2011-11-24

1

Złącze PN - podstawa budowy i działania diody, tranzystora, tyrystora.
Wykorzystywane zjawisko tworzenia się warstwy zaporowej na styku
półprzewodników typu N

(negative)

i P

(positive)

.

Złącze PN:

a) półprzewodniki przed zetknięciem, b) po ich zetknięciu:

1. Diody półprzewodnikowe

Zjawisko dyfuzji elektronów i dziur:
- elektrony przechodzą z półprzewodnika typu N do półprzewodnika typu P
- dziury przechodzą z półprzewodnika typu P do półprzewodnika typu N

2011-11-24

2

Polaryzacja diody półprzewodnikowej:

w kierunku przewodzenia:

w kierunku zaporowym:

Styk diody po stronie

półprzewodnika P = anoda.

Po stronie N = katoda.

Charakterystyka prądowo-napięciowa diody

U – napięcie przewodzenia

dla diody krzemowej ok. 0,7 V

dla diody germanowej ok. 0,2 V

Umax – maksymalne napięcie wsteczne

zależy od typu diody ,

od kilku do nawet ok. 1 kV

Przykładowa charakterystyka

2011-11-24

3

Najprostszy układ prostownika półokresowego

zastosowanie diody jako prostownik jednofazowy jednopołówkowy

u

D

u

R

R

u

~

i

u

ωt

2

π

u

R

i

ωt

2

π

u

R

i

u

Rśr

ωt

2

π

u

D

przebieg napięcia zasilającego

przebieg prądu i napięcia na odbiorniku

przebieg napięcia na diodzie

2. Tranzystory bipolarne

Służą do wzmacniania sygnałów elektrycznych.

Tranzystor bipolarny ma 3 warstwy NPN lub PNP, a więc są 2 złącza PN.

Skrajne warstwy: kolektor (C) i emiter (E), warstwa środkowa - baza (B)

W fototranzystorze złącze C-B ma takie własności, jak fotodioda.

Gdy złącze jest nieoświetlone, między bazą a emiterem płynie mały prąd.

2011-11-24

4

Typy tranzystorów bipolarnych

typ NPN:

typ PNP:

Sterując bardzo małym prądem bazy I

B

uzyskuje się zmiany dużo większego

prądu kolektora I

C

o przeciwnym kierunku.

Tranzystor jest więc wzmacniaczem prądu bazy.
Np. dla tranzystorów krzemowych wzmocnienie wynosi kilka tysięcy.

Wzmocnienie prądowe tranzystora - stosunek zmian prądu kolektora do zmian
prądu bazy:

B

C

I

I

Podstawowe układy pracy tranzystora

(tj. układy połączeń ze źródłem napięcia i obciążeniem)

W każdym układzie zachodzą inne relacje między wartościami prądów E, B, C
oraz inne zależności prądów od doprowadzonych napięć.

Ogólny schemat włączenia tranzystora do układu:

2011-11-24

5

Układ wspólnego emitera (WE) - podstawowy układ pracy tranzystora.

Małym prądem bazy sterujemy duży prąd kolektora.

Współczynnik wzmocnienia prądowego:

(najczęściej wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset)

B

C

I

I

K

Przykładowa charakterystyka:

Układ wspólnego kolektora (WC) - tzw. wtórnik emiterowy

Współczynnik wzmocnienia prądowego:

(najczęściej wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset)

B

C

B

C

B

B

E

I

I

I

I

I

I

I

K

1

2011-11-24

6

Układ wspólnej bazy (WB)

Współczynnik wzmocnienia prądowego:

1

E

C

I

I

K