Диоды
Полупроводники стали настоящей золотой жилой техники, когда из них
научились делать структуры, похожие на слоистый пирог.
Выращивая слой n-полупроводника на пластинке p-полупроводника, мы
получим двухслойный полупроводник. Переходный слой между ними называется pn-
переходом. Если к каждой половине припаять по соединительному проводу, то
получится полупроводниковый диод, который действует на ток как вентиль: в
одну сторону хорошо пропускает ток, а в другую сторону почти не пропускает.
Как возникает выпрямляющий запирающий слой? Образование слоя
начинается с того, что в p-половине больше дырок, а в n-половине больше
электронов. Разность плотности носителей зарядов начинается
уравновешиваться через переход: дырки проникают в n-половину, электроны в p-
половину.
С помощью внешнего источника тока можно повысить или понизить внешний
потенциальный барьер. Если к диоду приложить прямое напряжение, т.е
положительный полюс соединить с p-половиной, то внешняя электрическая сила
начнёт действовать против двойного слоя, и диод пропускает ток, который
быстро растёт с увеличением напряжения. Если же изменить полярность
проводников, то напряжение падает почти до нулевой отметки. Если диод
подключить в цепь переменного напряжения, то он будет служить как
выпрямитель, т.е на выходе будет постоянное пульсирующее напряжение, по
направлению в одну сторону (от плюса к минусу). Для того чтобы сгладить
амплитуду, или как её ёщё называют "пиковое значение" пульсации тока,
эффективно добавить параллельно диоду конденсатор Выпрямительные приборы
довольно часто требуются в промышленности. Например выпрямители нужны для
правильной работы бытовой техники (т.к почти все электроприборы потребляют
постоянное напряжение. Это телевизоры, радиоприёмники, видеомагнитофоны и
т.д). Также полупроводниковые диоды нужны для расшифровки видео, радио,
фото и других сигналов в частотно-электрические сигналы. С помощью этого
свойства полупроводников мы смотрим телевизор или слушаем радио.
Есть ещё и необычные полупроводниковые диоды- это светодиоды и
фотодиоды. Фотодиоды пропускают ток только при попадании на их корпус
света. А светодиоды при прохождении через них тока, начинают светиться.
Цвет свечения светодидов зависит от того, к какой разновидносте он
принадлежит.
Полупроводниковые диоды подразделяются на группы, в зависимости от их
мощности, диапазона рабочих частот, напряжения и диапазона рабочих частот.
Как у дидов так и у транзисторов есть одно уникальное свойство. При
изменении температуры, их внутреннее сопротивление изменяется и
следовательно величина напряжения выпрямленного тока тоже изменяется в
большую или меньшую сторону. Свето и фотодиоды применяются в качестве
датчиков и индикаторов.
Транзисторы
Без транзисторов не обходится не одно предприятие, которое выпускает
электронику. На транзисторах основана вся современная электроника. Их
широко применяют в теле, радио и даже компьютерных аппаратурах.
Транзисторы представляют собой полупроводниковые приборы с двумя pn-
переходами. В простейшем случае транзисторы состоят из кристалла германия и
двух остриёв (эмиттер и коллектор), касающихся поверхности кристалла на
расстоянии 20-50 микронов друг от друга. Каждое остриё образует с
кристаллом обычный выпрямительный контакт с прямой проводимостью от острия
к кристаллу. Если между эмиттером и базой подать напряжение прямой
полярности, а между коллектором и базой- обратной полярности, то
оказывается, что величина тока коллектора находится в прямой зависимости от
величины тока эмиттера.
Плоскостной транзистор состоит из кристалла полупроводника(германия,
кремния, арсенида, индия, астата, и др.), имеющего три слоя различной
проводимости p и n. Проводимость типа p создаётся избыточными носителями
положительных зарядов, так называемыми "дырками", образующиеся в случае
недостатка электронов в слое. В слое типа n проводимость осуществляется
избыточными электронами. Таким образом, возможны два типа плоскостных
транзисторов: p-n-p, в котором два слоя типа p (например, германия)
разделены слоем n, n-p-n, в котором два слоя типа n разделены слоем типа p.
Из транзисторов можно составить схемы различных назначений. Например можно
собрать усилители тока, мощности, усилители звуковых частот, декодеры
аудио, видео, теле-радио сигналов, а также простейшие логические схемы,
основанные на принципе и-или-не.
Микрочипы
Микрочипы, или как их ещё называют "микросхемы", представляют из себя
обыкновенную пластмассовую пластинку толщиной около 0,5 см, в которой
собраны вместе радиодетали. Микрочипы-это сложнейшие приборы, которые
состоят из множества компонентов,таких как: транзисторы, резисторы,
конденсаторы, диоды, семисторы, термисторы, динисторы, тринисторы и так
далее. Во времена СССР, в стране очень хорошо было налажено производство
радиодеталей. Всё началось с обычных электронных ламп, но из за того, что
они были очень громоздкими, люди придумали более меньшие по размерам
аналоги электронным лампам-транзисторы, а уже в дальнейшем научились
изготавливать и аналоговые микросхемы, которые считались на мировом рынке
одними из лучших. Выпускались три вида микросхем:МИС (малые интегральные
схемы), БИС (большие интегральные схемы) и СБИС (сверхбольшие интегральные
схемы).МИС умещали в себя 10-100 радиодеталей, БИС 100-1000 радиодеталей,
СБИС 1000-10000 радиодеталей. Это было в 70-е года, но теперь, когда
прогресс достиг невероятных размеров, плотность микрочипов увеличилась и
теперь микрочипы состоят из порядка около нескольких миллионов радиодеталей
(компьютерные микропроцессоры). Как возможно уместить такое количество в
микрочипе размером около 25 см2? Всё очень просто. Производят их с помощью
технологии напыления. Все что нужно напыляется различными веществами,
имеющие различные свойства. В результате получаются микротранзисторы,
микрорезисторы, микродиоды, микроконденсаторы и др, размеры которых
несколько микронов (для сравнения один транзистор имеет размер примерно 0,5
х 0,5 см.
Микрочипы находит широкое применение в электротехнике. Из них состоят
приборы компьютерной техники, логики, управления. Микрочипы только что
сошедшие с конвеера имеют различные устройства, это могут как простые
усилители тока, так и процессоры, или даже целые блоки, предназначеные для
систем автоматики. С помощью чипов стало возможно вопускать технику
повышеной компактности.
|
