Напівпровідниковий діод – фізика
Здатність n-р-переходу пропускати струм в одному напрямку використовується в напівпровідникових приладах, званих діодами.
Напівпровідникові діоди виготовляють з германію, кремнію, селену та інших речовин.
N-р-Перехід вдасться отримати шляхом механічного з’єднання двох напівпровідників з різними типами провідності, так як при цьому виходить занадто великий зазор між напівпровідниками. Товщина ж n-р-переходу не повинна перевищувати міжатомні відстані. Тому в одну з поверхонь германиевого зразка вплавляє індій.
Внаслідок дифузії атомів індію в глиб монокристала германію у поверхні германію утворюється область з провідністю р-типу. Інша частина зразка германію, в яку атоми індію не проникли, як і раніше має провідність n-типу. Між двома областями з проводимостями різних типів і виникає n-р-перехід (рис. 1, а). У напівпровідниковому діоді германій служить катодом, а індій – анодом.
Для запобігання шкідливих впливів повітря і світла кристал германію поміщають в герметичний металевий корпус. Схематичне зображення діода приведено на малюнку 1, б. Напівпровідникові діоди є основними елементами випрямлячів змінного струму. При включенні діода в ланцюг змінного струму (рис. 2, а) струм на опорі навантаження R буде практично постійним за напрямком. Протягом половини періоду, коли потенціал напівпровідника р-типу позитивний, ток вільно проходить через n-р-перехід. У наступну половину періоду струм практично дорівнює нулю (рис. 2. б).
Можна здійснити і двохнапівперіодне випрямлення змінного струму (рис. 2, в, г). Напівпровідникові випрямлячі надійні і довговічні, мають високу механічну міцність і ККД, але зате можуть працювати лише в обмеженому інтервалі температур (від 203 до 398 К).
Напівпровідникові випрямлячі при тих же значеннях випрямленого струму більш мініатюрні, ніж електронні лампи. Внаслідок цього радиоустройства, зібрані на напівпровідниках, компактніше.
Зазначені переваги напівпровідникових елементів особливо істотні при використанні їх у штучних супутниках Землі, космічних кораблях, електронно-обчислювальних машинах.
Related posts:
- Напівпровідниковий діод Контакт двох напівпровідників n – і p – типів називають pn – переходом або np – переходом. У результаті контакту між напівпровідниками починається дифузія. Деяка частина електронів переходить до дірки, а деяка частина дірок переходить на бік електронів. В результаті чого напівпровідники заряджаються: n – позитивно, а p – негативно. Після того, як електричне поле, […]...
- Діод: визначення Діод – двухелектродний компонент практично всіх електронних схем. Бувають діоди напівпровідникові (найбільш поширені в наш час), газорозрядні і електровакуумні. В електричних ланцюгах виконує функцію компонента, що пропускає струм тільки в одному напрямку. Найбільш поширений напівпровідниковий діод працює завдяки властивостям p-n-переходу, подібні переходи є в біполярному транзисторі. Якщо до електроду р-області докласти позитивний потенціал, а до […]...
- Чим відрізняється прямий діод від зворотного діода? Діоди часто іменуються “прямими” і “зворотними”. З чим це пов’язано? Чим відрізняється “прямий” діод від “зворотного” діода? Що являє собою “прямий” діод? Діод – це напівпровідник, який має 2 виводу, а саме – анод і катод. Використовується він для обробки різними способами електричних сигналів. Наприклад, з метою їх випрямлення, стабілізації, перетворення. Особливість діода в тому, […]...
- Електронна лампа – діод. Вольт-амперна характеристика діода Одностороння провідність використовується в електронних приладах з двома електродами – вакуумних діодах. Сучасний вакуумний діод являє собою балон зі скла або металокераміки, з якого відкачано повітря до тиску 10-6 – 10-7 мм рт. ст. Усередині нього розміщені два електроди (рис. 1). Один з них – катод – має вигляд вертикального металевого циліндра, що покривається зазвичай […]...
- Діоди випрямляючі Випрямні діоди використовуються в блоках харчування для перетворення змінного струму (AC) в постійний струм (DC). Цей процес називається випрямленням, а ділянку схеми, де відбувається випрямлення, називається випрямлячем. Вони так само можуть використовуватися і в інших частинах схеми, де необхідно пропустити великий струм через діод. Всі випрямні діоди зроблені, як правило, з кремнію і тому мають […]...
- Кенотрон – ламповий діод Кенотрон – ламповий діод, найпростіша радиолампа, в якій крім катода, є ще один електрод – анод, який представляє собою порожнистий металевий циліндр, що огинає катод. Обидва електроди поміщають в скляний (керамічний або металевий) балон, з якого відкачано повітря. Властивості кенотрона Для дослідження властивостей кенотрона складемо схему, показану на малюнку. У цій схемі джерело ЕРС Ен […]...
- Електронно-дірковий перехід – доповідь Електронно-дірковий перехід, або n-p-перехід – це область на кордоні двох напівпровідників різного типу провідності, і робота напівпровідникових приладів грунтується на використанні властивостей подібних переходів. При відсутності прикладеного до переходу напруги носії заряду переміщаються з областей з більш високою концентрацією в області з більш низькою концентрацією – з напівпровідника n-типу в напівпровідник p-типу переміщаються електрони, а […]...
- Постійний струм Постійний струм (direct current) – це впорядкований рух заряджених частинок в одному напрямку. Іншими словами величини характеризують електричний струм, такі як напруга або сила струму, постійні як за значенням, так і за напрямком. У джерелі постійного струму, наприклад у звичайній пальчикової батарейки, електрони рухаються від мінуса до плюса. Але історично склалося так, що за технічний […]...
- Біполярні транзистори Біполярним транзистором називають напівпровідниковий прилад, основу якого складають два взаємодіючих електронно-доручених переходу і який має три висновки або більше. Біполярний транзистор є аналогом лампового тріода, він здатний виконувати підсилювальні, генераторні та ключові функції. Пристрій біполярного транзистора, виготовленого методом сплавлення, схематично показано на малюнку 24. До платівки германію 1, легованого донорной домішкою (з електронною електропровідністю), вплавлени […]...
- Випрямлення змінного струму Выйну струмів американський винахідник Томас Алва Едісон програв американо-сербському інженеру Ніколя Тесла, оскільки змінний струм, який підтримував останній як стандарт, було можливо передавати на великі відстані з прийнятними втратами. І в наші дні більшість генеруючих потужностей виробляють саме змінний струм, а розраховані на промислову вироблення постійного (сонячні батареї) перетворять його в змінний за допомогою інверторів. […]...
- Прямий і зворотний струми. Вольт-амперна характеристика Позначимо φr власну контактну різницю потенціалів збідненого шару. Якщо до р – n підключити джерело напруги U, то різниця потенціалів на межах контактного шару кристалів n – і р-типів зміниться. Включення p – n-переходу в електричний ланцюг, коли плюс джерела приєднаний до області p, а мінус – до області n, називається прямим. Різниця потенціалів контактного […]...
- Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
- Електричний струм через контакт напівпровідників з різним типом провідності Найбільш цікаві явища відбуваються при контакті напівпровідників n – і p-типів. Ці явища використовуються в більшості напівпровідникових приладів. Р-n-Перехід. Розглянемо, що буде відбуватися, якщо привести в контакт два однакових напівпровідника, але з різним типом провідності: зліва напівпровідник n-типу, а праворуч напівпровідник р-типу (рис. 16.10). Запам’ятай Контакт двох напівпровідників з різним типом провідності називають р-n – […]...
- Фізика електричного струму у металах У цьому розділі ми приступаємо до докладного вивчення того, як здійснюється проходження електричного струму в різних провідних середовищах – твердих тілах, рідинах і газах. Нагадаємо, що необхідною умовою виникнення струму є наявність в середовищі досить великої кількості вільних зарядів, які можуть почати впорядкований рух під дією електричного поля. Такі середовища якраз і називаються провідниками електричного […]...
- Стабілітрони Стабілітрони – це діоди, що використовують ділянку вольт-амперної характеристики р-я-переходу, відповідний зворотному електричного пробою (рис. 1.5, а). Стабілітрону, як показує сама назва, властива стабільність, тобто незмінність падіння напруги на ньому при змінах в кілька разів струму, що протікає через нього. Завдяки цій властивості, стабілітрони широко застосовуються в якості джерел опорної напруги, яке має залишатися незмінним […]...
- Керовані випрямлячі До силових пристроїв відносять такі електронні пристрої, які забезпечують перетворення енергії в електричних ланцюгах, струми в яких вимірюються десятками, сотнями і навіть тисячами ампер, а величини напруги – сотнями і тисячами вольт. Такі пристрої найчастіше виконуються на основі тиристорів, які, по суті, є потужними керованими ключами. Глава 2. Аналогова схемотехніка На відміну від ключів на […]...
- Електроенергія – фізика Не можна уявити сучасне життя без використання електричних приладів, які працюють за рахунок енергії, яку відбувається електричний струм. Весь технічний прогрес грунтується на електриці. Отримання енергії з електричного струму має величезний ряд переваг: Електричний струм досить просто проводиться, оскільки в усьому світі існують мільярди електростанцій, генераторів і інших пристосувань для освіти електроенергії. Передати електроенергію можна […]...
- Різниця типів струму Що таке струм, розглядати тут не будемо, а відразу перейдемо до основної теми статті. Змінний струм відрізняється від постійного тим, що він безперервно змінюється по напрямку руху і своїми розмірами. Зміни ці здійснюються періодами через рівні часові відрізки. Для створення подібного струму застосовують спеціальні джерела або генератори, що видають змінну ЕРС (електрорушійну силу), яка регулярно […]...
- Змінний струм Змінний струм – це коливання, які можуть відбуватися в ланцюзі в результаті підключення її до джерела змінної напруги. Всіх нас оточує саме змінний струм – він є у всіх ланцюгах в квартирах, передача по проводах відбувається саме струму змінної напруги. Однак, практично всі споживачі електричного струму працюють від постійно електрики. Саме тому на виході з […]...
- Електричний струм через контакт напівпровідників р і п типів Розглянемо явище проходження електричного струму через контакт напівпровідників p – і n – типів. На наступному малюнку зображений такий контакт. Ліва частина представленого напівпровідника містить акцепторні домішки. Права частина представленого напівпровідника містить донорні домішки. Відповідно ліва частина є напівпровідником p – типу, а права напівпровідником n – типу. Між напівпровідниками утворюється особлива зона – зона […]...
- Ефективні значення напруги і сили струму У ланцюзі змінного струму його напрямок і амплітуда змінюються з частотою 50 Гц. Однак виділяється на навантаженні енергія залежить не від напрямку струму в ланцюзі, а лише від його абсолютного значення. Завжди можна підібрати таке значення сили постійного струму, щоб енергія, що виділяється за деякий час цим струмом на ділянці ланцюга з опором R, дорівнювала […]...
- Характеристики струму Для порівняльної оцінки всіляких змінних струмів застосовують критерії, іменовані параметрами змінного струму, серед яких: Період; Амплітуда; Частота; Кругова частота. Період – відрізок часів, коли проводиться закінчений цикл зміни струму. Амплітудою називають максимальне значення. Частотою змінного струму назвали кількість закінчених періодів за 1 сек. Перераховані вище параметри дають можливість відрізняти різні види змінних струмів, напруг і […]...
- Що таке змінний струм Змінний струм – це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються в електричному ланцюзі джерелом змінного (найчастіше синусоїдального) напруги. Змінний струм присутній скрізь. Він тече по проводах наших квартир, в промислових електромережах, у високовольтних лініях електропередач. І якщо вам потрібен постійний струм, щоб зарядити акумулятор телефону або ноутбука, ви використовуєте спеціальний адаптер, випрямляючий змінний струм з розетки. […]...
- Електричний струм у вакуумі До того, як в радіотехніці стали використовувати напівпровідникові прилади, скрізь використовувалися електронні лампи. Поняття вакууму Електронна лампа представляла собою запаяний з обох кінців скляний тубус, в одному боці якого розташовувався катод, а в іншому анод. З тубуса відчалювали газ до такого стану, при якому молекули газу могли пролетіти від однієї стінки до іншої і при […]...
- Вимушені електромагнітні коливання Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Такі коливання проявляються, наприклад, при наявності в ланцюзі періодичної електрорушійної сили. Змінна ЕРС індукції виникає в дротяної рамки з декількох витків, обертається в […]...
- Електричний струм у вакуумі – фізика До відкриття унікальних властивостей напівпровідників в радіотехніці використовувалися виключно електронні лампи. Відкачуючи газ з посудини (трубки), можна отримати газ з дуже малою концентрацією молекул. Запам’ятай Стан газу, при якому молекули встигають пролетіти від однієї стінки судини до іншої, ні разу не випробувавши зіткнень один з одним, називають вакуумом. Якщо в посудину з вакуумом помістити два […]...
- Фізика провідника в електричному полі Якщо полюса батарейки замкнути металевим дротом, по ній піде електричний струм. Замінимо дріт скляною паличкою – ніякого струму не виникне. Метал є провідником, а скло – діелектриком. Провідники відрізняються від діелектриків наявністю вільних зарядів – заряджених частинок, положення яких не пов’язане з якоюсь крапкою всередині речовини. Вільні заряди приходять в рух під дією електричного поля […]...
- Імпульсні діоди Імпульсні діоди (їх ще називають сигнальними) використовуються в електричних схемах для передачі інформації (сигналу). Таким чином від них потрібно проводити тільки невеликі струми (до 100 мА). Імпульсні діоди загального призначення, такі як діод 1N4148, зроблені з кремнію і мають падіння напруги близько 0.7 В. Германієві діоди, такі як OA90, мають більш низьке падіння напруги – […]...
- Типи випрямлячів Різні типи випрямлячів існують для перетворення змінного струму в постійний. Але всі випрямлячі поділяються на два основних типи: однонапівперіодні і двухнапівперіодні. Двонапівперіодна схема випрямлення Найяскравішим представником двохполуперіодній схеми є схема мостового випрямлення. Такий випрямляч може складатися з чотирьох окремих діодів або бути в монолітному корпусі з чотирма висновками, всередині якого знаходяться всі ті ж чотири […]...
- Фізика електричного опору А зараз давайте подумаємо ось про що. Нехай до кінців провідника докладено постійна напруга U. Тоді на вільні заряди провідника діє сила з боку стаціонарного електричного поля. Раз є сила – значить, ці заряди повинні рухатися з прискоренням; швидкість їх спрямованого руху буде збільшуватися, а разом з нею буде зростати і сила струму. Але закон […]...
- Фізика електромагнітного поля Згадаймо, яким чином Максвелл пояснив явище електромагнітної індукції. Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Якщо у змінному магнітному полі знаходиться замкнутий провідник, то вихрове електричне поле приводить в рух заряджені частинки цього провідника – так виникає індукційний струм, спостерігається в експерименті. Лінії вихрового електричного поля охоплюють лінії магнітного поля. Якщо дивитися з кінця вектора […]...
- Змінний електричний струм Як нам відомо, струм (електричний) буває змінним і постійним. В даний час дуже широко використовується змінний електричний струм. Це пояснюється тим, що електроенергію зі змінним характером можливо транспортувати практично без значних втрат. Змінний електричний струм можна отримати за допомогою електрогенераторів змінного струму із застосуванням ефекту електромагнітної індукції. Робота даної установки проста. Рамка з дроту рухається […]...
- Як працює трансформатор? Використовувана людиною електрична енергія в основному виробляється на великих електростанціях. Ці підприємства передають електрику на районні підстанції, які потім розподіляють його по споживачам. Так як лінії електропередач мають електричним опором, частина енергії електричного струму втрачається, перетворюючись на теплоту. Постійний струм (DC) тече в одному напрямку; змінний струм (АС) періодично змінює свій напрямок. Спочатку для електропостачання […]...
- Струм в напівпровідниках Поява дірки замість електрона зв’язку не залишається непоміченим для інших атомів. У цю дірку може легко заскочити електрон зв’язку від сусіднього атома, так як для цього потрібно набагато менше енергії, ніж для звільнення електрона. Тоді дірка залишиться в сусідньому атомі. У неї може застрибнути електрон з наступного атома, при цьому дірка утворюється в наступному атомі. […]...
- Електричний струм – фізика Жоден сучасна людина не може обійтися без використання електричного струму. Дане поняття характеризує впорядкований рух зарядів, завдяки чому відбувається їх перенесення з однієї області простору в іншу. Таке впорядкований рух може відбуватися у багатьох речовинах – будь-то тверді тіла, рідини, гази або навіть вакуум. Наприклад, якщо ми візьмемо акумулятор, полюса з’єднаємо провідниками, то почнеться рух […]...
- Конденсатор в ланцюзі змінного струму При вивченні постійного струму ми дізналися, що він не може проходити в ланцюзі, в якій є конденсатор. Так як конденсатор – це дві пластини, розділені шаром діелектрика. Для кола постійного струму конденсатор буде, як розрив в ланцюзі. Якщо конденсатор пропускає постійний струм, значить, він несправний. Конденсатор в ланцюзі змінного струму У відмінності від постійного змінний […]...
- Фізика напівровідників До цих пір, кажучи про здатність речовин проводити електричний струм, ми ділили їх на провідники та діелектрики. Питомий опір звичайних провідників знаходиться в інтервалі 10-8 -10-6 Ом – м; питомий опір діелектриків перевищує ці величини в середньому на 20 порядків: +1010 -1016 Ом – м. Але існують також речовини, які за своєю електропровідності займають проміжне […]...
- Польові транзистори: визначення Польові (уніполярні) транзистори діляться на транзистори з керуючим p-n-переходом і з ізольованим затвором. Пристрій польового транзистора з керуючим p-n переходом простіше біполярного. У транзисторі з n-каналом основними носіями заряду в каналі є електрони, які рухаються вздовж каналу від витоку з низьким потенціалом до стоку з більш високим потенціалом, утворюючи струм стоку Iс. Між затвором і […]...
- Величина небезпечного струму Мінімальна величина струму, яку людина може відчувати залежить від роду струму (AC або DC). Для змінного струму (AC) це значення становить не менше 1 мА (середньоквадратична величина) з частотою 50-60 Гц, а для постійного струму (DC) не менше 5 мА. Починаючи з величини змінного струму в 10 міліампер (мА), струм проходячи через тіло людини може […]...
- Конденсатор: визначення Конденсатор – двухелектродний компонент більшості електронних схем. Принцип дії заснований на його здатності накопичувати електричний заряд. Характеризується значенням електричної ємності. Чим вона вища, тим більше електричний заряд здатний накопичувати конденсатор. Зазвичай складається з двох електродів, які називаються обкладками, в формі пластин. Між пластинами знаходиться непровідний шар. По суті це система з двох провідників, між якими […]...