Диністори - раздел Образование, Електропровідність напівпровідників
Диністор Має Чотиришарову Структуру. У Нього Є Три P-N Перехо...
Диністор має чотиришарову структуру. У нього є три p-n переходи. Два крайніх з них (П1 і П3;) зміщені у прямому напрямку, а середній (П2) - у зворотному
(мал. 2.26, а).
а) б)
Малюнок 2.26 - Структура диністора (а) та його модель у вигляді
двох транзисторів (б)
Таку структуру можна представити у вигляді еквівалентної схем, що складається з двох транзисторів VT1 та VT2 р-п-р та п-р-п типу відповідно (мал. 2.27,6). Цю модель можна отримати, якщо подумки розітнути прилад уздовж площини А-А, а потім обидві частки електричко з'єднати. При цьому виходить, що переходи П1 і П3 є емітерними переходами цих транзисторів, а перехід П2 для обох транзисторів є колекторним.
Область бази Б1 транзистора VT1 одночасно є колекторною областю транзистора VT2, а область бази Б2 транзистора VT2 - колекторною областю транзистора VT1.
Відповідно, колекторний струм першого транзистора є базовим для другого ік1=іб2, а колекторний струм другого транзистора - базовим першого ік2=іб1 Таке вмикання забезпечує внутрішній додатний зворотний зв'язок: якщо увімкнеться хоча б один транзистор, то надалі вони будуть підтримувати один одного в увімкненому стані.
ВАХ диністора наведена на мал. 2.27, на якій позначено:
Uвм - напруга вмикання диністора;
Івм - струм вмикання;
Іум - струм утримання;
Ігр - гранично допустимий струм приладу;
Uгр - напруга, що відповідає Ігр.
Малюнок. 2.27-ВАХ диністора та його умовне позначення
Ділянка Оа ВАХ відповідає закритому стану диністора, ділянка аб - лавиноподібному перемиканню приладу (ділянка з негативним опором, бо тут R—U/- величина від'ємна, а ділянка бв, подібна відрізку ВАХ діода - увімкненому стану диністора (режим насичення), вона є робочою ділянкою характеристики.
Для вимикання приладу струм у його колі повинен стати меншим за струм утримання.
Основні параметри диністора:
-напруга вмикання диністора Uвм , що становить (201ООО) В;
-максимальне середнє значення прямого струму за заданих умов її
охолодження Іпр max, що становить (0,12) А;
-струм утримання I ym - мінімальний прямий струм увімкненого диністора, при подальшому зниженні якого диністор переходить у непровідний стан, що становить (0,010,1) А;
-максимальне допустиме амплітудне значення зворотної напруги Uзв мах сягає до 1000 В;
-час вмикання, тобто час переходу від закритого стану до відкри-
того, знаходиться у межах (11О) мкс.
2.6.2 Триністор (керований діод)
Тиристор - це чотиришаровий перемикаючий прилад, у якого від однієї з базових областей зроблено вивід - керуючий електрод.
Структура та умовне позначення триністора (надалі - тиристор) наведені на мал. 2.28.
Малюнок 2.28 - Структура та умовне позначення тиристора
Подаючи між керуючим електродом та катодом пряму напругу на р-п перехід, що працює у прямому напрямку, можна регулювати величину Uзм .
Якщо подати в керуюче коло імпульс прямої напруги, тиристор вмикається і залишається увімкненим після зняття сигналу керування.
Вимкнути тиристор можна лише зниженням струму у його анодному колі нижче струму утримання Іум. ВАХ тиристора приведена на малюнку 2.29.
Малюнок 2.29 - ВАХ тиристора
У колах постійного струму (мал.2.30) вимикання тиристора здійснюється тиристору попередньо зарядженого конденсатора з напругою, полярність
якої зворотна щодо тиристора (примусова комутація,).
Малюнок 2.30 – Схема включення тиристора
У колах змінного струму вимикання тиристора здійснюється природно в в момент проходження струму через нуль невимушена комутація) – тому тиристори набули широкого застосування в колах змінного струму.
2.6.3 Спеціальні типи тиристорів (симістор, фототиристор,
двоопераційний тиристор, оптронний тиристор)
Симістор або симетричний тиристор - прилад, який є керованим як при позитивній, так і при негативній напрузі на ньому. ВАХ симістора та його умовне позначення наведено на мал. 2.31.
Прилад являє собою п'ятишарову структуру. Його параметри подібні до параметрів триністора.
Оптроний тиристор - це поєднання світлодіода та фототиристора в одному корпусі. Якщо через світлодіод пропускати струм (під дією Uk), він генеруватиме світловий потік, який, падаючи на структуру тиристора в зоні керуючого р-п переходу, призведе до генерації в НП вільних носіїв заряду. Ці носії під дією прикладеної до тиристора напруги створюють струм керування і тиристор вмикається. Головна перевага оптронних тиристорів - це відсутність гальванічного зв'язку між колом керування та силовим колом. Умовне позначення оптронного тиристора наведене на мал. 2.32.
Малюнок 2.32–Умовні позначення фототиристора (а), двоопераційного (б)
та оптронного (в) тиристорів
| |
Наявність у тиристорів внутрішнього додатнього зворотного зв'язку (зона від'ємного опору на ВАХ) надає їм ряд важливих властивостей.
Головне: для вмикання тиристора достатньо в його коло керування подати короткий імпульс струму невеликої потужності. Далі відкритий стан підтримується за рахунок внутрішнього додатного зв'язку. Тому тиристори мають дуже великий коефіцієнт підсилення за потужністю (десятки тисяч).
Порівняно з транзисторами, тиристори більш стійкі до перевантажень, але мають досить вузький діапазон робочих частот (до сотень герц).
2.6.4 Електростатичні тиристори
Окрім розглянутих вище, в останній час в енергетичній електроніці використовують і деякі новітні види тиристорів, що з'явилися завдяки досягненням напівпровідникової технології. Це, наприклад, електростатичні тиристори (або SITh- тиристори – Static Induction Thyristor). Технологія їх виготовлення настільки складна, що опанована у світі лише декількома фірмами. Відповідно, їх вартість досить висока.
Еквівалентна схема і позначення такого тиристора наведені на мал. 2.33. У нормальному стані він проводить струм. Вимикання здійснюється подачею на керуючий електрод негативної відносно до катода напруги.
Малюнок 2.33 – Еквівалентна схема (а) і позначення (б) електростатичного тиристора
| |
2.6.5 Запірний тиристор з МОН-керуванням
Найбільш перспективним з тиристорів є тиристор, керований напругою - запірний тиристор з МОН-керуванням (MCT – MOS – Controlled Thyristor). Його схема і позначення наведені на мал. 2.34. Він містить в собі МОН-структури з п- та р-каналами і тиристорну чотиришарову структуру р-п-р-п.
Малюнок 2.34 – Еквівалентна схема (а) і позначення (б) запірного тиристора з
МОН-керуванням
| |
Вмикають його по затвору n-канального МОН-транзистора. Вимикання здійснюється по затвору p-канального МОН-транзистора, що на короткий час шунтує катодний перехід тиристорної структури. Це забезпечує малу потужність кола керування приладу і сумісність з цифровими пристроями керування.
Все темы данного раздела:
Історія розвитку електроніки
Становлення і розвиток електроніки стало можливим завдяки наполегливим зусиллям багатьох учених-фізиків.
Ще в древній Греції Фалес із Мілета вперше виявив, що янтар, потерт
Електропровідність напівпровідників
Напівпровідниками називаються матеріли, що займають проміжне положення між провідниками й діелектриками. Особливість металевих провідників полягає у наявності вільних електронів,
Електронно дірковий перехід
Область на границі двох напівпровідників з різними типами електропровідності називається електронно - дірковим переходом, або р-п переходом.
Явища, які відбуваються,
Підключенняр-ппереходу до зовнішнього джерела струму
При прямому включенні р-п переходу (мал.1.5) область п-типу приєднують до негативного полюсу джерела струму, а область р-типу - до позитивного.
Тобто е
Вольт - амперна характеристикар- ппереходу
Вольт-амперна характеристика показує залежність струму струм через р-п перехід від величини і полярності прикладеної напруги. Цю залежність виражають формулою
Напівпровідникові резистори
НП резистори мають два вихідних електроди. Вони поділяються на лінійні та нелінійні.
У лінійних резисторів питомий електричний опір не залежить від прикладеної напруги, їх умовне позначен
Напівпровідникові діоди
Напівпровідникові діоди - це НП прилади, виготовлені на основі двошарових НП структур і які використовують властивості р-п переходу.
Широко розповсюджені випрямні д
Будова транзистора
Біполярним транзистором або просто транзистором називається напівпровідниковий прилад з двома р — n - переходами, який призначений для підсилення й генерування електричних коливань
Принцип дії біполярних транзисторів
В умовах роботи транзистора до лівого р — п— переходу прикладається напруга емітер — база Uе–б у прямому напрямку, а до правого р — п – переходу — напруга
Характеристики БТ
Характеристиками транзисторів називаються залежності між силами струмів і напругами у вхідному й вихідному колах. У різних схемах приєднання транзистора вхідні й вихідні кола різні
Біполярний транзистор як активний чотириполюсник
(h-параметри)
Статичні ВАХ використовуються при розрахунках електронних схем з великими рівнями вхідних сигналів. Якщо рівень вхідного сигналу малий і тран
Основні режими роботи біполярного транзистора
Незалежно від схеми вмикання біполярного транзистора він може працювати у трьох основних режимах, що визначаються полярністю напруги на емітерному U та колекторному U переходах:
Конструкція біполярних транзисторів
Біполярні транзистори виготовляють з германію та кремнію. Як приклад, розглянемо будову площинного германієвого транзистора р — п —р-типу (мал. 2.17). Базою служить пл
Загальні відомості
До класу уніполярних відносять транзистори, принцип дії яких ґрунтується на використанні носіїв заряду лише одного знаку (електронів або дірок). Керування струмом в силовому колі у
Польові транзистори з керуючимр-ппереходом
Конструкція та принцип дії ПТ з керуючим р-п переходом пояснюється на моделі, наведеній на мал. 2.18.
Оптоелектронні елементи
Оптоелектронні елементі використовують перетворення електричних сигналів в оптичні і містять джерело світла (ДС) та приймач світла — фотоприймач (ФП), які поєднані між собою
Газорозрядні прилади та фотоелементи іонізація газу й електричний розряд
На відміну від електронних (вакуумних) ламп в іонних, або газорозрядних приладах струм створюється не тільки спрямованим переміщенням вільних електронів, але й унаслідок переміщення
Газотрони
Газотрон являє собою двоелектродний іонний або газорозрядний прилад, призначений для випрямлення змінного струму. Скляний (або металевий) балон газотрона після створення в ньому в
Тиратрони
Тиратрон відрізняється від газотрона наявністю третього електрода — сітки, яка керує моментом запалювання дуги. У скляному балоні тиратрона (мал.2.37) 9, наповненому сумішшю інертн
Фото помножувачі
Фотоелементом називається електровакуумний, напівпровідниковий або іонний прилад, у якому дія променевої енергії оптичного діапазону обумовлює зміну його електричних властивостей.
ПРИКЛАДИ ДО РОЗДІЛУ
Задача 2.1. Вибрати тип діода для електротехнічного пристрою, щоб забезпечити струм у навантаженні І = 0,27 А. Напруга, що прикладається до діода у закритому
ЗАДАЧІ ΗА САМОСТІЙНЕ ОПРАЦЮВАННЯ
2.1с. Для забезпечення безаварійної роботи пристрою необхідно вибрати діод, умови роботи якого: прямий струм Iпр = 10 А; а напруга, що прикладається до діода U
Інтегральні мікросхеми. Класифікація та основні поняття
Мікроелектроніка - це розділ електроніки, який включає дослідження конструювання і виробництво електронних мікросхем і радіоелектронної апаратури на їх основі.
Інтегральна
Малюнок 3. 1- Загальна конструкція ІМС
По застосовуваному матеріалі розрізняють чотири типи корпусів: металосклянні, металокерамічнні, керамічні і пластмасові. При цьому головними елементами конструкції к
Малюнок 3.2-Типи корпусів ІМС
Слід зазначити також, що конструктивні характеристики корпуса (особливо по габаритах і розташуванню висновків) повинні створювати зручності при монтажі ІС на друкованій платі.
Транзисторів
При цьому за основу беруть однорідну підложку з кремнію р-типу.
Шляхом термічного окислювання кремнію на поверхні підкладки формують тонку захисну плівку діоксиду кремнію.
Резистори
Створення інтегральних резисторів, що представляють собою тонкий (порядку 3 мкм) шар напівпровідника, відбувається по планарній технології в процесі дифузії домішки в острівці підкладки або
Гібридні ІМС. Технологія виготовлення гібридних ІМС
У виробництві гібридних ІМС використовується плівкова технологія, що дозволяє виготовляти з досить стабільними параметрами лише пасивні елементи — резистори, конденсатори, індуктивн
Резистори.
При виготовленні плівкових резисторів використовуються резистивні матеріали з різним поверхневим питомим опором. Такі матеріали можна розділити на три основні групи: чисті метали, с
Провідники і контактні площадки
Об'єднання плівкових пасивних елементів і начіпних компонентів у гібридну ІМС здійснюється плівковими провідниками і контактними площадками. Такі елементи повинні мати добру електропровідність,
ПРИКЛАДИ ДО РОЗДІЛУ
Задача 3.1 Вказати призначення мікросхеми, на корпусі якої такий напис — КР548ЛП43.
Розв'язок: Відповідно до стандарту маркування
ЗАДАЧІ НА САМОСТІЙНЕ ОПРАЦЮВАННЯ
3.1с. В електричному пристрої використано мікросхему 136ТР1. Вказати призначення даної мікросхеми і пояснити, за якою ознакою визначається спеціалізація.
(Відповідь: RS-тр
Акустоелектроніка
Акустоелектроніка — це напрямок функціональної мікроелектроніки, оснований на використанні п'єзоелектричного ефекту. Акусто-електроніка займається перетворенням акустичних си
Магнетоелектроніка
Магнетоелектроніка зв'язана е використанням властивостей тонких, магнітних плівок. Застосування магнітних матеріалів як носіїв інформації основане на тім, що вони володіють двома ст
Криоелектроніка
Криогенна: електроніка, чи криоелектроніка,— одна з нових і перспективних галузей науки. Досліджує явища, що відбуваються у твердому тілі при низьких температурах, і практи
Хемотроніка
Хемотроніка як новий науково-технічний напрямок виникло на стику електрохімії й електроніки. Це наука про побудову різноманітних електрохімічних приладів на основі явища, зв'яз
Біоелектроніка
Це напрямок функціональної мікроелектроніки знаходиться в стадії становлення, однак він є одним з найбільш цікавих і перспективних. Біоелектроніка виникла як одна з відгалужень більш загальної наук
ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ
1. Чим викликана необхідність розвитку функціональної
мікроелектроніки як нової галузі технічної електроніки?
2. Назвіть основні напрямки розвитку функціональної
Новости и инфо для студентов