Dioda i zjawisko Zenera zjawiskiem Zenera). Czas tunelowego przejścia donorową. W takim półprzewodniku powstaje
Dioda Zenera dioda ta zachowuje się w nośników jest rzędu 10 - 13s dlatego diody dodatkowy poziom energetyczny (poziom
kierunku przewodzenia jak zwykła dioda tego typu wykorzystuje się do wytwarzania, donorowy) położony w obszarze energii
półprzewodnikowa,ale ma bardzo dokładnie wzmacniania i detekcji słabych drgań wysokich wzbronionej bardzo blisko dna pasma
określone napięcie przebicia w kierunku częstości (rzędu kilkuset gigaherców), w przewodnictwa, lub w samym paśmie
zaporowym.Diod tych używa się do pracy w układach impulsowych (np. cyfrowych) oraz przewodnictwa. Nadmiar elektronów jest
kierunku zaporowym i wykorzystuje się tzw. jako elementy aktywne generatorów. uwalniany do pasma przewodnictwa (prawie
napięcie Zenera Uz(napięcie, przy którym prąd Diody tunelowe wykonywane są z krzemu, pustego w przypadku półprzewodników
wsteczny diody gwałtownie rośnie). Dlatego arsenku galu, antymonku galu, oraz obecnie samoistnych) w postaci elektronów
szeregowo z diodą Zenera należy łączyć już niezbyt często z germanu. swobodnych zdolnych do przewodzenia prądu.
opornik lub inny element ograniczający prąd. Mówimy wtedy o przewodnictwie
Dopuszczalne napięcie wsteczne diody Dioda wsteczna elektronowym, lub przewodnictwie typu n (z
jest ograniczone przez napięcie przebicia, Dioda wsteczna (odwrócona, zwrotna, ang. negative - ujemny).
zwane napięciem Zenera (UZ). Dla wysokich jednotunelowa) - dioda półprzewodnikowa, Wprowadzenie domieszki produkującej
napięć zaporowych natężenie pola której charakterystyka jest bardzo zbliżona do niedobór elektronów (w stosunku do ilości
elektrycznego jest tak duże, że generowane w idealnego zaworu (jeśli pracuje w kierunku niezbędnej do stworzenia wiązań) powoduje
złączu nośniki są przyspieszane do energii, przy polaryzacji zaporowej). Z tego powodu jest powstanie półprzewodnika typu p, zaś
których zderzając się z siecią krystaliczną stosowana do detekcji i mieszania sygnałów. domieszka taka nazywana jest domieszką
powodują generację wtórnych par elektron- Konstrukcyjnie diody wsteczne są podobne do akceptorową. W takim półprzewodniku
dziura, które są dalej powielane itd. W diod tunelowych, z tym, że z powodu słabszego powstaje dodatkowy poziom energetyczny
rezultacie w złączu powstaje lawina nośników i domieszkowania złącza znika (poziom akceptorowy) położony w obszarze
złącze przewodzi. Dla bardzo silnych pól w charakterystyczny punkt szczytowy. energii wzbronionej bardzo blisko wierzchołka
złączu dodatkowo zachodzi efekt uwalniania pasma walencyjnego, lub w samym paśmie
nośników z sieci krystalicznej w wyniku Fotodioda walencyjnym. Poziomy takie wiążą elektrony
odkształcenia pola wiążącego jony. Po Fotodioda jest zbudowana podobnie jak znajdujące się w paśmie walencyjnym (prawie
przekroczeniu napięcia przebicia prąd diody zwykła dioda krzemowa. Różnica jest w zapełnionym w przypadku półprzewodników
gwałtownie zwiększa się. Dzielnik napięcia z obudowie, gdyż znajduje się tam soczewka samoistnych) powodując powstanie w nim
diodą Zenera wykorzystuje się do stabilizacji płaska lub wypukła, umożliwiająca oświetlenie wolnych miejsc. Takie wolne miejsce nazwano
napięć. jednego z obszarów złącza. Fotodiody dziurą elektronową. Zachowuje się ona jak
Przebicie Zenera występuje w złączach silnie wykonuje się z krzemu lub arsenku galu. swobodna cząstka o ładunku dodatnim i jest
domieszkowanych, tzn. takich w których Fotodiodę można traktować jako zródło prądu o zdolna do przewodzenia prądu. Mówimy wtedy
koncentracja domieszek (akceptorów i wydajności zależnej od natężenia oświetlenia. o przewodnictwie dziurowym, lub
donorów) jest bardzo duża i zachodzi dla Fotodiodę polaryzuje się zaporowo przewodnictwie typu p. Dziury, ze względu na
napięć wstecznych mnieszych od 5-6V. zewnętrznym zródłem napięcia. Pod wpływem swoją masę efektywną, zwykle większą od
oświetlenia przez fotodiodę płynie prąd masy efektywnej elektronów, mają mniejszą
Dioda LED wsteczny, który zwiększa się ze wzrostem ruchliwość a przez to oporność materiałów typu
Dioda zaliczana do półprzewodnikowych oświetlenia. Przy braku oświetlenia przez p jest z reguły większa niż materiałów typu n.
przyrządów optoelektronicznych, emitujących fotodiodę płynie niewielki ciemny prąd
promieniowanie w zakresie światła widzialnego, wsteczny I0 wywołany generacją termiczną Prąd zerowy (ruch nośników
jak i podczerwieni. nośników. Prąd ten narasta liniowo wraz ze mniejszościowych w PN)
Działanie diody LED opiera się na zjawisku wzrostem wartości napięcia wstecznego. W złączu mogą przepływać również nośniki
rekombinacji nośników ładunku (rekombinacja mniejszościowe - jest to prąd unoszenia i jego
promienista). Zjawisko to zachodzi w Półprzewodniki zwrot jest przeciwny do zwrotu prądu
półprzewodnikach wówczas, gdy elektrony Półprzewodniki - najczęściej substancje dyfuzyjnego. Ze względu na niską koncentrację
przechodząc z wyższego poziomu krystaliczne, których konduktywność (zwana nośników mniejszościowych wartość prądu
energetycznego na niższy zachowują swój też konduktancją właściwą) jest rzędu 10-8 do unoszenia jest niewielka,rzędu mikroamperów
pseudo-pęd. Jest to tzw. przejście proste. 106 S/m (simensa na metr), co plasuje je (10^-6), a nawet pikoamperów (10^-12).
Podczas tego przejścia energia elektronu między przewodnikami a dielektrykami.
zostaje zamieniona na kwant promieniowania Wartość rezystancji półprzewodnika maleje ze Punkt pracy
elektromagnetycznego. Przejścia tego rodzaju wzrostem temperatury. Półprzewodniki Punkt pracy punkt na charakterystyce
dominują w półprzewodnikach z prostym posiadają pasmo wzbronione między pasmem danego urządzenia lub elementu, w którym
układem pasmowym, w którym minimum walencyjnym a pasmem przewodzenia w zachodzi jego działanie i w którym mogą zostać
pasma przewodnictwa i wierzchołkowi pasma zakresie 0 - 5 eV (np. Ge 0,7 eV, Si 1,1 eV , określone chwilowe parametry pracy takiego
walencyjnego odpowiada ta sama wartość GaAs 1,4 eV, GaN 3,4 eV). Koncentracje urządzenia lub elementu.
pędu. nośników ładunku w półprzewodnikach można Charakterystyka pracy może obejmować
zmieniać w bardzo szerokich granicach, dowolne wielkości fizyczne: napięcie
Dioda pojemnościowa zmieniając temperaturę półprzewodnika lub elektryczne, ciśnienie gazu, temperaturę itp.
Dioda pojemnościowa - dioda natężenie padającego na niego światła lub
półprzewodnikowa, w której wykorzystuje się nawet przez ściskanie lub rozciąganie Określenie punktu pracy danego urządzenia lub
zjawisko zmiany pojemności złącz P-N pod półprzewodnika. elementu jest istotne z uwagi na parametry
wpływem zmiany napięcia przyłożonego w W przemyśle elektronicznym najczęściej własne urządzenia, jak również i parametry
kierunku zaporowym. Konstrukcja złącz stosowanymi materiałami półprzewodnikowymi obwodu w jaki dane urządzenie (element) jest
stosowanych w diodach pojemnościowych jest są pierwiastki grupy 14 (np. krzem, german) włączone. W przypadku parametrów własnych
specjalnie przystosowane do wykorzystania tej oraz związki pierwiastków grup 13 i 15 (np. istotne jest określenie optymalnego punktu
właściwości; półprzewodnik z jakiego arsenek galu, azotek galu, antymonek indu) pracy, dla którego występują najlepsze
wykonywane są diody to zazwyczaj krzem lub lub 12 i 16 (tellurek kadmu). Materiały pożądane własności, lub dla którego żywotność
arsenek galu. półprzewodnikowe są wytwarzane w postaci elementu jest najdłuższa itp.
Wyróżnia się dwa rodzaje diod monokryształu, polikryształu lub proszku. Większość maszyn, urządzeń i elementów ma
pojemnościowych: określony (przez producenta) nominalny punkt
- Warikapy (od variable capacitance, zmienna pracy, który gwarantuje poprawną i
pojemność) są używane głównie w układach Półprzewodniki związków chemicznych bezawaryjną pracę, najdłuższą żywotność,
automatycznego strojenia, jako elementy Właściwości półprzewodnikowe wykazuje maksymalną sprawność itp. Określenie
obwodów rezonansowych. Pojemności rzędu 10 szereg materiałów w postaci podwójnych nominalnego punktu pracy nie jest zawsze
- 500pF. związków typu A(x)B(8-x), gdzie x oznacza zagadnieniem prostym do rozwiązania. W
- Waraktory (od variable reactor, zmienna grupę do której należą pierwiastki A, a (8-x) przypadku złożonych i nieliniowych systemów
reaktancja (elektryczność)), pojemności rzędu grupę do której należą pierwiastki B. Związki istnieje bardzo wiele czynników jakie należy
0,2 - 20pF. Używane głównie w zakresie typu A(1)B(7) to np. CuBr, KBr, LiF ale bez wziąć pod uwagę. W takim przypadku
wysokich częstotliwości, jak również szerszego zastosowania związki A(2)B(6) to znalezienie globalnego minimum jest bardzo
mikrofalowym (5 - 200 GHz). Znajdują tlenki, siarczki, selenki i tellurki metali drugiej trudne, a czasami nawet niemożliwe.
zastosowanie np. w powielaczach częstotliwości grupy, z których najważniejsze to: CdS, ZnS,
CdSe, ZnSe, HgSe, CdTe, HgTe Zwiazki Rekombinacja par dziura - elektron
A(3)B(5), o szerokim zastosowaniu w W stanie równowagi termodynamicznej tj.
Dioda tunelowa elektronice, takie jak azotki, fosforki, arsenki i gdy z zewnątrz nie przyłożono żadnego pola
Dioda tunelowa, rzadziej dioda Esakiego - antymonki aluminium, galu, indu: GaAs, GaP, elektrycznego, w pobliżu styku obszarów P i N
dioda półprzewodnikowa, która dla pewnego GaN, InSb, InP, AlAs Zwiazki A(4)B(4), w tym swobodne nośniki większościowe
zakresu napięć polaryzujących charakteryzuje głównie SiC i SiGe Z innych związków należy przemieszczają się (dyfundują), co
się ujemną rezystancją dynamiczną. wymienić A(4)B(6): PbS, PbSe, PbTe oraz spowodowane jest różnicą koncentracji
Charakterystka prądowo-napięciowa diody związki bardziej złożone i roztwory stałe nośników. Gdy elektrony przemieszczą się do
tunelowej GaAlAs, GaAsP, InGaSb, InCdSeTe. obszaru typu P, natomiast dziury do obszaru
Taką charakterystykę uzyskuje się w złączach typu N (stając się wówczas nośnikami
silnie domieszkowanych, wówczas możliwe jest Półprzewodniki typu n i typu p mniejszościowymi) dochodzi do rekombinacji z
przejście tunelowe nośników z pasma Wprowadzenie domieszki produkującej nośnikami większościowymi, które nie przeszły
walencyjnego do pasma przewodzenia zarówno nadmiar elektronów (w stosunku do ilości na drugą stronę złącza.Rekombinacja polega na
z obszaru półprzewodnika typu p+ do n+, jak i niezbędnej do stworzenia wiązań) powoduje "połączeniu" elektronu z dziurą, a więc
z obszaru n+ do p+, także przy polaryzacji powstanie półprzewodnika typu n, zaś powoduje "unieruchomienie" tych dwu
złącza w kierunku przewodzenia (porównaj ze domieszka taka nazywana jest domieszką swobodnych nośników.
Tranzystor określa jak bardzo wzmacniacz obciąża z jednego zródła mamy do czynienia ze
Tranzystor - trójzłączowy zródło sygnału (im większa, tym lepiej) sterowaniem asymetrycznym, wyjście sygnału
półprzewodnikowy element elektroniczny, może być symetryczne, lub asymetryczne -
" rezystancja (impedancja) wyjściowa
posiadający zdolność wzmacniania sygnału między kolektorem tranzystora pierwszego lub
określa jak duża część wzmocnionego
elektrycznego. Według oficjalnej dokumentacji drugiego i wspólnym punktem wyjścia i wejścia
sygnału zostanie "stracona" w obwodach
z Laboratorium Bella nazwa urządzenia tj. masą.
wzmacniacza (im mniejsza, tym lepiej)
wywodzi się od słów transkonduktancja
" pasmo przenoszonych częstotliwości
(transconductance) i warystor (varistor), jako Zjawisko tunelowe
że "element logicznie należy do rodziny W silnie domieszkowanym złączu p-n
" stosunek sygnał/szum
warystorów i posiada transkonduktancję szerokość obszaru ładunku przestrzennego jest
typową dla elementu z współczynnikiem niewielka. Jeśli napięcie polaryzcji wstecznej
Wzmacniacz operacyjny
wzmocnienia co czyni taką nazwę opisową". takiego złącza będzie większe od napięcia
Wzmacniacz operacyjny to
Zenera, to górna krawędz pasma walencyjnego
wielostopniowy, różnicowy wzmacniacz prądu
stan nasycenia: złącza BE i CB spolaryzowane obszaru typu P znajdzie się wyżej niż dolna
stałego, charakteryzujący się bardzo dużym
są w kierunku przewodzenia, krawędz pasma przewodzenia obszaru typu N.
różnicowym wzmocnieniem napięciowym rzędu
Dlatego jeśli elektron znajdujący się na
stu kilkudziesięciu decybeli i jest przeznaczony
Tranzystor bipolarny poziomie walencyjnym w obszarze typu P
zwykle do pracy z zewnętrznym obwodem
Tranzystor bipolarny, zwany też przejdzie przez obszar ładunku przestrzennego
sprzężenia zwrotnego, który decyduje o
warstwowym, stanowi kombinacją dwóch do obszaru typu N, to bez zmiany energii stanie
głównych właściwościach całego układu.
półprzewodnikowych złączy PN, wytworzonych się tam swobodnym nośnikiem elektronem
Wzmacniacze operacyjne są najbardziej
w jednej płytce półprzewodnika. Procesy znajdującym się w paśmie przewodzenia
rozpowszechnionym analogowym układem
zachodzące w jednym złączu oddziałują na półprzewodnika typu N. Takie przejście
elektronicznym, realizowanym obecnie w
drugie, a nośnikami ładunku elektrycznego są nazywane jest przejściem tunelowym.
postaci monolitycznych układów scalonych.
dziury i elektrony. Tranzystory bipolarne
Wielka uniwersalność, przy jednoczesnym
wykonywane są najczęściej z krzemu, rzadziej Złącze p-n
wykorzystaniu istotnych właściwości układów
z germanu. Ze względu na kolejność ułożenia Złączem p-n nazywane jest złącze dwóch
scalonych, daje możliwość stosowania ich w
warstw półprzewodnika rozróżniamy: półprzewodników niesamoistnych o różnych
rozmaitych układach, urządzeniach i systemach
" tranzystory p-n-p typach przewodnictwa: P i N.
elektronicznych, zapewniając masową
" tranzystory n-p-n W obszarze typu N występują nośniki
produkcję, niską cenę i bardzo dobre
Tranzystor bipolarny składa się z trzech większościowe ujemne (elektrony) oraz
parametry użytkowe.
obszarów o przeciwnym typie przewodnictwa, unieruchomione w siatce krystalicznej atomy
Wzmacniacz operacyjny posiada dwa wejścia:
co powoduje powstanie dwóch złączy: PN i NP. domieszek (donory). Analogicznie w obszarze
odwracające (oznaczane symbolem '-', napięcie
W tranzystorze bipolarnym poszczególne typu P nośnikami większościowymi są dziury o
na tym wejściu U - ) i nieodwracające
obszary półprzewodnika mają swoją nazwę: B ładunku elektrycznym dodatnim oraz atomy
(oznaczane symbolem '+', napięcie na tym
baza, E emiter, C kolektor. A złącza domieszek (akceptory). W półprzewodnikach
wejściu U + ), oraz jedno wyjście (napięcie
nazywa się obu typów występują także nośniki
wyjściu UO); różnica napięć wejściowych
" złączem emiterowym (złącze emiter-baza); mniejszościowe przeciwnego znaku niż
nazywa się napięciem różnicowym (Ud = U + -
" złączem kolektorowym (złącze baza- większościowe; koncentracja nośników
U - ).
kolektor). mniejszościowych jest dużo mniejsza niż
Idealny wzmacniacz charakteryzuje się:
większościowych.
" nieskończenie dużym różnicowym
Tranzystor unipolarny
wzmocnieniem napięciowym,
Tranzystor, w którym sterowanie prądem
odbywa się za pomocą pola " zerowym wzmocnieniem sygnału
elektrycznego.Tranzystory polowe w skrócie wspólnego,
FET (Field Effect Transistor), są również
" nieskończenie dużą impedancją
nazywane unipolarnymi. Działanie tych
wejściową,
tranzystorów polega na sterowanym
" zerową impedancją wyjściową,
transporcie jednego rodzaju nośników, czyli
albo elektronów albo dziur. Sterowanie
" nieskończenie szerokim pasmem
transportem tych nośników, odbywającym się
przenoszonych częstotliwości,
w części tranzystora zwanej kanałem, odbywa
" nieskończenie dużym zakresem
się za pośrednictwem zmian pola elektrycznego PRAWDA CZY FAASZ??
dynamicznym sygnału.
przyłożonego do elektrody zwanej bramką. 1. Pólprzewodnik samoistny ma w
przybliżeniu taką samą koncentrację
Wzmacniacz różnicowy
Wzmacniacz elektryczny swobodnych elektronów i dziur - P
(dwutranzystorowy)
Wzmacniacz elektryczny (wzmacniacz) to układ 2. Si i GaAs są półprzewodnikami prostą
Wzmacniacz różnicowy - jeden z
elektroniczny, którego zadaniem jest przerwą energetyczną - F
najbardziej powszechnie używanych
wytworzenie na wyjściu sygnału o wartości 3. Półprzewodniki ze skośną przerwą
współczesnych analogowych układów
większej, proporcjonalnej do sygnału energetyczną bywają stosowane do produkcji
elektronicznych. Wzmacniacz różnicowy jest
wejściowego. Dzieje się to kosztem energii diod LED - F
układem symetrycznym. W najprostszej wersji
pobieranej z zewnętrznego zródła zasilania. 4. Krzem typu 'p' otrzymuje się dzięki
składa się z dwóch tranzystorów sprzężonych
Wzmacniacze są budowane przy użyciu dodatkowemu wprowadzaniu atomów z V grupy
ze sobą za pośrednictwem rezystora Re.
elementów aktywnych (niegdyś lamp układu okresowego-F
Ponadto ten rezystor stabilizuje punkty pracy
elektronowych, obecnie tranzystorów). 5. Ge(x)Si(1-x) jest półprzewodnikowym
obu tranzystorów i wymusza on wartość prądu
Ze względu na parametr sygnału, który jest związkiem chemicznym - F
Ie płynącego we wspólnym obwodzie. Przy
wzmacniany, wzmiacniacze dzielone są na: 6. Przy polaryzacji złącza w kierunku
dużej wartości rezystancji Re prąd Ie nie
przewodzenia prąd jest sumą nośników prądu
" wzmacniacze prądu (współczynnik
zmienia się.
nośników większościowych i mniejszościowych
wzmocnienia napięciowego równy jest 1)
Wzmacniacz różnicowy może być sterowany z
- F
dwóch zródeł, które dołącza się do baz obu
" wzmacniacze napięcia (współczynnik
7. Przy polaryzacji słabo
tranzystorów tzw. sterowanie symetryczne,
wzmocnienia prądowego równy jest 1)
domieszkowanego złącza w kierunku
albo z jednego zródła - asymetryczne. Wyjście
zaporowym, prąd praktycznie nie zależy
" wzmacniacze mocy (wzmacniane są
układu może być symetryczne - z kolektorów
od przyłożonego napięcia - P
równocześnie prąd i napięcie)
obu tranzystorów albo asymetryczne - między
8. Prąd płynący w złączu p-n zależy od
najczęściej stosowane we
kolektorem jednego z tranzystorów a masą.
kwadratu temperatury i przyłożonego napięcia
wzmacniaczach akustycznych
Układ umożliwia więc asymetryczne bądz
- F
" Ze względu na rodzaj wzmacnianego symetryczne wejście i wyjście w różnych
9. Szerokość warstwy zaporowej złącza
sygnału elektrycznego stosuje się kombinacjach.
jest tym szersza im większy jest stopień
podział: Głównymi zastosowaniami są wzmacnianie,
domieszkowania - P
mnożenie, ograniczanie, przełączanie oraz jako
" wzmacniacze stałoprądowe (lub 10. Obszary bazy, kolektora i emitera mają
elementy niektórych układów cyfrowych.
wzmacniacze przezbiegów takie same rozmiary - F
Idealny wzmacniacz różnicowy jest układem o
wolnozmiennych) 11. W tranzystorze przy braku prądu bazy
dwu wejściach, który wzmacnia tylko różnicę
(Ib=0) nie płynie również prąd kolektora
" wzmacniacze pasmowe wzmacniają
napięć wejściowych niezależnie od wartości
(Ic=0) - P
sygnału z zadanego zakresu
bezwzględnej tych napięć.
12. Zjawisko przejścia tunelowego nośników
częstotliwości
We wzmacniaczu różnicowym wyjście może być
przez złącze zachodzi bez zmiany ich energii - P
symetryczne, niesymetryczne lub
" wzmacniacze selektywne zakres
13. Diodę Zenera stosuje siędo stabilizacji
asymetryczne.
częstotliwości jest względnie wąski
prądu - F
Najprostszy układ wzmacniacza składa się z
14. W tranzystorze polowym prąd drenu
" wzmacniacze szerokopasowe
dwu tranzystorów bipolarnych typu npn,
tworzą tylko elektrony lub tylko dziury - P
" Najważniejsze parametry elektryczne zasilania i trzech oporników. Układ może być
15. Tranzystor w stanie aktywnym ma złącze
wzmacniaczy to: sterowany z jednego zródła lub dwóch.
BE spolaryzowane w kierunku zaporowym, a
Obciążenie może być dołączone do dowolnego
" współczynnik wzmocnienia prądowego złącze BC w kierunku przewodzenia F
wyjścia, może znajdować się między dwoma
" współczynnik wzmocnienia napięciowego
wyjściami. Przy każdej z możliwych kombinacji
uzyskuje się różne parametry. Przy sterowaniu
" rezystancja (impedancja) wejściowa
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Ściąga układy elektroniczne IŚciaga elektryczność niebieskaelektrotechnika 2 15 16 Kubeck elektrotechnika kubecki sciągaściąga elektryczaelektroniczny bębenElektrotechnika i elektronika samochodowa Walusiakelektronowy (2)elektryczne gitary gon pawiaelektro zerowkaSciaga pl Podział drukarek komputerowychSieci elektroenergetzcynesong23 Elektryczne gitary Dzieci text tabdydaktyka egzamin sciagaElektroenergetyka opracowanie1więcej podobnych podstron