іванні до строго певної температури відбувається дифузія (проникнення) домішкових елементів в товщу пластинки напівпровідника. У результаті в товщі пластинки виникають дві області, протилежні їй по електропровідності. Платівка германію або кремнію p-типу і створені в ній області n-типу утворюють транзистор структури npn, а пластинка n-типу і створені в ній області p-типу - транзистор структури pnp.
Рис. 2.5 Схематичне зображення транзистора.
Незалежно від внутрішньої структури транзистора його платівку вихідного напівпровідника називають базою (Б), протилежну їй по електропровідності область меншого обсягу - емітером (Е), а іншу таку ж область більшого обсягу - колектором (К). Ці три електроди утворюють два pn переходу: між базою і колектором - колекторний, а між базою і емітером - емітерний. Кожен з них за своїми електричними властивостями аналогічний pn переходах напівпровідникових діодів і відкривається при таких же прямих напругах на них.
Струм у ланцюзі емітер-колектор виникне, якщо концентрація неосновних носіїв заряду набагато менше концентрації основних. У цьому випадку струм неосновних носіїв настільки малий, що його можна не враховувати. Однак струм колекторного переходу ЕК можна різко збільшити, підвищивши концентрацію неосновних носіїв у базі, якщо їх туди инжектировать (впорснути) з емітера.
Для цього необхідно рух носіїв зарядів через емітерний перехід. Для початку інжекції зарядів потрібно підключити позитивний полюс до n-області бази (npn) і негативний - до p-області емітера.
При проходженні бази електрони можуть рекомбінувати, в наслідок чого створюється струм емітер-база raquo ;. З цією метою товщина бази робиться менше довжини дрейфу носіїв заряду за час життя. Таким чином велика частина інжектованих носіїв встигає досягти переходу колектор-база і втягується електричним полем в колектор. Через транзистор починає текти струм.
Якщо напругу з пари база-емітер знімається, електрони перестають втягуватися в область між колектором і емітером, провідний канал руйнується і транзистор перестає пропускати струм - вимикається raquo ;. Таким чином, транзистор може знаходитися в двох станах - включено і вимкнено raquo ;. Таке двійкове поведінку транзистора використовується при обробці інформації в комп'ютері.
Рухомих частин в транзисторах немає, перемикання з вимкненого стану у включене і назад відбувається за допомогою керуючого струму на емітер електричних сигналів. Включення і виключення транзисторів лежить в основі роботи процесорів.
Пристрій, що має, подібно транзистору, два стани, може бути названо двійковим. Включене стан транзистора можна позначити одиницею, а вимкнене - нулем. Послідовностями і наборами нулів і одиниць, що виробляються безліччю транзисторів, можна представляти букви, числа, кольору і графічні об'єкти. Такий принцип називається двійковим поданням і використовується в цифровій техніці для зберігання і передачі інформації.
2.1.3 Тиристор
Тиристор - напівпровідниковий прилад, виконаний на основі монокристала напівпровідника з трьома або більше pn-переходами і має два стійких стани: закритий стан, тобто стан низькою провідності, і відкритий стан, тобто стан високої провідності ( рис. 2.6).
Рис. 2.6 Позначення тиристора в схемах.
Тиристор можна розглядати як електронний вимикач (ключ). Основне застосування тиристорів - управління потужної навантаженням за допомогою слабких сигналів, а також перемикальні пристрої. Існують різні види тиристорів, які поділяються, головним чином, за способом управління і по провідності. Різниця по провідності означає, що бувають тиристори, які проводять струм в одному напрямку (наприклад, тринистор, зображений на малюнку) і в двох напрямках (наприклад, сімістори, симетричні діністори).
Тиристор має нелінійну вольтамперних характеристику з ділянкою негативного диференціального опору. У порівнянні, наприклад, з транзисторними ключами, управління тиристором має деякі особливості. Перехід тиристора з одного стану в інший в електричному ланцюзі відбувається стрибком (лавиноподібно) і здійснюється зовнішнім впливом на прилад: або напругою (струмом), або світлом (для Фототиристори). Після переходу тиристора у відкритий стан він залишається в цьому стані навіть після припинення керуючого сигналу, якщо протікає через тиристор струм перевищує деяку величину, звану струмом утримання [7].
Рис. 2.7 Літерні позначення для тиристорів.
Умовне позначення тиристора.
Рис. 2.8 Умовне позначення тиристора.
