![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления
|
Собственная и примесная электропроводность полупроводников.Стр 1 из 9Следующая ⇒
Собственная и примесная электропроводность полупроводников. К полупроводникам относят вещества, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриками по величине их удельного электрического сопротивления. Электропроводность, обусловленную генерацией пар носителей заряда электрон – дырка, называют собственной электропроводностью. Электропроводность полупроводника, обусловленная ионизацией атомов донорной и акцепторной примесей, называют примесной электропроводностью. В зависимости от типа примеси возможна электронная электропроводность или дырочная электропроводность, обусловленная соответственно перемещением электронов или дырок. С повышением температуры собственная и примесная электропроводность увеличивается. Носителями заряда является электрон, носителями энергии – дырки. P-N–переход, его свойства, работа. Прямое и обратное включение. Виды пробоев. Вольт-амперная характеристика. P-N–переход образуется между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электронную электропроводность, а другая – дырочную электропроводность. Образование перехода: допустим, что концентрация электронов в n-области полупроводника равна концентрации дырок в p-области. На границе областей возникают градиенты концентраций электронов и дырок, вследствие чего происходит диффузия дырок из p-области и электронов из n-области полупроводника. В результате p-область приобретает нескомпенсированный отрицательный заряд, а n-область— нескомпенсированный положительный заряд. Прямое подключение: когда P подключается к ‘+’, а N к ‘-‘. сопротивление уменьшается и ток, протекающий через P-N-переход, увеличивается (это диффузионный ток), дрейфовый ток снижается. Обратное подключение. Возрастает сопротивление P-N-перехода, диффузионный ток уменьшается, дрейфовый ток увеличивается. Св-ва перехода: односторонняя проводимость (т.е. при прямом включении ток проходит, при обратном практически равен 0); св-ва создавать собственное диффузионное поле; св-ва накапливать электрические заряды; переход зарядов из одной области в другую (св-во инжекции) При достижении обратным напряжением некоторой критической величины Uпроб происходит резкое уменьшение сопротивления P-N-перехода. Это явление называют пробоем. Различают электрический и тепловой пробой. Электрический делится на: Лавинный при котором происходит резкое увеличение обратного тока через переход при почти неизменном обратном напряжении; туннельный возникающий при большой напряженности электрического поля в тонком p-n-переходе между высоколегированными полупроводниками в результате туннелирования электронов из валентной зоны p-слоя в зону проводимости n-слоя.
Если температура p-n-перехода возрастает в результате его нагрева обратным током и недостаточного теплоотвода, то происходит дальнейший нагрев перехода и увеличение обратного тока, что может вызвать разрушение перехода. Это тепловой пробой.
1— прямая ветвь 2—обратная ветвь при лавинном пробое 3—обратная ветвь при тепловом пробое
Полупроводниковые диоды. П/п диодом называют прибор с одним P-N-переходом и двумя Полупроводниковые приборы разделяют на 1) точечные; 2) плоскостные. По способу внесения примесей: 1) сплавные; 2) диффузионные. Типы диодов: 1. Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменных токов.
ВАХ диода Основные параметры: I пр.max; U пр = (0,5 − 1,5)B; U обр. max; I обр; P pac.max; C меж.эл; f пред. Обозначения: Г − германий, К − кремний, А − арсенид галлия. 2. Кремниевые стабилитроны − для стабилизации напряжения. Используется работа при обратной полярности.
ВАХ стабилитрона Основные параметры: Uст; Iст.min; Iст.max.
3. Туннельные диоды, в которых используется туннельный эффект (при эл. пробое происходит тоннелирование электронов из зоны P-слоя в зону N-слоя).
ВАХ туннельного диода На ВАХ есть участок с отрицательным R д. Основные характеристики I п, I п/ I в. Применяются в генераторах ВЧ колебаний, в импульсных переключателях. 4. Обращенные диоды − разновидность туннельных диодов. Они обладают вентильными свойствами там, где выпрямительные диоды не обладают. I п − ток пика. При I обр имеют наибольшую проводимость.
ВАХ обращенного диода 5. Варикапы − полупроводниковые диоды, у которых ёмкость С с увеличением U обр уменьшается, т.е. это элемент с управляемой емкостью. Основные параметры: 1) общая емкость Св при U = 2−5 В. 2) К с = С max/ С min = (5÷20) − коэффициент перекрытия по емкости. Применяется в параметрических усилителях, при дистанционном управлении, в системах автоматической подстройки частоты.
Характеристика варикапа
7. Фотодиоды − используют внутренний фотоэффект.
Схема включения и ВАХ фотодиода
Солнечные фотоэлементы (батареи) на космических кораблях имеют η > 20%. Мощность солнечной батареи 200 вт/кг массы, 1кВт/м2 поверхности. Чувствительность интегральная S I = I ф/Ф (для германиевых S I < 20 mA/лм).
8) Оптроны − в одном корпусе содержат источник излучения (светодиод) и приемник излучения (фоторезистор, фотодиод и т.д.).
фоторезисторный оптрон фотодиодный оптрон Схемы включения оптронов Оптроны – быстродействующие реле, элементы связи в электронных цепях, информация передается оптически. 9. Магнитодиод − ВАХ изменяется под воздействием магнитного поля. 10. Тензодиод − ВАХ изменяется под воздействием механических деформаций. 11. Высокочастотныей диоды. 12. Импульсные диоды. Тиристоры Тиристором называют электропреобразовательный полупроводниковый прибор с тремя или более p-n-переходами, в вольт-амперной характеристике которого' имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления и который используется для переключения. Материалом для изготовления тиристоров служит кремний. Классификация и условное обозначение тиристоров
-триодные Управление по аноду:
Применение: в управляемых выпрямителях
Принцип действия: При включении динистора по схеме, приведенной на рис. 2.20, коллекторный p-n-переход закрыт(П2), а эмиттерные переходы открыты(П1,П2). Сопротивления открытых переходов малы, поэтому почти все напряжение источника питания приложено к коллекторному переходу, имеющему высокое сопротивление. В этом случае через тиристор протекает малый ток 11.Управляемый выпрямитель. Схема, работа. Временные диаграммы. Характеристики. Выпрямителем называеться устройство, предназначенное для преобразавания переменного тока в постоянный. Осноыным элементом являеться полупроводниковый диод. Выпрямители по применяемым элементам деляться на: управляемы и неупровляемые. Отличием управляемых выпрямителей являеться использлвание управляемого диода –тиристора (отличаеться наличием третьего управляющего элемента)
Схема упрв.выпрям. Временные диограммы a-угол регулирования,это разность начальных фаз U2 цепи управления φа>φk
Как и диоды, тиристоры обладают односторонней проводимостью и могут находиться в двух состояниях открытом(прямое включение) и закрытом(обратное). Переменное напряжение снимаеться с обмотки.Если управляющим импульсом открыть тиристоры во время положительных напряжений то ток через нагрузку будет протекать в одном напрвлении.При измининии фазы импульсов изменяеться длительность работы тиристора,а следовательно и величина напряжения на нагрузке. Регулированиие осуществляеться измением угла –а от 0 до 180.
12. С-фильтр и L-фильтр. Схема включения. Работа, расчёт. Применения. Для снижения пульсаций выпрямляемого напряжения, т. е. уменьшения переменной составляющей, используют сглаживающие фильтры. Широкое применение получили емкостные фильтры. В них параллельно нагрузочному резистору выпрямителя подключается конденсатор, емкостное сопротивление которого для основной гармоники должно быть значительно меньше сопротивления нагрузки. Благодаря этому переменная составляющая напряжения на нагрузке значительно уменьшается, и коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения становится существенно меньше. L-фильтр Индуктивный фильтр включают последовательно с резистором RН. Включение индуктивного фильтра в однополупериодный выпрямитель существенно изменяет форму тока через резистор RН. В течении положительного полупериода напряжения u2, когда ток iн нарастает, катушка Lф запасает энергию, которая в отрицательный полупериод расходуется на поддержание нагрузочного тока. Длительность импульсов iн определяют постоянной времени т= Lф/ RН. Чем больше Lф катушки, тем больше накопленная в ней энергия и длительность импульсов нагрузочного тока. Однако величина этих импульсов с ростом индуктивности уменьшается благодаря падению напряжения на катушке.
Индуктивный фильтр более эффективно работает в двухполупериодных выпрямителях. Импульсы тока, проходящие поочередно через вентили В1 иВ2, создают в нагрузочном резисторе RН непрерывный ток. При этом коэффициент пульсаций p значительно уменьшается. Эффективная работа индуктивного фильтра наблюдается при больших нагрузочных токах и малых сопротивлениях нагрузочного резистора. В то же при уменьшении нагрузочного тока iн за счет эдс самоиндукции к закрытому вентилю будет прикладываться большое обратное напряжение, что может вывести его из строя. Температурная стабилизация Недостаток усилителей − зависимость параметров транзисторов от температуры. Цепь 1. Усиление сигнала связано с некоторыми отклонениями формы выходного сигнала от формы входного, т. е. усилитель вносит искажения. Зависимость величины выходного напряжения от входного определяют по амплитудной характеристике, обозначающей динамический диапазон усилителя. При малых U вх.min и больших U вх.max значениях входного напряжения характеристика отклоняется от прямолинейной. Рабочим сигналом является диапазон от U вх.min до U вх.max. 2. Амплитудно-частотная характеристика – это зависимость модуля коэффициента усиления от частоты тока пропускаемого сигнала
М = К ср.ч/ К, если М = 1, то искажений нет. 3. Фазочастотная характеристика − это зависимость угла сдвига фазы j между выходным и входным напряжениями усилителя от частоты f сигнала Характеристики каскадов ОЭ усилителя Пунктиром показана ФЧХ усилителя без фазовых искажений. В усилителях звуковых частот фазовые искажения не играют существенного значения, так как не воспринимаются на слух при прослушивании речи или музыки. В импульсных усилителях фазовые искажения влияют на форму усиливаемых сигналов. 19. Обратные связи в усилителях. Под обратной связью в усилителях понимают воздействие электрической цепи усилителя, при котором часть выходного сигнала подается на вход усилителя. Обратные связи в усилителях обычно создают специально, но иногда они возникают за счет паразитных ёмкостей, внутренних сопротивлений источников питания и др. Такие обратные связи называют паразитными. Если при наличии обратной связи входной сигнал складывается с сигналом обратной связи, в результате чего в усилитель поступает увеличенный сигнал, то такую обратную связь называют положительной. Если после введения обратной связи сигналы на входе и на выходе усилителя уменьшаются, что обусловлено вычитанием сигнала обратной связи из входного сигнала, то такую обратную связь называют отрицательной. Различают последовательные обратные связи, когда цепи обратной связи включают последовательно с входными цепями усилителя, и параллельные обратные связи, когда цепи обратной связи включают параллельно входным цепям усилителя. Обратные связи подразделяют на обратные связи по напряжению и по току. Положительная обратная связь повышает коэффициент усиления усилителя, но практически не применяют в электронных усилителях т.к. ухудшается стабильность коэффициента усиления. Отрицательную обратную связь, несмотря на снижение коэффициента усиления, широко используют в усилителях, т.к. 1) повышается стабильность коэффициента усиления усилителя при изменениях параметров транзисторов; 2) снижается уровень нелинейных искажений; 3) увеличивается входное и уменьшается выходное сопротивления усилителя.
Плавкие предохранители Плавкие предохранители предназначены для защиты электроустановок от токов короткого замыкания и длительных перегрузок. Они получили свое название от плавкой вставки – их основной детали. Плавкая вставка изготавливается из легкоплавких металлов и их сплавов (свинца, олова, цинка, иногда меди и серебра) и включают последовательно с защищаемой электроустановкой. По всей электрической цепи, состоящей их последовательно соединенных предохранителя, проводов и электроустановки, по которым протекает один и тот же ток, самым слабым местом в тепловом отношении является плавкая вставка предохранителя. При протекании номинального тока она не расплавляется. Если же по каким то причинам (короткое замыкание огромная перегрузка) ток в цепи увеличивается, то температура плавкой вставки повышается и через некоторое время она расплавляется. Это равносильно отключению электроустановки. Конструктивно предохранители делятся на предохранители пробочного типа и трубчатые. Предохранители пробочного типа имеют фарфоровый корпус и плавкую вставку на 6, 10, 15 или 20 а. Номинальным током предохранителя является ток 20 А. Трубчатые предохранители применяют в сетях напряжением до 1000 В, выпускают на токи 1000 А. Он состоит из фибровой трубки 1, плавкой вставки 2 и латунных колпаков 3, которые являются контактными частями. Для защиты сетей с малыми токами (радиоприемники, телевизоры и т. п.) применяют предохранители со стеклянным патроном и плавкой вставкой в виде тонкой проволоки. В силовых сетях широкое распространение получили предохранители с закрытыми разборными патронами без наполнителя серии ПР-2 на токи патронов 15…1000 А и плавких вставок 6…1000 А. Собственная и примесная электропроводность полупроводников. К полупроводникам относят вещества, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриками по величине их удельного электрического сопротивления. Электропроводность, обусловленную генерацией пар носителей заряда электрон – дырка, называют собственной электропроводностью. Электропроводность полупроводника, обусловленная ионизацией атомов донорной и акцепторной примесей, называют примесной электропроводностью. В зависимости от типа примеси возможна электронная электропроводность или дырочная электропроводность, обусловленная соответственно перемещением электронов или дырок. С повышением температуры собственная и примесная электропроводность увеличивается. Носителями заряда является электрон, носителями энергии – дырки.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; просмотров: 591; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.192.79.149 (0.059 с.) |