Если вы хотите начать зарабатывать деньги в интернете, то самым оптимальным вариантом для вас станет использование "Блогуна". Все просто - вы создаете блог и размещаете в нем рекламные посты, за это система вам платит деньги. Чем качественнее блог - тем выше ваш доход.
Устройство транзистора с р-n-затвором показано на рисунке.
На подложке из р-кремния создается тонкий слой полупроводника и-типа, выполняющий функции канала, т. е. токопроводящей области, сопротивление которой регулируется электрическим полем. Канал изолирован р-n-переходами как от подложки, так и от находящегося над ним затвора — электрода, под которым создается электрическое поле, воздействующее на сопротивление канала. На концах канала находятся исток и сток — сильно легированные n+-области, с помощью которых канал включается в цепь управляемого тока.
Длину канала (см. рисунок) делают очень малой (единицы микрометров), ширину канала ω — по возможности большой (обычно в сотни и даже тысячи раз больше длины).
Рассмотренный полевой транзистор имеет канал с электропроводностью n-типа, или, как говорят, n-канал. Существуют также транзисторы с p-каналом, они имеют такие же устройство и принцип действия, отличаются лишь полярностью напряжений питания.
Принцип действия. Прикладывая к затвору обратное напряжение UЗИ, можно изменять ширину верхнего p-n-перехода. При этом р-п-переход, проникая на большую или меньшую глубину в канал, изменяет толщину канала 2у, а следовательно, и его электрическую проводимость. В результате будет изменяться величина тока IС, протекающего по каналу и в выходной цепи транзистора, под воздействием приложенного к стоку напряжения UСИ. На этом принципе и основано действие транзистора с p-n-затвором.
Нижний p-n-переход (канал — подложка) служит для изоляции канала от подложки и установки начальной толщины канала. Подложка может служить вторым управляющим электродом либо подключаться к затвору.
Полевые транзисторы с металлополупроводниковым затвором (затвором Шоттки) имеют принцип действия практически такой же, как транзисторы с p-n-затвором; присущие им особенности будут отмечены в соответствующих местах.
Полевыми транзисторами называют полупроводниковые приборы, у которых для управления током используется зависимость электрического сопротивления токопроводящего слоя от напряженности поперечного электрического поля.
Слой полупроводника, в котором регулируется поток носителей заряда, называется каналом. Электрическое поле, воздействующее на сопротивление канала, создается с помощью расположенного над каналом металлического электрода, называемого затвором.
Затвор должен быть электрически изолирован от канала. В зависимости от способа изоляции различают:
- транзисторы с управляющим р-п-переходом или с р-п-затвором (изоляция затвора от канала осуществляется обедненным слоем р-п-перехода);
- транзисторы с металлополупроводниковым затвором или затвором Шоттки (изоляция затвора от канала осуществляется обедненным слоем т-п- или m-р- перехода);
- транзисторы, у которых затвор изолирован от канала диэлектриком,— транзисторы с изолированным затвором.
Под названием «высокочастотные диоды» объединим целую группу полупроводниковых диодов, предназначенных для обработки высокочастотных сигналов, а именно:
- детекторные диоды, предназначенные для выделения низкочастотного сигнала из модулированного колебания;
- смесительные диоды, используемые для изменения несущей частоты модулированного колебания;
- модуляторные диоды, предназначенные для модуляции высокочастотного колебания, и др.
Для всех этих диодов общим является работа на высоких частотах.
Если на низких частотах ток в цепи диода определяется только активными сопротивлениями электронно-дырочного перехода (Rп),
а также р- и n-областей полупроводника (rб), то при работе диода на высоких частотах большую роль играют барьернат и диффузионная емкости. В результате совместного влияния этих емкостей и активного сопротивления г6 свойства диода на высоких частотах оказываются совершенно иными, чем на низких частотах, выпрямительный эффект с ростом частоты почти полностью исчезает.
Для расширения частотного диапазона диода необходимо уменьшить его емкость Сд и сопротивление базы rб (см. рисунок).
Для уменьшения емкости р-n-перехода в высокочастотных диодах часто применяют точечную конструкцию (рис. а). Монокристалл германия или кремния n-типа является базой диода. База припаяна к выводу свинцово-оловянным припоем, обеспечивающим омический контакт. С другой стороны к базе прижата вольфрамовая игла, имеющая диаметр острия не более 20—30 мкм. Благодаря малой площади контакта обеспечивается получение малой емкости перехода (порядка десятых долей пикофарада). Электродная система с целью защиты от воздействия окружающей среды заключена в герметичный стеклянный корпус; выводы электродов сделаны из ковара, имеющего такой же температурный коэффициент расширения, что и стекло.
Контакт вольфрамовой иглы с поверхностью полупроводника обладает выпрямительными свойствами, однако для создания стабильного выпрямляющего контакта, имеющего более высокое пробивное напряжение, диод обычно подвергают электроформовке путем кратковременного (1/4 с) пропускания мощного импульса тока. Вследствие сильного локального разогрева приконтактной области, приводящего к частичному расплавлению кристалла и конца иглы, возникает диффузия примесей в кристалл и под острием иглы после резкого охлаждения образуется небольшая по объему р-область, возникает р-n-переход (рис. б). Для повышения прямой проводимости диода на конец иглы перед формовкой иногда наносят акцепторную примесь (индий или алюминий), при этом концентрация акцепторов в р-области достигает 1017 см-3, а прямая проводимость— 100мА/В. Из упомянутых материалов лучшие результаты, сточки зрения высокочастотных свойств, дает алюминий, позволяющий получить меньший радиус р-n-перехода.
Предельная частота точечных диодов благодаря малой емкости перехода составляет 300—600 МГц. Изготовляют также диоды на частоты порядка десятков гигагерц. У них емкость перехода еще меньше, что достигается специальной заточкой иглы с использованием прижимного контакта без электроформовки. Предусмотрено максимальное уменьшение индуктивности выводов. Однако допустимое обратное напряжение у таких диодов не превышает 3—5 В; низкой получается допустимая мощность рассеяния.
Особенностью вольт-амперной характеристики точечного диода является отсутствие горизонтального участка на обратной ветви, плавный переход в режим пробоя, что вызывается неоднородностью структуры диода.
Для точечных диодов характерен большой разброс по обратному току и прямой проводимости. Параметры подвержены заметному изменению в процессе хранения и эксплуатации. Для частичной стабилизации диоды в процессе изготовления подвергают искусственному старению.
На высоких частотах применяют также так называемые микросплавные диоды, имеющие малую площадь перехода. Диоды с микросплавными переходами выгодно отличаются от точечных лучшей стабильностью параметров, но емкость перехода у них больше и предельные частоты ниже, чем у точечных диодов. К этому типу приборов относится диод Д223, имеющий Iвыпр=50мА, Uобр до150 В, fпред =20МГц.
К полупроводникам относятся вещества, занимающие по величине удельной электрической проводимости промежуточное положение между проводниками (металлами) и диэлектриками. Значения удельной электрической проводимости этих трех классов веществ приведены в таблице 1.
Таблица 1
Электропроводность веществ
Удельная электрическая Удельное электрическое
Класс вещества проводимость, См/см сопротивление, Ом-см
Проводники 104 <10-4
Полупроводники 104-10-10 10-4-1010
Диэлектрики <10-10 >1010
Основным признаком, выделяющим полупроводники как особый класс веществ, является сильное влияние температуры и концентрации примесей на их электрическую проводимость. Так, например, даже при сравнительно небольшом повышении температуры проводимость полупроводников резко возрастает (до 5—6% на 1˚С). Проводимость же металлов с ростом температуры не увеличивается, а падает очень незначительно: изменение составляет десятые доли процента на 1˚С. Введение примеси в полупроводник в количестве 10-7-10-9 % уже существенно увеличивает его проводимость.
У большинства полупроводников сильное изменение электрической проводимости возникает под действием света, ионизирующих излучений и других энергетических воздействий. Таким образом, полупроводник — это вещество, удельная проводимость которого существенно зависит от внешних факторов.
Полупроводники представляют собой наиболее многочисленный класс веществ. К ним относятся химические элементы: бор, углерод, кремний, фосфор, сера, германий, мышьяк, селен, серое олово, теллур, йод, химические соединения CuCl, CaAs, GeSi, CuO, PbS и др., большинство минералов — природных химических соединений, число которых доходит до 2000, и многие органические вещества.
В электронике находит применение лишь ограниченное число полупроводниковых веществ. На первом месте среди них стоят германий, кремний, арсенид галлия, используемые в качестве основы при изготовлении полупроводниковых приборов. Бор, фосфор, мышьяк и некоторые другие вещества используют в качестве примесей.
Биполярным транзистором называют трехэлектродный полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих электронно-дырочных перехода. В транзисторе чередуются по типу электропроводности три области полупроводника. В зависимости от порядка чередования областей различают транзисторы типов р-п-р и п-р-п; принцип действия их одинаков.
Одну из крайних областей транзисторной структуры легируют сильнее; ее используют обычно в режиме инжекции и называют эмиттером. Промежуточную область называют базой, а другую крайнюю область — коллектором. Основным назначением коллектора является экстракция носителей заряда из базовой области, поэтому размеры у него больше, чем у эмиттера. Электронно-дырочный переход между эмиттером и базой называют эмиттерным, а между коллектором и базой- коллекторным. Показанные на рис. 4.1 жирными линиями электроды создают омический контакт эмиттерной, базовой и коллекторной областей с соответствующими выводами. На эмиттер для обеспечения режима инжекции подается прямое напряжение UЭБ, а на коллектор, работающий в режиме экстракции,- обратное напряжение UКБ. Общая точка эмиттерной и коллекторной цепей соединена с базовым электродом. Такое включение транзистора носит название Схемы с общей базой.
Толщина базы ω в транзисторе значительно меньше диффузионной длины дырок, благодаря этому основная часть дырок, инжектируемых эмиттером, пролетает сквозь базу до коллекторного перехода. Здесь дырки увлекаются полем коллекторного перехода, включенного в обратном направлении, и создают в его цепи ток, величина которого пропорциональна эмиттерному току IЭ:
I’к=α IЭ.
Коэффициент пропорциональности а называется коэффициентом передачи тока эмиттера. При достаточно тонкой базе, когда потери дырок за счет рекомбинации их в базе малы, коэффициент передачи тока может доходить до 0,99 и более.
Кроме того, в цепи коллектора протекает собственный обратный ток коллекторного перехода, имеющий небольшую величину. Его обозначают IКБ0- Индекс К указывает, что это собственный обратный ток коллекторного перехода, индекс Б означает, что транзистор включен по схеме с общей базой, индекс 0 указывает, что ток измеряется при разомкнутой цепи эмиттера (обрыв). Как и в полупроводниковом диоде, собственный обратный ток коллекторного перехода имеет три составляющие: ток экстракции IКо, термоток перехода IКт и ток поверхностной проводимости перехода IКу:
IКБо=IКо+IКт+IКт.
Полный ток коллектора
IК=α IЭ+IКБо.
Транзистор представляет собой управляемый прибор, его коллекторный ток зависит от тока эмиттера. Изменение тока коллектора при изменении эмиттерного тока происходит с очень малой инерцией, если база достаточно тонкая. Это позволяет использовать транзистор не только на низких, но и на высоких частотах.
Поскольку напряжение в цепи коллектора, включенного в обратном направлении, может быть значительно больше, чем в цепи эмиттера, включенного в прямом направлении, а токи в этих цепях практически равны, мощность, создаваемая переменной составляющей коллекторного тока в нагрузке R, может быть значительно больше мощности, затрачиваемой на управление током в цепи эмиттера, т. е. транзистор обладает усилительным эффектом.
Эти качества в сочетании с малыми габаритами, высокой надежностью, долговечностью и экономичностью обусловили широкое применение транзисторов в современной электронной технике.
Полупроводниковым диодом называется двухэлектродный прибор, основу которого составляет р-n-структура, состоящая из областей р-типа и n-типа, разделенных электронно-дырочным переходом.
Одна из областей р-n-структуры, называемая эмиттером, имеет большую концентрацию основных носителей заряда, чем другая область, называемая базой.
База и эмиттер с помощью электродов Э, образующих омические переходы, соединяются с металлическими выводами В, посредством которых диод включается в электрическую цепь.
Основным структурным элементом полупроводникового диода, определяющим его функциональные свойства, является р-п-переход — тонкий промежуточный слой между р-n-областями.
Для пояснения сказанного рассмотрим устройство и принцип изготовления сплавного германиевого диода. База диода представляет собой пластинку монокристаллического германия n-типа, легированного сурьмой (1014—1016 см-3). Эту пластинку с помещенным на ней кусочком индия нагревают в водородной печи. При температуре около 560°С индий плавится и германий частично растворяется в нем. В пластинке получается углубление, заполненное раствором. Далее начинается охлаждение. Поскольку в холодном индии растворимость германия меньше, при охлаждении германий рекристаллизуется (атомы его «пристраиваются» к решетке). При этом захватываются и атомы индия, в результате образуется слой германия р-типа с концентрацией акцепторной примеси до 1018 см-3.
После химической обработки, травления и промывки изготовленную р-n-структуру монтируют в герметичный металлический корпус, обеспечивающий защиту ее от воздействия окружающей среды.
Прогрессивной разновидностью полупроводниковых диодов являются планарно-эпитаксиальные диоды.
В этих приборах базу изготовляют путем наращивания на подложке 4 из низкоомного кремния тонкого слоя 3 высокоомного полупроводника, повторяющего структуру подложки. Этот слой, называемый эпитаксиальным, покрывают плотной защитной пленкой 2 двуокиси кремния Si02 толщиной до 1 мкм. В пленке протравливают окно, через которое путем диффузии бора или алюминия создается р-n-переход 1, выход которого на поверхность оказывается сразу же надежно защищенным пленкой окисла.
На просторах интернета нашлась очень замечательная контора - Блогун. Она позволяет владельцам блогов зарабатывать деньги. Заработать могут даже владельцы блогов на LiveJournal, LiveInternet и mail.ru.
Что дает Блогун владельцам блогов?
• Привлечение посетителей
• Улучшение репутации
• SEO-эффект
Заходите сюда и регистрируйтесь прямо сейчас! Заработайте на своем блоге!