Полупроводниковые приборы и электронные лампы icon

Полупроводниковые приборы и электронные лампы



НазваниеПолупроводниковые приборы и электронные лампы
Дата конвертации21.08.2012
Размер87.24 Kb.
ТипРеферат
Полупроводниковые приборы и электронные лампы


ДОКЛАД"Полупропроводниковые приборы и электронные лампы"ученика 10 "Б" классасредней школы № 536Капустникова Вячеслава-1998--2-ПЛАНСтр. ДИОДПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ........................................................... .........................3ЭЛЕКТРОННАЯЛАМПА...................................................................................................4ТРАНЗИСТОР...................................................................................................................6ТИРИСТОР........................................................................................................................7-3-ДИОД ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ Полупроводниковый диод - прибор, обладающий способностью хорошопропускать через себя электрический ток одного направления и плохо -противоположного направления. Это свойство диода используют, например, ввыпрямителях для преобразования переменного тока в постоянный (ток одногонаправления). Слово "диод" образовалось от греческой приставки "ди" - "дважды" исокращения слова "электрод". Полупроводниковый диод представляет собой полупроводниковую пластинку сдвумя областями разной проводимости: электронной (n - типа) и дырочной (p -типа). Между ними - разделяющая граница, называемая p - n переходом. Область n - типа называют отрицательным электродом, а область p - типа- положительным электродом полупроводникового диода. Диод хорошо пропускаетток, когда его отрицательный электрод соединен с отрицательным полюсомисточника напряжения (батареи), а положительный с положительным полюсом,т.е. когда на диод подается напряжение прямой полярности, или, короче,прямое напряжение. В этом случае электроны в n - области полупроводниковойпластинки будут двигаться к положительному полюсу батареи, т.е. к границе сp - областью; в то же время "дырки" в p - области будут двигаться котрицательному полюсу батареи и, следовательно, к границе с n - областью. Врезультате вблизи p - n перехода произойдет накопление положительных иотрицательных зарядов, и поэтому сопротивление перехода уменьшится. Принапряжении противоположной (обратной) полярности, когда положительный полюсбатареи соединен с n - областью, а отрицательный с p - областью, электроныв n - области и "дырки" в p - области движутся от границы p - n перехода.Вследствие этого происходит уменьшение положительных и отрицательныхзарядов вблизи p - n перехода, и его сопротивление увеличивается. Это иозначает, что при переменном напряжении ток через диод в одном направлениибудет большей силы, чем в другом, т.е. в цепи появится практически токодного направления - произойдет выпрямление переменного тока. Наряду с выпрямительными свойствами p - n переход обладает емкостью,зависящей от значения и полярности приложенного напряжения. При прямомнапряжении емкость диода больше, чем при обратном. С увеличением обратногонапряжения емкость диода уменьшается. Один из способов изготовления диода состоит в следующем.
На пластинкуполупроводника, например германия, обладающего электронной проводимостью,накладывают небольшой кусочек индия и помещают в печь. При высокойтемпературе-4-(около 5000 С) индий вплавляется в пластинку германия, образуя в нейобласть дырочной проводимости. К самой пластине германия и к затвердевшей"капле" индия припаивают два проволочных вывода электродов и приборзаключают в герметический и непрозрачный корпус, чтобы защитить p -nпереход от воздействия влаги и света. Существует много разновидностей полупроводниковых диодов, обладающихспециальными свойствами. Стабилитрон - диод, у которого сопротивление вобратном направлении уменьшается с увеличением силы тока, так чтонапряжение на диоде практически не меняется. Варикап - диод, емкость p - nперехода которого зависит от значения приложенного к нему напряжения. Онможет быть использован в качестве конденсатора, емкостью которогоуправляют, изменяя приложенное напряжение. Фотодиод - полупроводниковыйдиод, в корпусе которого имеется окно для освещения p - n перехода. Поддействием света изменяется сопротивление диода и, следовательно, сила токав его цепи. Кроме того, под действием сета в диде возникает электродвижущаясила, так, что освещенный фотодиод является источником электрическойэнергии. Полупроводниковые диоды применяют для выпрямления переменного тока, длядетектирования слабых радиосигналов, например, в радиоприемниках, длявыделения и обработки электрических сигналов в различных автоматическихустройствах и электронных вычислительных машинах ( ЭВМ ). ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАМПАПервые электронные лампы, или радиолампы, как их иногда называют, былиочень похожи на электрические лампы накаливания. Они имели прозрачныестеклянные баллоны такой же формы, а их нити накала ярко светились. Еще в конце прошлого века известный американский изобретатель Т.А.Эдисон обнаружил, что раскаленная нить обычной лампы испускает,"выбрасывает" большое количество свободных электронов. Это явление,получившее название термоэлектронной эмиссии, широко используется во всехэлектронных лампах. Любая электронная лампа представляет собой металлический, стеклянныйили керамический баллон, внутри которого укреплены электроды. В баллонесоздается сильное разрежение воздуха (вакуум), которое необходимо для того,чтобы газы не мешали движению электронов в лампе и чтобы электроды служилидольше. Катод - отрицательный электрод - является источником электронов. Водних лампах роль катода выполняет нить накала, в других нить служитминиатюрной электроплиткой,-5-нагревающей трубчатый катод. Анод - положительный электрод - обычно имеетформу цилиндра или коробки без двух стенок, он окружает катод. Все названия электронных ламп связаны с числом электродов: диод имеетдва электрода, триод - три, тетрод - четыре, пентод - пять и т.д. До наших дней остался неизменным принцип действия первой электроннойлампы - диода, изобретенного англичанином Флемингом в 1904 г. Основныеэлементы этой простейшей лампы - катод и анод. Из раскаленного катодавылетают электроны и образуют вокруг него электронное "облако". Если катодсоединить с минусом источника питания, а на анод подать плюс, внутри диодавозникает ток. Если же на анод подать минус, а на катод - плюс, ток в цепидиода прекратится. Таким образом, в двухэлектродной лампе - диоде ток можетидти только в одном направлении от катода к аноду, т.е. диод обладаетодносторонней проводимостью тока. Диод использовали для выпрямления переменного тока. В 1906 г.американский инженер Ли де Форест предложил ввести между анодом и катодомлампы еще один электрод - сетку. Появилась новая лампа - триод, неизмериморасширившая область применения электронных ламп. Работа триода, как и всякой электронной лампы, основана насуществовании потока электронов между катодом и анодом. Сетка - третийэлектрод - имеет вид проволочной спирали. Она находится ближе к катоду, чемк аноду. Если на сетку подать небольшое отрицательное напряжение, она будетотталкивать часть электронов, летящих от катода к аноду, и сила анодноготока уменьшится. При большом анодном напряжении сетка становится барьеромдля электронов. Они задерживаются в пространстве между катодом и сеткой,несмотря на то что к катоду приложен минус, а к аноду - плюс источникапитания. При положительном напряжении на сетке она будет усиливать анодныйток. Таким образом, подавая различное напряжение на сетку, можно управлятьсилой анодного тока лампы. Даже незначительные изменения напряжения междусеткой и катодом приведут к значительному изменению силы анодного тока, аследовательно, и к изменению напряжения на нагрузке (например резисторе),включенной в цепь анода. Если на сетку подать переменное напряжение, то засчет энергии источника питания лампа усилит это напряжение. Происходит этопотому, что при переменном напряжении между сеткой и катодом постоянный токв нагрузке лампы изменяется в такт с этим напряжением, причем в значительнобольшей степени, чем изменяется напряжение на сетке. Если этот токпропустить через фильтр верхних частот, то на его выходе потечет переменныйток с большей амплитудой колебаний, а на нагрузке появится большеепеременное напряжение.-6- В дальнейшем конструкции электронных ламп развивались очень быстро -появились лампы, содержащие не одну, а несколько сеток: тетроды (лампы сдвумя сетками) и пентоды (лампы с тремя сетками). Они позволили получитьбольшее усиление сигналов. Триоды, тетроды и пентоды - универсальные электронные лампы. Ихприменяют для усиления напряжения переменного и постоянного токов, дляработы в качестве детекторов и в качестве генераторов электрическихколебаний. Широкое распространение получили комбинированные лампы, в баллонахкоторых имеются по две или даже по три электронные лампы. Это, например,диод - пентод, двойной триод, триод - пентод. Они могут, в частности,работать в качестве детектора (диод) и одновременно усиливать напряжение(пентод).Электронные лампы для аппаратуры малой мощности (радиоприемников,телевизоров, и т.д.) имеют небольшие размеры. Существуют дажесверхминиатюрные лампы, диаметр которых не превышает толщины карандаша.Полную противоположность миниатюрным лампам представляют лампы, применяемыев мощных усилителях радиоузлов или радиопередатчиках. Эти электронные лампымогут генерировать высокочастотные колебания мощностью в сотни киловатт идостигать значительных размеров. Из - за огромного количества выделяющегосятепла приходится применять воздушное или водяное охлаждение этих ламп. ТРАНЗИСТОР Транзистор (от английских слов transfer - переносить и resistor -сопротивление) - электронный полупроводниковый прибор, предназначенный дляусиления, генерирования и преобразования электрических колебаний различныхчастот. Изобретен в 1948 г. американцами У. Шокли, У. Браттейном и Дж.Бардином. Наиболее массовый транзистор представляет собой пластинку германия,кремния или другого полупроводника размером примерно 2 Х 2 мм, обладающегоэлектронной (n - типа) или дырочной (p - типа) электропроводностью, вобъеме которой искусственно созданы две области, противоположные поэлектрической проводимости. Пластинка полупроводника и две области в нейобразуют два p - n перехода, каждый из которых обладает такими жеэлектрическими свойствами, как и полупроводниковый диод. Если самапластинка полупроводника обладает электропроводностью n - типа, а созданныев ней области - электропроводностью p - типа, такой транзистор будетструктуры p - n - p. Если, наоборот, электропроводность пластинки p - типа,а электропроводность ее областей n - типа, структура такого транзистора n -p - n.-7- Независимо от структуры транзистора пластинку полупроводника называютбазой Б, область меньшего объема - эмиттером Э, а область большего объема -коллектором К. Электронно - дырочный переход между коллектором и базойназывают коллекторным, между эмиттером и базой - эмиттерным. Условные обозначения на схемах транзисторов разных структур независимоот технологии изготовления приборов отличаются лишь тем, что стрелка,символизирующая эмиттер, у транзистора структуры p - n - p обращена к базе,а у транзистора n - p - n - от базы. Стрелка эмиттера показываетнаправление тока через транзистор. Транзисторы структур p - n - p и n - p - n называют биполярными, таккак в их работе участвуют и положительные носители тока - "дырки", иотрицательные - электроны. Наряду с биполярными транзисторами (их частоназывают обычными) все большее распространение получают униполярные, вкоторых работают носители тока одного знака - только электроны или только"дырки". Управляет таким транзистором электрическое поле, создаваемоенапряжением входного сигнала. Отсюда второе, наиболее распространенноеназвание униполярных транзисторов - полевые. К семейству транзисторов относятся также фототранзисторы, двухбазовыедиоды и некоторые другие полупроводниковые приборы. В микроэлектронике на одном кристалле полупроводника изготавливаетсябольшое количество транзисторов, составляющих интегральную микросхему. ТИРИСТОР Этот полупроводниковый прибор получил свое название от греческого словаthyra - дверь и английского resistor - сопротивление. По устройству ипринципу работы он очень похож на полупроводниковый диод, но в отличие отнего он управляемый. У тиристоров важная работа: они переклюютэлектрические цепи, регулируют напряжение, преобразуют постоянный ток впеременный. Существует несколько видов тиристоров. Наиболее распространеныдинисторы - тиристоры с двумя выводами и тринисторы - приборы с тремявыводами. Тринистор представляет собой пластинку полупроводника (обычно кремния)с четырьмя чередующимися слоями различной электропроводности, образующимитри p - n перехода. Крайний слой пластинки с дырочной электропроводностью(p - типа) называют анодом, другой крайний слой, имеющий электроннуюэлектропроводность (n --8-типа), - катодом. Тринистор в отличие от динистора имеет еще один выход -от одного из средних слоев пластинки полупроводника (управляющегоэлектрода). Если на управляющий электрод на мгновение подать импульс напряжения, тотринистор откроется, и через него почти беспрепятственно сможет пройти токот источника питания (электрической сети) к нагрузке (например, кэлектродвигателю). Чтобы тринистор перевести в закрытое, непроводящеесостояние, достаточно лишь разомкнуть электрическую цепь, в которую онвключен. "Ключевой" характер действия тринистора позволяет использовать его дляпереключения электрических цепей там, где для этой цели до этого служилитолько электромагнитные реле. Полупроводниковые переключатели легче,компактнее и во много раз надежнее в работе, чем электромагнитные реле смеханически замыкаемыми контактами. В отличие от таких реле они производятпереключение с очень большой скоростью - сотни и тысячи раз в секунду, аесли нужно - еще быстрее. До недавнего времени электрификация железных дорог осуществлялась однимспособом: в контактный провод, подвешенный над рельсами, поступалпостоянный ток, которым и питались двигатели электровоза. Вдоль магистралистроились громоздкие, дорогие и сложные выпрямительные установки. Сегодняэлектрификация железных дорог осуществляется на переменном токе. Это далоэкономию, позволило избавиться от выпрямительных устройств на подстанциях.Такая реконструкция стала возможной благодаря установке на электровозахкомпактных, мощных и эффективных управляемых преобразователей - тринисторови динисторов. Тринисторы используют в современной аппаратуре электрической связи, вбыстродействующих системах дистанционного управления, в вычислительныхмашинах и в энергетических устройствах.




Похожие:

Полупроводниковые приборы и электронные лампы icon1. Обзор и анализ источников питания 3 Выбор и анализ структурной схемы 4
На сегодняшний день появляются все более сложные электронные системы, использующие в качестве элементной базы новейшие полупроводниковые...
Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconУтверждаю
Дисциплина «Электронная техника» является специальной дисциплиной, в которой изучаются электронные приборы, усилительные, преобразовательные,...
Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconКонтрольная работа по дисциплине: «Цены и ценообразование» Вариант №5 студент 3 курса факультет: финансово-кредитный
Предприятие «Луч», выпускающее осветительные приборы, выводит на рынок две новые настольные лампы «Уют» и «Школьник». Для определения...
Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconПрограмма-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 11. 07 «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы» по техническим и физико-математическим наукам Введение
Настоящая программа разработана на основе базовых дисциплин: физика; основы оптики; оптические и оптико-электронные приборы и системы;...
Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconЭлектрический ток в вакууме. Электронные лампы. Их применение Электроника и радио почти ровесники

Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconПриказ Министерства образования и науки РФ от 14 января 2011 г. N 17 "Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности) 200401 Электронные и оптико-электронные приборы и систем
Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования...
Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconЭкзаменационные вопросы по курсу «Электроника»
Излучающие полупроводниковые приборы. Устройство, принцип действия, характеристики и параметры
Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconБиблиография
Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. Справочник. Миркин А. А. М.: Коллектив авторов, 1995. – 640с
Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconИ. П. Жеребцов «Основы Электроники», Ленинград «Энергатомиздат» 1985 г
В. В. Пасынков, Л. К. Чирикин «Полупроводниковые приборы», Москва «Высшая школа» 1987 г
Полупроводниковые приборы и электронные лампы iconДокументы
1. /3.Программы дисциплин/ЕН. 10 Теоретические основы механики электроприводов.doc
2....

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы