Лектор: доцент, к.т.н. Михайлова Ольга Михайловна

двумя выводами.
В зависимости от технологических процессов, использованных при их

изготовлении, различают точечные диоды, сплавные и микросплавные, с диффузионной базой, эпитаксиальные и др.

Полупроводниковые диоды

p n

для и
диодов
Si (кремний)
Ge

(германий)

кремневого

германиевого

имеется участок со слабой зависимостью напряжения от тока, режим туннельного

или лавинного пробоя
Icт = (Imах + Imin) / 2. R0/Rд>>1
ΔUст = R0(ΔIн – ΔIст).

Стабилитроны

схема включения
стабилитрона

участок ВАХ со слабой зависимостью напряжения от тока

Si (кремний)

от напряжения нелинейна, поэтому любой полупроводниковый прибор с р-n-переходом, в

принципе, может быть использован как конденсатор с емкостью, управляемой напряжением.
Св (U) = Cв (0) (Uк/Uк + U)1/n,

Варикапы

Cв (0) — емкость при нулевом напряжении на диоде; Uк — значение контактного потенциала; U — приложенное обратное напряжение (n = 2 для резких переходов и n = 3 для плавных переходов).

Si (кремний)
Ge (германий)

тока от напряжения в туннельных диодах: а) германиевый диод 1И403;
б) арсенидгаллиевый

диод 3И202

видимый свет за счёт инжекционной электролюминесценции в диапазоне прямого напряжения

(1,2÷2 В).

Светодиоды

hν

принцип работы светодиода

GaP(фосфид Ga)
GaAs (арсенид галлия)

фотоэффектом.
Фотогальванический эффект — протекание фототока под действием света.
Фотодиоды
Ф1
Ф2
Ф3
структурная схема
вольтамперная характеристика
темновой

ток

Si (кремний)

усилительного прибора основан на изменении его активного или реактивного сопротивления

под воздействием сигнала малой мощности.
Биполярными транзисторами называют полупроводниковые приборы с двумя или несколькими взаимодействующими электрическими p-n-пере- ходами и тремя или более выводами. Их усилительные свойства обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда.

Биполярные транзисторы

n-p-n p-n-p

Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs

впервые создали действующий биполярный транзистор, продемонстрированный 16 декабря. 23 декабря состоялось официальное представление изобретения и именно эта дата считается днём изобретения транзистора. По технологии изготовления он относился к классу точечных транзисторов. В 1956 году они были награждены Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». Интересно, что Джон Бардин вскоре был удостоен Нобелевской премии во второй раз за создание теории сверхпроводимости.

Копия первого мире работающего транзистора

p-n-перехода за счет инжекции носителей заряда.
Физические процессы
Схема инжекции электронов в

p-область на модели — а и на энергетической диаграмме — б

иллюстрирующая принцип работы усилителя на биполярном транзисторе:
а — эмиттерный

переход закрыт; б — эмиттерный переход открыт

соответствии с математической моделью Эберса-Мола — сплошные линии (реальные характеристики

показаны пунктирными линиями); I — область нормального активного режима, II — область насыщения, III — область лавинного пробоя; Jnk, Jnэ, Jnб — потоки электронов, инжектированных из эмиттера; J’nk, J’nэ, J’nб — потоки электронов, инжектированных из коллектора (а–ж)

Модель Эберса-Молла

напряжению.
коэффициент передачи тока при коротком замыкании на выходе.
выходная проводимость при

холостом ходе на входе.

Н-параметры транзисторов

Схема транзистора, представленного в виде активного четырехполюсника

[Ом]









[Ом-1]

на МДП-транзисторе и полевом транзисторе.

зон U0F
Состояние после подачи напряжения изгиба зон U0B

В линейном режиме
В начале насыщения
В режиме насыщения

переходом
Структура полевого транзистора с повышенным быстродействием

которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
Тиристоры изготавливают из

кремния

Тиристоры

Условные обозначения тиристоров

добавлением управляющего электрода

сначала увеличивается незначительно, пока прямое напряжение не приблизится к некоторому

критическому значению, называемому напряжением включения.
Происходит лавинообразный процесс и лавинное умножение носителей заряда. С увеличением электронов и дырок ток в переходе быстро возрастает. Падение напряжения на тиристоре падает.
Переход П2 при этом не разрушается, и если уменьшит ток, то восстанавливается сопротивление перехода.

аналогично увеличению приложенного напряжения, так как в обоих случаях увеличивается

вероятность лавинного размножения носителей заряда. Поэтому изменяя ток, можно менять напряжение, при котором происходит переключение тиристора, и тем самым управлять моментом его включения.
Для того чтобы запереть тиристор, нужно либо уменьшить рабочий ток до значения I < Iуд путем понижения питающего напряжения до значения ниже U2, либо задать в цепи управляющего электрода импульс тока противоположной полярности.