1 nga 16

Prezantimi me temë: Diodë

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Diodë tuneli. Puna e parë që konfirmon realitetin e krijimit të pajisjeve të tunelit iu kushtua një diodë tuneli, e quajtur gjithashtu diodë Esaki, dhe botuar nga L. Esaki në 1958. Esaki, në procesin e studimit të emetimit të fushës së brendshme në një kryqëzim të degjeneruar p-n të germaniumit, zbuloi një karakteristikë "anormale" të rrymës-tensionit: rezistenca diferenciale në një nga seksionet e karakteristikës ishte negative. Ai e shpjegoi këtë efekt duke përdorur konceptin e tunelit mekanik kuantik dhe në të njëjtën kohë mori një marrëveshje të pranueshme midis rezultateve teorike dhe eksperimentale.

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Diodë tuneli. Një diodë tuneli është një diodë gjysmëpërçuese e bazuar në një kryqëzim p+-n+ me rajone shumë të dopuara, në pjesën e drejtpërdrejtë të karakteristikës së tensionit aktual të së cilës vërehet një varësi në formë n e rrymës nga tensioni. Siç dihet, në gjysmëpërçuesit me një përqendrim të lartë të papastërtive, formohen brezat e energjisë së papastërtive. Në gjysmëpërçuesit n, një brez i tillë mbivendoset me brezin e përcjelljes, dhe në gjysmëpërçuesit p, me brezin e valencës. Si rezultat, niveli Fermi në n-gjysmëpërçuesit me një përqendrim të lartë të papastërtisë qëndron mbi nivelin Ec, dhe në gjysmëpërçuesit p nën nivelin Ev. Si rezultat, brenda intervalit të energjisë DE=Ev-Ec, çdo nivel energjie në brezin e përcjelljes së n-gjysmëpërçuesit mund të korrespondojë me të njëjtin nivel energjie pas pengesës potenciale, d.m.th. në brezin e valencës së një gjysmëpërçuesi p.

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Diodë tuneli. Kështu, grimcat në gjysmëpërçuesit n dhe p me gjendje energjie brenda intervalit DE ndahen nga një pengesë e ngushtë potenciale. Në brezin e valencës së një gjysmëpërçuesi p dhe në brezin e përcjelljes së një gjysmëpërçuesi n, disa nga gjendjet e energjisë në diapazonin DE janë të lira. Rrjedhimisht, përmes një pengese kaq të ngushtë potenciale, në të dy anët e së cilës ka nivele energjie të pabanuara, lëvizja tuneluese e grimcave është e mundur. Kur i afrohen barrierës, grimcat përjetojnë reflektim dhe në shumicën e rasteve kthehen mbrapa, por ekziston ende një probabilitet për të zbuluar një grimcë pas barrierës si rezultat i tranzicionit të tunelit, dendësia e rrymës së tunelit j t0 është gjithashtu jozero. Le të llogarisim gjerësinë gjeometrike të kryqëzimit të degjeneruar p-n. Do të supozojmë se në këtë rast ruhet asimetria e kryqëzimit p-n (p+ është një rajon më i dopuar). Atëherë gjerësia e tranzicionit p+-n+ është e vogël: Ne do të vlerësojmë gjatësinë valore De Broglie të elektronit nga marrëdhëniet e thjeshta:

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Diodë tuneli. Gjerësia gjeometrike e tranzicionit p+-n+ rezulton të jetë e krahasueshme me gjatësinë valore de Broglie të elektronit. Në këtë rast, në një kryqëzim të degjeneruar p+-n+ mund të pritet manifestimi i efekteve mekanike kuantike, një prej të cilave është tuneli përmes një pengese potenciale. Me një pengesë të ngushtë, probabiliteti i kullimit të tunelit përmes barrierës është jo zero!!!

Rrëshqitja nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Diodë tuneli. Rrymat në një diodë tuneli. Në ekuilibër, rryma totale përmes kryqëzimit është zero. Kur një tension aplikohet në kryqëzim, elektronet mund të tunelin nga brezi i valencës në brezin e përcjelljes ose anasjelltas. Që rryma e tunelit të rrjedhë duhet të plotësohen kushtet e mëposhtme: 1) gjendjet energjetike në anën e tranzicionit nga duhet të mbushet tuneli i elektroneve; 2) në anën tjetër të tranzicionit, gjendjet energjetike me të njëjtën energji duhet të jenë bosh; 3) lartësia dhe gjerësia e pengesës së mundshme duhet të jenë mjaft të vogla që të ketë një probabilitet të kufizuar tunelimi; 4) kuazi-momenti duhet të ruhet. Dioda e tunelit.swf

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Diodë tuneli. Tensionet dhe rrymat që karakterizojnë pika të veçanta të karakteristikës rrymë-tension përdoren si parametra. Rryma e pikut korrespondon me karakteristikën maksimale të rrymës-tensionit në rajonin e efektit të tunelit. Voltage Up korrespondon me rrymën IP. Rryma e luginës Iв dhe Uв karakterizojnë karakteristikën e tensionit aktual në rajonin e minimumit aktual. Tensioni i zgjidhjes Upp korrespondon me vlerën aktuale Iп në degën e difuzionit të karakteristikës. Seksioni në rënie i varësisë I=f(U) karakterizohet nga një rezistencë diferenciale negative rД= -dU/dI, vlera e së cilës mund të përcaktohet me ndonjë gabim nga formula

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Diodat e kundërta. Le të shqyrtojmë rastin kur energjia Fermi në gjysmëpërçuesit elektron dhe vrima përkon ose është në një distancë prej ± kT/q nga fundi i brezit të përcjelljes ose nga maja e brezit të valencës. Në këtë rast, karakteristikat e tensionit aktual të një diode të tillë në paragjykim të kundërt do të jenë saktësisht të njëjta me ato të një diode tuneli, domethënë, me rritjen e tensionit të kundërt, do të ketë një rritje të shpejtë të rrymës së kundërt. Sa i përket rrymës nën paragjykim përpara, përbërësi i tunelit të karakteristikës së tensionit aktual do të mungojë plotësisht për shkak të faktit se nuk ka gjendje të mbushura plotësisht në brezin e përcjelljes. Prandaj, kur paragjykoni dioda të tilla në tensione më të mëdha se ose të barabartë me gjysmën e brezit, nuk do të ketë rrymë. Nga pikëpamja e një diode ndreqës, karakteristika e tensionit aktual të një diode të tillë do të jetë e kundërt, domethënë do të ketë përçueshmëri të lartë me paragjykim të kundërt dhe të ulët me paragjykim përpara. Në këtë drejtim, diodat e tunelit të këtij lloji quhen dioda të kundërta. Kështu, një diodë e kundërt është një diodë tuneli pa një seksion me rezistencë diferenciale negative. Jolineariteti i lartë i karakteristikës së tensionit aktual në tensionet e ulëta afër zeros (në rendin e mikrovolteve) lejon që kjo diodë të përdoret për zbulimin e sinjaleve të dobëta në diapazonin e mikrovalëve.

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Proceset kalimtare. Me ndryshime të shpejta të tensionit në një diodë gjysmëpërçuese të bazuar në një kryqëzim konvencional p-n, vlera e rrymës përmes diodës që korrespondon me karakteristikën statike të rrymës-tensionit nuk përcaktohet menjëherë. Procesi i vendosjes së rrymës gjatë ndërrimeve të tilla zakonisht quhet proces kalimtar. Proceset kalimtare në diodat gjysmëpërçuese shoqërohen me grumbullimin e bartësve të pakicës në bazën e diodës kur ajo ndizet drejtpërdrejt dhe resorbimi i tyre në bazë me një ndryshim të shpejtë të polaritetit të tensionit në diodë. Meqenëse nuk ka fushë elektrike në bazën e një diode konvencionale, lëvizja e bartësve të pakicës në bazë përcaktohet nga ligjet e difuzionit dhe ndodh relativisht ngadalë. Si rezultat, kinetika e akumulimit të bartësit në bazë dhe resorbimi i tyre ndikon në vetitë dinamike të diodave në modalitetin e kalimit. Le të shqyrtojmë ndryshimet në rrymën I kur dioda kalon nga tensioni përpara U në tensionin e kundërt.

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Proceset kalimtare. Në rastin e palëvizshëm, vlera aktuale në diodë përshkruhet nga ekuacioni Pas përfundimit të proceseve kalimtare, vlera aktuale në diodë do të jetë e barabartë me J0. Le të shqyrtojmë kinetikën e procesit kalimtar, domethënë ndryshimin në rrymën e kryqëzimit p-n kur kaloni nga tensioni i drejtpërdrejtë në tensionin e kundërt. Kur një diodë është e anuar përpara bazuar në një kryqëzim pn asimetrik, vrimat jo ekuilibër injektohen në bazën e diodës. Është përshkruar ndryshimi në kohë dhe hapësirë ​​i vrimave të injektuara jo ekuilibër në bazë. ekuacioni i vazhdimësisë:

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Proceset kalimtare. Në kohën t = 0, shpërndarja e bartësve të injektuar në bazë përcaktohet nga ekuacioni i difuzionit dhe ka formën: Nga dispozitat e përgjithshme del qartë se në momentin e kalimit të tensionit në diodë nga direkt në të kundërt, vlera e rryma e kundërt do të jetë dukshëm më e madhe se rryma termike e diodës. Kjo do të ndodhë sepse rryma e kundërt e diodës është për shkak të komponentit drift të rrymës, dhe vlera e saj nga ana tjetër përcaktohet nga përqendrimi i transportuesve të pakicës. Ky përqendrim është rritur ndjeshëm në bazën e diodës për shkak të injektimit të vrimave nga emetuesi dhe përshkruhet në momentin fillestar nga i njëjti ekuacion.

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Proceset kalimtare. Me kalimin e kohës, përqendrimi i bartësve jo-ekuilibër do të ulet, dhe për këtë arsye rryma e kundërt do të ulet gjithashtu. Gjatë kohës t2, e quajtur koha e rikuperimit të rezistencës së kundërt, ose koha e resorbimit, rryma e kundërt do të arrijë një vlerë të barabartë me rrymën termike. Për të përshkruar kinetikën e këtij procesi, ne shkruajmë kushtet kufitare dhe fillestare për ekuacionin e vazhdimësisë në formën e mëposhtme. Në kohën t = 0, ekuacioni për shpërndarjen e bartësve të injektuar në bazë është i vlefshëm. Kur një gjendje stacionare vendoset në një moment në kohë, shpërndarja stacionare e bartësve joekuilibër në bazë përshkruhet nga relacioni:

Sllajdi nr. 14

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Proceset kalimtare. Rryma e kundërt shkaktohet vetëm nga difuzioni i vrimave në kufirin e rajonit të ngarkesës hapësinore të kryqëzimit p-n: Procedura për gjetjen e kinetikës së rrymës së kundërt është si më poshtë. Duke marrë parasysh kushtet kufitare, zgjidhet ekuacioni i vazhdimësisë dhe gjendet varësia e përqendrimit të bartësve joekuilibër në bazën p(x,t) nga koha dhe koordinatat. Figura tregon varësitë koordinative të përqendrimit p(x,t) në kohë të ndryshme. Koordinoni varësitë e përqendrimit p(x,t) në kohë të ndryshme

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Proceset kalimtare. Duke zëvendësuar përqendrimin dinamik p(x,t), gjejmë varësinë kinetike të rrymës së kundërt J(t). Varësia e rrymës së kundërt J(t) ka formën e mëposhtme: Këtu është një funksion shtesë i shpërndarjes së gabimit të barabartë me Zgjerimi i parë i funksionit të gabimit shtesë ka formën: Le ta zgjerojmë funksionin në një seri në rastet e vogla dhe të mëdha herë: t > p. Përftojmë: Nga kjo marrëdhënie rezulton se në momentin t = 0 madhësia e rrymës së kundërt do të jetë pafundësisht e madhe. Kufizimi fizik për këtë rrymë do të jetë rryma maksimale që mund të rrjedhë përmes rezistencës omike të bazës së diodës rB me një tension të kundërt U. Vlera e kësaj rryme, e quajtur rryma e ndërprerjes Jav, është e barabartë me: Jav = U/rB . Koha gjatë së cilës rryma e kundërt është konstante quhet koha e ndërprerjes.

Sllajdi nr

Përshkrimi i rrëshqitjes:

Proceset kalimtare. Për diodat pulsuese, koha e ndërprerjes τav dhe koha e rikuperimit τv e rezistencës së kundërt të diodës janë parametra të rëndësishëm. Ka disa mënyra për të ulur vlerën e tyre. Së pari, është e mundur të zvogëlohet jetëgjatësia e bartësve jo-ekuilibër në bazën e diodës duke futur qendra të thella rikombinimi në vëllimin pothuajse neutral të bazës. Së dyti, mund ta bëni bazën e diodës të hollë në mënyrë që bartësit jo ekuilibër të rikombinohen në anën e pasme të bazës perpr_pn.swf Varësia e rrymës së kundërt nga koha kur ndërroni diodën

Materiali i prezantimit mund të përdoret si një hyrje në klasat e fizikës, shkencave kompjuterike ose inxhinierisë elektrike për të shpjeguar funksionimin e gjysmëpërçuesve. Konsiderohet klasifikimi i substancave sipas llojit të përcjellshmërisë. Jepet një shpjegim i përçueshmërisë së brendshme dhe të papastërtive. Shpjegohet funksionimi i kryqëzimit p-n. Dioda dhe vetitë e saj. Koncepti i transistorëve është dhënë shkurtimisht.

Shkarko:

Pamja paraprake:

Për të përdorur pamjet paraprake të prezantimeve, krijoni një llogari Google dhe identifikohuni në të: https://accounts.google.com

Titrat e rrëshqitjes:

Prezantim me temën: “Gjysmëpërçuesit” Mësues: Vinogradova L.O.

Klasifikimi i substancave sipas përçueshmërisë Përçueshmëria e brendshme e gjysmëpërçuesve Përçueshmëria e papastërtisë së gjysmëpërçuesve p – n kryqëzim dhe vetitë e saj Dioda gjysmëpërçuese dhe aplikimi i saj Transistorët Rryma elektrike në media të ndryshme Rryma elektrike në gjysmëpërçues

Klasifikimi i substancave sipas përcjellshmërisë Substancat e ndryshme kanë veti elektrike të ndryshme, por sipas përçueshmërisë elektrike ato mund të ndahen në 3 grupe kryesore: Vetitë elektrike të substancave Përçuesit Gjysmëpërçuesit Dielektrikët Përçojnë mirë rrymën elektrike Këtu bëjnë pjesë metalet, elektrolitet, plazma... Më të përdorurat përçuesit janë Au, Ag, Cu, Al, Fe... Praktikisht nuk përçojnë rrymë elektrike Këtu bëjnë pjesë plastika, goma, qelqi, porcelani, druri i thatë, letra... Ata zënë një pozicion të ndërmjetëm në përçueshmëri midis përçuesve dhe dielektrikëve Si, Ge, Se, In, As

Klasifikimi i substancave sipas përçueshmërisë Le të kujtojmë se përçueshmëria e substancave është për shkak të pranisë së grimcave të lira të ngarkuara në to Për shembull, në metale këto janë elektrone të lira - - - - - - - - - Përmbajtja

Përçueshmëria e brendshme e gjysmëpërçuesve Le të shqyrtojmë përçueshmërinë e gjysmëpërçuesve me bazë silikoni Si Si Si Si Si Si Si - - - - - - - - Siliconi është një element kimik me 4 valenca. Çdo atom ka 4 elektrone në shtresën e jashtme elektronike, të cilat përdoren për të formuar lidhje elektronike çifte (kovalente) me 4 atome fqinje Në kushte normale (temperatura të ulëta), nuk ka grimca të lira të ngarkuara në gjysmëpërçuesit, kështu që gjysmëpërçuesi nuk ka. përçojnë rrymë elektrike

Përçueshmëria e brendshme e gjysmëpërçuesve Le të shqyrtojmë ndryshimet në një gjysmëpërçues me rritjen e temperaturës Si Si Si Si Si - - - - - - + vrima e elektroneve të lira + + Me rritjen e temperaturës, energjia e elektroneve rritet dhe disa prej tyre lënë lidhje, duke u bërë elektrone të lirë . Në vend të tyre mbeten ngarkesa elektrike të pakompensuara (grimca të ngarkuara virtuale), të quajtura vrima Nën ndikimin e një fushe elektrike, elektronet dhe vrimat fillojnë një lëvizje të urdhëruar (kundër), duke formuar një rrymë elektrike - -.

Përçueshmëria e brendshme e gjysmëpërçuesve Kështu, rryma elektrike në gjysmëpërçues përfaqëson lëvizjen e porositur të elektroneve të lira dhe grimcave virtuale pozitive - vrima Me rritjen e temperaturës, rritet numri i bartësve të ngarkesës së lirë, rritet përçueshmëria e gjysmëpërçuesve dhe rezistenca zvogëlohet R (. Ohm) t (0 C) R 0 gjysmëpërçues metalik Kthehu tek përmbajtja

Përçueshmëria e brendshme e gjysmëpërçuesve është qartësisht e pamjaftueshme për përdorimin teknik të gjysmëpërçuesve Prandaj, për të rritur përçueshmërinë, papastërtitë futen në gjysmëpërçues të pastër (të dopuar), të cilët mund të jenë papastërtitë dhuruese dhe pranuese Si Si As Si Si - - - -. - - Kur dopingu 4 - silic valent Si 5 - arseniku valent Pasi, një nga 5 elektronet e arsenikut bëhet i lirë gjysmëpërçuesi quhet gjysmëpërçues i tipit n, bartësit kryesorë të ngarkesës janë elektronet, dhe papastërtia e arsenikut, e cila jep elektrone të lira, quhet gjysmëpërçues i përcjellshmërisë së papastërtisë së donatorit - -

Përçueshmëria e papastërtisë së gjysmëpërçuesve Papastërtitë e pranuesit Nëse silikoni është i dopuar me indium trevalent, atëherë indiumit i mungon një elektron për të krijuar lidhje me silikon, d.m.th. formohet një vrimë Si Si Në Si Si - - - - + Me ndryshimin e përqendrimit të indiumit, është e mundur të ndryshohet përçueshmëria e silikonit në një gamë të gjerë, duke krijuar një gjysmëpërçues me veti të caktuara elektrike Një gjysmëpërçues i tillë quhet a gjysmëpërçues i tipit p, bartësit kryesorë të ngarkesës janë vrimat, dhe papastërtia e indiumit, e cila jep vrima, të quajtura pranues - -

Përçueshmëria e papastërtisë së gjysmëpërçuesve Pra, ekzistojnë 2 lloje të gjysmëpërçuesve që kanë zbatim të madh praktik: p - lloji n - lloji Bartësit kryesorë të ngarkesës janë vrimat Bartësit kryesorë të ngarkesës janë elektronet + - Përveç bartësve kryesorë të ngarkesës në një gjysmëpërçues, është një numër shumë i vogël i bartësve të ngarkesës së vogël (në një gjysmëpërçues p - lloji këto janë elektrone, dhe në një gjysmëpërçues n - lloji këto janë vrima), numri i të cilave rritet me rritjen e temperaturës në përmbajtje

Kryqëzimi p – n dhe vetitë e tij Shqyrtoni kontaktin elektrik të dy gjysmëpërçuesve të tipit p dhe n, të quajtur kryqëzim p – n + _ 1. Lidhja direkte + + + + - - - - Rryma përmes kryqëzimit p – n kryhet nga bartësit kryesorë të ngarkesës (vrimat lëvizin djathtas, elektronet - majtas) Rezistenca e kryqëzimit është e ulët, rryma është e lartë. Një lidhje e tillë quhet e drejtpërdrejtë në drejtimin përpara, kryqëzimi p–n kryen pusin e rrymës elektrike p n

Kryqëzimi p – n dhe vetitë e tij + _ 2. Lidhja e kundërt + + + + - - - - Transportuesit kryesorë të ngarkesës nuk kalojnë nëpër kryqëzimin p – n Rezistenca e kryqëzimit është e lartë, praktikisht nuk ka rrymë Ky lloj lidhjeje është quhet anasjelltas, në drejtim të kundërt kryqëzimi p – n praktikisht nuk e përcjell rrymën elektrike p n Shtresa penguese ndaj përmbajtjes

Dioda gjysmëpërçuese dhe aplikimi i saj Një diodë gjysmëpërçuese është një bashkim p–n i mbyllur në një strehë. Vetia e një kryqëzimi p-n është përçueshmëria e tij njëkahëshe

Dioda gjysmëpërçuese dhe aplikimet e saj Zbatimet e diodave gjysmëpërçuese korrigjim AC Zbulimi i sinjalit elektrik Stabilizimi i rrymës dhe tensionit Transmetimi dhe marrja e sinjalit Aplikime të tjera

Para diodës Pas diodës Pas kondensatorit Në ngarkesë Dioda gjysmëpërçuese dhe aplikimi i saj Qarku ndreqës me gjysmëvalë

Dioda gjysmëpërçuese dhe aplikimi i saj Dalja hyrëse e qarkut ndreqës me valë të plotë (urë) + - ~

Transistorët p-n-p kanal p-lloj n-p-n kanal n-lloj Shkurtesat konvencionale: E - emitter, K - kolektor, B - bazë. Transistori ishte pajisja e parë gjysmëpërçuese e aftë për të kryer funksionet e një triode vakum (i përbërë nga anoda, katoda dhe rrjeti) si përforcimi dhe modulimi. Transistorët zëvendësuan tubat me vakum dhe revolucionarizuan industrinë e elektronikës.

Veprimi i varikapeve bazohet në përdorimin e vetive kapacitative të kryqëzimit p-n. Varicaps mund të përdoren për qëllime të ndryshme si kondensatorë të ndryshueshëm. Ndonjëherë ato përdoren në amplifikatorët parametrikë. Parimi i funksionimit të një amplifikuesi parametrik është kompensimi i pjesshëm i humbjeve në një qark oscilues të përbërë nga një induktor L dhe një kondensator C, me ndryshime periodike në kapacitetin e kondensatorit ose induktivitetin e spirales (me kusht që ndryshimi të ndodhë në marrëdhënie të caktuara sasiore dhe fazore me frekuencën e lëkundjeve të qarkut). Në këtë rast, rritja e fuqisë së lëkundjeve elektrike (sinjalit) ndodh për shkak të energjisë së burimit, i cili do të ndryshojë periodikisht vlerën e parametrit reaktiv. Një varicap përdoret si një parametër i tillë i ndryshueshëm reaktiv, kapaciteti i të cilit ndryshon si rezultat i ndikimit të një tensioni harmonik të furnizuar nga një gjenerator i pompës speciale. Nëse, me ndihmën e një varicap dhe një gjeneratori të pompës, të gjitha humbjet e qarkut kompensohen plotësisht, d.m.th. ta sjellë atë në një gjendje të vetë-ngacmimit, atëherë një sistem i tillë quhet një gjenerator parametrik.

https://accounts.google.com

Titrat e rrëshqitjes:

Tranzicioni elektron-vrimë. Transistor

Një bashkim elektron-vrima (ose kryqëzim n – p) është zona e kontaktit midis dy gjysmëpërçuesve me lloje të ndryshme përçueshmërie.

Kur dy gjysmëpërçues të tipit n dhe p vijnë në kontakt, fillon një proces difuzioni: vrimat nga rajoni p lëvizin në rajonin n dhe elektronet, përkundrazi, nga rajoni n në rajonin p. Si rezultat, në rajonin n afër zonës së kontaktit përqendrimi i elektronit zvogëlohet dhe shfaqet një shtresë e ngarkuar pozitivisht. Në rajonin p, përqendrimi i vrimës zvogëlohet dhe shfaqet një shtresë e ngarkuar negativisht. Në ndërfaqen e gjysmëpërçuesve formohet një shtresë elektrike e dyfishtë, fusha elektrike e së cilës pengon procesin e difuzionit të elektroneve dhe vrimave drejt njëri-tjetrit.

Rajoni kufitar midis gjysmëpërçuesve me lloje të ndryshme përçueshmërie (shtresa penguese) zakonisht arrin një trashësi të rendit të dhjetëra dhe qindra distancave ndëratomike. Ngarkesat hapësinore të kësaj shtrese krijojnë një tension bllokues Uz midis rajoneve p- dhe n, afërsisht i barabartë me 0,35 V për kryqëzimet e germaniumit n-p dhe 0,6 V për ato të silikonit.

Në kushtet e ekuilibrit termik në mungesë të tensionit elektrik të jashtëm, rryma totale përmes kryqëzimit elektron-vrimë është zero.

Nëse një kryqëzim n–p lidhet me një burim në mënyrë që poli pozitiv i burimit të lidhet me rajonin p, dhe poli negativ me rajonin n, atëherë forca e fushës elektrike në shtresën bllokuese do të ulet, gjë që lehtëson kalimi i shumicës së transportuesve përmes shtresës së kontaktit. Vrimat nga rajoni p dhe elektronet nga rajoni n, duke lëvizur drejt njëri-tjetrit, do të kalojnë kryqëzimin n-p, duke krijuar një rrymë në drejtimin përpara. Rryma përmes kryqëzimit n–p në këtë rast do të rritet me rritjen e tensionit të burimit.

Nëse një gjysmëpërçues me një kryqëzim n–p lidhet me një burim rrymë në mënyrë që poli pozitiv i burimit të lidhet me rajonin n dhe poli negativ me rajonin p, atëherë forca e fushës në shtresën bllokuese rritet. Vrimat në rajonin p dhe elektronet në rajonin n do të largohen nga kryqëzimi n-p, duke rritur kështu përqendrimet e bartësve të pakicës në shtresën bllokuese. Praktikisht nuk ka rrymë që rrjedh nëpër kryqëzimin n–p. Rryma e kundërt shumë e parëndësishme është për shkak të përçueshmërisë së brendshme të materialeve gjysmëpërçuese, d.m.th., pranisë së një përqendrimi të vogël të elektroneve të lira në rajonin p dhe vrimave në rajonin n. Tensioni i aplikuar në kryqëzimin n–p në këtë rast quhet i kundërt.

Aftësia e një kryqëzimi n-p për të kaluar rrymë në pothuajse vetëm një drejtim përdoret në pajisjet e quajtura dioda gjysmëpërçuese. Diodat gjysmëpërçuese janë bërë nga kristale silikoni ose germanium. Gjatë prodhimit të tyre, një papastërti shkrihet në një kristal me një lloj përçueshmërie të caktuar, duke siguruar një lloj tjetër përçueshmërie. Diodat gjysmëpërçuese kanë shumë përparësi ndaj diodave me vakum - madhësi të vogël, jetë të gjatë shërbimi, forcë mekanike. Një disavantazh i rëndësishëm i diodave gjysmëpërçuese është varësia e parametrave të tyre nga temperatura. Diodat e silikonit, për shembull, mund të funksionojnë në mënyrë të kënaqshme vetëm në intervalin e temperaturës -70°C deri në 80°C. Diodat e gjermaniumit kanë një gamë pak më të gjerë të temperaturës së funksionimit.

Pajisjet gjysmëpërçuese me jo një, por dy kryqëzime n-p quhen transistorë. Emri vjen nga një kombinim i fjalëve angleze: transferim - transfer dhe rezistencë - rezistencë. Në mënyrë tipike, germaniumi dhe silikoni përdoren për të krijuar transistorë. Ekzistojnë dy lloje të tranzistorëve: tranzistorë p–n–p dhe transistorë n–p–n.

Një tranzitor germanium i tipit p-n-p është një pllakë e vogël germanium me një papastërti dhuruese, d.m.th., një gjysmëpërçues i tipit n. Në këtë pllakë krijohen dy rajone me një papastërti pranuese, d.m.th., rajone me përçueshmëri vrimash.

Në një transistor të tipit n-p-n, pllaka kryesore e germaniumit ka përçueshmëri të tipit p, dhe dy rajonet e krijuara mbi të kanë përçueshmëri të tipit n.

Pllaka e tranzitorit quhet baza (B), një nga zonat me llojin e kundërt të përçueshmërisë quhet kolektor (K), dhe e dyta quhet emetues (E). Zakonisht vëllimi i kolektorit është më i madh se vëllimi i emetuesit.

Në simbolet e strukturave të ndryshme, shigjeta e emetuesit tregon drejtimin e rrymës përmes transistorit.

Përfshirja e një tranzitori me strukturë p-n-p në qark Tranzicioni emetues-bazë është i lidhur në drejtimin përpara (kalues) (qarku emetues), dhe tranzicioni kolektor-bazë është i lidhur në drejtimin bllokues (qarku kolektor).

Kur qarku i emetuesit është i mbyllur, vrimat - bartësit kryesorë të ngarkesës në emetues - lëvizin prej tij në bazë, duke krijuar një rrymë I e në këtë qark. Por për vrimat që hyjnë në bazë nga emetuesi, kryqëzimi n-p në qarkun e kolektorit është i hapur. Shumica e vrimave kapen nga fusha e këtij tranzicioni dhe depërtojnë në kolektor, duke krijuar një Ic të rrymës.

Në mënyrë që rryma e kolektorit të jetë pothuajse e barabartë me rrymën e emetuesit, baza e tranzistorit bëhet në formën e një shtrese shumë të hollë. Kur ndryshon rryma në qarkun e emetuesit, ndryshon edhe rryma në qarkun e kolektorit.

Nëse një burim i tensionit të alternuar është i lidhur me qarkun e emetuesit, atëherë një tension i alternuar shfaqet edhe në rezistencën R të lidhur me qarkun e kolektorit, amplituda e të cilit mund të jetë shumë herë më e madhe se amplituda e sinjalit të hyrjes. Prandaj, transistori vepron si një përforcues i tensionit AC.

Sidoqoftë, një qark i tillë përforcues i tranzitorit është i paefektshëm, pasi nuk ka përforcim të sinjalit aktual në të, dhe e gjithë rryma e emetuesit I e rrjedh nëpër burimet e sinjalit të hyrjes. Në qarqet reale të amplifikatorit të tranzitorit, burimi i tensionit alternativ është i ndezur në mënyrë që vetëm një rrymë e vogël bazë I b = I e - I c të rrjedhë nëpër të Ndryshimet e vogla në rrymën bazë shkaktojnë ndryshime të rëndësishme në rrymën e kolektorit. Fitimi aktual në qarqe të tilla mund të jetë disa qindra.

Aktualisht, pajisjet gjysmëpërçuese përdoren jashtëzakonisht gjerësisht në radio elektronike. Teknologjia moderne bën të mundur prodhimin e pajisjeve gjysmëpërçuese - dioda, tranzistorë, fotodetektorë gjysmëpërçues, etj. - me madhësi disa mikrometra. Një fazë cilësisht e re në teknologjinë elektronike ishte zhvillimi i mikroelektronikës, e cila merret me zhvillimin e qarqeve të integruara dhe parimet e zbatimit të tyre.

Një qark i integruar është një koleksion i një numri të madh elementësh të ndërlidhur - dioda ultra të vogla, transistorë, kondensatorë, rezistorë, tela lidhës, të prodhuar në një proces të vetëm teknologjik në një çip të vetëm. Një mikroqark me madhësi 1 cm2 mund të përmbajë disa qindra mijëra mikroelemente. Përdorimi i mikroqarqeve ka çuar në ndryshime revolucionare në shumë fusha të teknologjisë moderne elektronike. Kjo ishte veçanërisht e dukshme në fushën e teknologjisë elektronike kompjuterike. Kompjuterët personalë zëvendësuan kompjuterët e rëndë që përmbanin dhjetëra mijëra tuba vakum dhe pushtuan ndërtesa të tëra.

Pamja paraprake:

Për të përdorur pamjet paraprake të prezantimeve, krijoni një llogari Google dhe identifikohuni:

Ndreqësit e diodës Larionov A. N. ndreqës trefazor në tre gjysmë ura Diodat përdoren gjerësisht për të kthyer rrymën alternative në rrymë të vazhdueshme (më saktë, në rrymë pulsuese njëdrejtimëshe). Një ndreqës diodë ose një urë diodike (d.m.th., 4 dioda për një qark njëfazor (6 për një qark gjysmë urë trefazor ose 12 për një qark trefazor me urë të plotë), të ndërlidhura në një qark) është kryesori. komponent i furnizimit me energji elektrike për pothuajse të gjitha pajisjet elektronike. Një ndreqës trefazor i diodës sipas qarkut të A. N. Larionov në tre gjysmë ura paralele përdoret në gjeneratorët e automobilave, ai konverton rrymën alternative trefazore të gjeneratorit në rrymë të drejtpërdrejtë të rrjetit në bord të automjetit. Përdorimi i një gjeneratori të rrymës alternative në kombinim me një ndreqës diodë në vend të një gjeneratori të rrymës së drejtpërdrejtë me një montim furçë-komutator ka bërë të mundur zvogëlimin e ndjeshëm të madhësisë së një alternatori makine dhe rritjen e besueshmërisë së tij. Disa pajisje ndreqës ende përdorin ndreqës të selenit. Kjo është për shkak të veçorisë së këtyre ndreqësve që kur tejkalohet rryma maksimale e lejuar, seleni digjet (në seksione), gjë që nuk çon (në një masë të caktuar) as në humbjen e vetive korrigjuese ose në një qark të shkurtër - prishje . Ndreqësit e tensionit të lartë përdorin kolona të tensionit të lartë të selenit nga një mori ndreqësësh seleniumi të lidhur në seri dhe kolona të tensionit të lartë silikoni nga një mori diodash silikoni të lidhura në seri. Detektorët e diodës Diodat, në kombinim me kondensatorët, përdoren për të izoluar modulimin me frekuencë të ulët nga sinjalet radio të moduluara me amplitudë ose sinjale të tjera të moduluara. Detektorët e diodës përdoren pothuajse në të gjitha pajisjet marrëse të radios [burimi nuk specifikohet 180 ditë]: radiot, televizorët, etj. Përdoret pjesa kuadratike e karakteristikës së tensionit aktual të diodës. Mbrojtja e diodës Diodat përdoren gjithashtu për të mbrojtur pajisje të ndryshme nga polariteti i gabuar i ndërrimit, etj. Ekziston një skemë e mirënjohur e mbrojtjes së diodës për qarqet DC me induktancë nga mbitensionet kur rryma është e fikur. Dioda lidhet paralelisht me spiralen në mënyrë që në gjendjen "operuese" dioda të mbyllet. Në këtë rast, nëse e fikni papritmas montimin, një rrymë do të lindë përmes diodës dhe forca aktuale do të ulet ngadalë (emf i induktuar do të jetë i barabartë me rënien e tensionit në diodë), dhe nuk do të ketë një tension të fuqishëm rritje që çon në kontakte të ndezura dhe gjysmëpërçues të djegur. Çelësat e diodës Përdoren për ndërrimin e sinjaleve me frekuencë të lartë. Kontrolli kryhet me rrymë të drejtpërdrejtë, sinjali RF dhe kontrolli ndahen duke përdorur kondensatorë dhe induktorë. Mbrojtja nga ndezja e diodës Kjo nuk shteron përdorimin e diodave në elektronikë, por qarqet e tjera, si rregull, janë shumë të specializuara. Diodat speciale kanë një zonë krejtësisht të ndryshme të zbatimit, kështu që ato do të diskutohen në artikuj të veçantë.