Реферат: Диоды
Реферат: Диоды
Полупроводники
стали настоящей золотой жилой техники, когда из них научились делать структуры,
похожие на слоистый пирог.
Выращивая
слой n-полупроводника на пластинке p-полупроводника,
мы получим двухслойный полупроводник. Переходный слой между ними называется pn-переходом. Если к каждой
половине припаять по соединительному проводу, то получится полупроводниковый
диод, который действует на ток как вентиль: в одну сторону
хорошо пропускает ток, а в другую сторону почти не пропускает.
Как
возникает выпрямляющий запирающий слой? Образование слоя начинается с
того, что в p-половине больше дырок, а в n-половине
больше электронов. Разность плотности носителей зарядов начинается
уравновешиваться через переход: дырки проникают в n-половину,
электроны в p-половину.
С
помощью внешнего источника тока можно повысить или понизить внешний
потенциальный барьер. Если к диоду приложить прямое напряжение, т.е
положительный полюс соединить с p-половиной, то внешняя электрическая сила начнёт
действовать против двойного слоя, и диод пропускает ток, который быстро растёт
с увеличением напряжения. Если же изменить полярность проводников, то
напряжение падает почти до нулевой отметки. Если диод подключить в цепь
переменного напряжения, то он будет служить как выпрямитель, т.е на выходе
будет постоянное пульсирующее напряжение, по направлению в одну сторону (от
плюса к минусу). Для того чтобы сгладить амплитуду, или как её ёщё называют
"пиковое значение" пульсации тока, эффективно добавить параллельно
диоду конденсатор Выпрямительные приборы довольно часто требуются в
промышленности. Например выпрямители нужны для правильной работы бытовой
техники (т.к почти все электроприборы потребляют постоянное напряжение. Это
телевизоры, радиоприёмники, видеомагнитофоны и т.д). Также полупроводниковые
диоды нужны для расшифровки видео, радио, фото и других сигналов в
частотно-электрические сигналы. С помощью этого свойства полупроводников мы
смотрим телевизор или слушаем радио.
Есть
ещё и необычные полупроводниковые диоды- это светодиоды и фотодиоды. Фотодиоды
пропускают ток только при попадании на их корпус света. А светодиоды при
прохождении через них тока, начинают светиться. Цвет свечения светодидов
зависит от того, к какой разновидносте он принадлежит.
Полупроводниковые
диоды подразделяются на группы, в зависимости от их мощности, диапазона рабочих
частот, напряжения и диапазона рабочих частот. Как у дидов так и у транзисторов
есть одно уникальное свойство. При изменении температуры, их внутреннее
сопротивление изменяется и следовательно величина напряжения выпрямленного тока
тоже изменяется в большую или меньшую сторону. Свето и фотодиоды применяются в
качестве датчиков и индикаторов.
Транзисторы
Без
транзисторов не обходится не одно предприятие, которое выпускает электронику. На
транзисторах основана вся современная электроника. Их широко применяют в теле,
радио и даже компьютерных аппаратурах.
Транзисторы
представляют собой полупроводниковые приборы с двумя pn-переходами. В
простейшем случае транзисторы состоят из кристалла германия и двух остриёв
(эмиттер и коллектор), касающихся поверхности кристалла на расстоянии 20-50
микронов друг от друга. Каждое остриё образует с кристаллом обычный
выпрямительный контакт с прямой проводимостью от острия к кристаллу. Если между
эмиттером и базой подать напряжение прямой полярности, а между коллектором и
базой- обратной полярности, то оказывается, что величина тока коллектора
находится в прямой зависимости от величины тока эмиттера.
Плоскостной
транзистор состоит из кристалла полупроводника(германия, кремния, арсенида,
индия, астата, и др.), имеющего три слоя различной проводимости p и n.
Проводимость типа p создаётся избыточными носителями положительных
зарядов, так называемыми "дырками", образующиеся в случае недостатка
электронов в слое. В слое типа n проводимость осуществляется избыточными электронами. Таким
образом, возможны два типа плоскостных транзисторов: p-n-p, в котором два слоя типа p (например, германия)
разделены слоем n, n-p-n, в котором два слоя типа n разделены
слоем типа p.
Из транзисторов
можно составить схемы различных назначений. Например можно собрать усилители
тока, мощности, усилители звуковых частот, декодеры аудио, видео, теле-радио
сигналов, а также простейшие логические схемы, основанные на принципе и-или-не.
Микрочипы
Микрочипы,
или как их ещё называют "микросхемы", представляют из себя
обыкновенную пластмассовую пластинку толщиной около 0,5 см, в которой собраны
вместе радиодетали. Микрочипы-это сложнейшие приборы, которые состоят из
множества компонентов,таких как: транзисторы, резисторы, конденсаторы, диоды,
семисторы, термисторы, динисторы, тринисторы и так далее. Во времена СССР, в
стране очень хорошо было налажено производство радиодеталей. Всё началось с
обычных электронных ламп, но из за того, что они были очень громоздкими, люди
придумали более меньшие по размерам аналоги электронным лампам-транзисторы, а
уже в дальнейшем научились изготавливать и аналоговые микросхемы, которые
считались на мировом рынке одними из лучших. Выпускались три вида микросхем:МИС
(малые интегральные схемы), БИС (большие интегральные схемы) и СБИС
(сверхбольшие интегральные схемы).МИС умещали в себя 10-100 радиодеталей, БИС
100-1000 радиодеталей, СБИС 1000-10000 радиодеталей. Это было в 70-е года, но
теперь, когда прогресс достиг невероятных размеров, плотность микрочипов
увеличилась и теперь микрочипы состоят из порядка около нескольких миллионов
радиодеталей (компьютерные микропроцессоры). Как возможно уместить такое
количество в микрочипе размером около 25 см2? Всё очень просто.
Производят их с помощью технологии напыления. Все что нужно напыляется различными
веществами, имеющие различные свойства. В результате получаются микротранзисторы,
микрорезисторы, микродиоды, микроконденсаторы и др, размеры которых несколько
микронов (для сравнения один транзистор имеет размер примерно 0,5 х 0,5 см.
Микрочипы
находит широкое применение в электротехнике. Из них состоят приборы
компьютерной техники, логики, управления. Микрочипы только что сошедшие с
конвеера имеют различные устройства, это могут как простые усилители тока, так
и процессоры, или даже целые блоки, предназначеные для систем автоматики. С помощью
чипов стало возможно вопускать технику повышеной компактности.
|