br />
Електрони і дірки, переходячи через контакт назустріч один одному (завдяки дифузії), рекомбінують і в пріконтактной області діркового підлозі - провідника утворюється нескомпенсований заряд негативних іонів акцепторних домішок, а в електронному напівпровіднику нескомпенсований заряд позитивних донорних іонів. Таким чином, електронний напівпровідник заряджається позитивно, а дірковий - негативно. Між областями з різними типами електропровідності виникає власне електричне поле напруженістю E соб, створене двома шарами об'ємних зарядів.
При використанні pn переходу в напівпровідникових приладах до нього підключається зовнішня напруга. Величина і полярність цього зовнішнього напруги визначають електричний струм, проходить через pn перехід. Якщо позитивний полюс джерела живлення підключається до р-області, а негативний полюс - до n-області, то включення pn переходу називають прямим. При зміні зазначеної полярності джерела живлення включення pn переходу називають зворотним
Пряме включення pn переходу показано на рис.2.3 Пряме напруга створює в переході зовнішнє електричне поле, спрямоване назустріч власному. Напруженість результуючого поля падає і потенційний бар'єр зменшується до U к - U ін. У результаті зниження потенційного бар'єру більшу кількість основних носіїв зарядів отримує можливість дифузійно переходити в сусідню область, отже через область pn-переходу може протікати прямий струм (I ПР), створений зовнішнім джерелом.
Рис. 2.3 Пряме включення pn переходу
При включенні pn переходу у зворотному напрямку (рис.2.4) зовнішнє зворотна напруга Uобр створює електричне поле, що збігається за напрямком з власним, що призводить до зростання потенційного бар'єру на величину U обр. Зростання потенційного бар'єру зменшує дифузійні струми основних носіїв. Через перехід буде проходити результуючий струм, визначається в основному струмом дрейфу неосновних носіїв, називаний зворотним струмом (I ОБР) pn переходу.
Рис. 2.4 Зворотне включення pn переходу.
2.1.2 Транзистор
Транзистори - напівпровідникові прилади, призначені для посилення, генерування та перетворення електричних коливань. Розрізняють два види транзисторів: біполярні і польові.
Благоустрій
Транзистор складається з напівпровідникового матеріалу, який, як правило, застосовують у вигляді монокристала, в його контракцію входять ізолюючі елементи, металеві висновки, легуючі добавки до базового матеріалу, а також керамічні та пластикові частини корпусу. У деякі моделі включають та інші матеріали.
Однак основними з них є транзистори на основі галію, силіцію, германію та арсеніду галію. На сьогодні існують транзистори на основі прозорих напівпровідників, використовуваних в матрицях різноманітних дисплеїв. Перспективним напрямом у виготовленні транзисторів є використання напівпровідникових полімерів. В даний час відомі транзистори на основі карбонових нанотрубок, які використовують для виготовлення графенових польових транзисторів.
Транзистори використовують в підсилювальних схемах. Працюють, зазвичай, в усилительном режимі. Відомі також експериментальні розробки цифрових підсилювачів, що складаються з транзисторів. В даному випадку транзистори працюють у ключовому режимі. Використання транзисторів в електронних ключах. В даному випадку транзистори працюють у ключовому режимі. Такі ключові схеми є регенераторами (підсилювачами) цифрових сигналів. У деяких випадках електронні ключі застосовуються для керування силою струму в аналоговій навантаженні. Це проводиться в тих випадках, коли навантаження має досить велику інерційність, а напруга і сила струму в ній регулюється шириною імпульсів, Ганні амплітудою. На цьому ж принципі засновані нагрівальні прилади, а також побутові диммери для ламп розжарювання. Транзистори використовуються в якості своєрідних підсилювальних систем в перемикальних каскадах. Транзистори і генератори сигналів. З урахуванням типу генератора транзистор може використовувати в усилительном режимі (генерація сигналу довільної форми) або в ключовому (генерація прямокутних сигналів) режимі.
Принцип роботи
Додавання деяких домішок до кремнію або германію, з якого виготовляють транзистори, збільшує його здатність проводити електричний струм, змінюючи його кристалічну структуру. Кремній з домішкою бору називається кремнієм p-типу (від positive - позитивний), оскільки в його кристалічній решітці не вистачає електронів. Кремній з домішкою фосфору містить надлишок вільних електронів і називається кремнієм n-типу. На поверхні обох сторін пластинки кремнію наплавляют кульки домішкових елементів. При нагр...
