Кожен електрон віддає надлишок енергії в навколишнє середовище, а саме: ядрам атомів зони N.
Якщо струм в термопарі змінити на зворотний (електрони рухаються з P в N), то перехід охолоджується, так як кожен електрон забирає теплову енергію у ядер атомів зони P. Для того, щоб існував зворотний струм, необхідно щоб електронам поставлялася теплова енергія.
Термопари 2-го типу - це термопари на основі вісмуту. Вісмут має середніми властивостями між провідниками і напівпровідниками. У нього вузька заборонена зона. У провідників ж вважається, що заборонної зони немає. І тому у термопари з вісмуту і міді (або сурми) найбільш помітно проявляється ефект охолодження. Термопари на основі вісмуту під впливом різниці температур стають Термогенератор і дозволяють отримати значно більшу термо-ЕРС, в порівнянні з термопарами 1-го типу.
Термопари третій типу - це термопари на основі напівпровідників, які володіють широкою забороненою зоною. Ці речовини ближче до ізоляторів, тому їх термоелектронна емісія залежить від умов. Термоелектронна емісія напівпровідників називається умовною термоелектронної емісією. До речовин такого типу відносяться кремній, германій. Зазвичай, створюючи сплави цих речовин, задаючи домішки, можна отримати два різних речовини з різним тиском електронів в кристалічних решітках.
Термопара з N і P напівпровідників зазвичай не створює термо-ЕРС, якщо її перехід нагріти. Ця властивість виникає через широкої забороненої зони. Але якщо PN - перехід висвітлити світлом (тобто впливати тепловим струмом), то термо-ЕРС виникне.
При пропущенні через PN-перехід прямого струму, PN - перехід гріється, так, як електрони відд...
