|
|
Буквенно-цифровое обозначение стабилитроновБЦО стабилитронов состоит из четырех элементов: 1. Первый элемент – буква “K” (для стабилитронов бытовой техники) или цифра “2” (для стабилитронов с военной приемкой). Этот элемент указывает на материал полупроводника, т.е. на кремний (Si).
2. Второй элемент – буква “C” (указывает, что данный прибор является стабилитроном).
3. Третий элемент – трехзначное число (серия). Первая цифра серии указывает на мощность стабилитрона. По второй и третьей цифрам серии определяют номинальное напряжение стабилизации.
В таблице указаны первые цифры серии. 4. Четвертый элемент – буква (указывает группу по разбросу параметров). Пример1: КС182А К – кремниевый, бытовой С – стабилитрон 182 – серия 1 – маломощный, А – разброс параметров
Пример2: 2С620А 2 – кремниевый, с военной приемкой С – стабилитрон 620 – серия 6 – средней мощности, А – разброс параметров Фотодиод Фотодиоды – это полупроводниковые диоды, преобразующие световую энергию в энергию электрическую. Обозначение:
Изготавливают фотодиоды из германия и кремния. Работает фотодиод при обратном включении. Устройство: P-n переход помещается в металлический корпус со стеклянным окном. Принцип работы: Принцип работы фотодиода основан на внутреннем и внешнем фотоэффекте. Когда диод не освещен, в цепи протекает обратный темновой ток небольшой величины
(Используется при слабых световых (Используется при мощных потоках) световых потоках, например, солнечное излучение)
 Рассмотрим фотодиодный режим:
ЕВН
      
а) Пусть имеется поток фотонов с энергией б) Пусть освещение перехода отсутствует. В этом случае фотогенерация также будет отсутствовать, поэтому через переход суммарным полем будут перебрасываться в небольшом количестве ННЗ, образованные за счет генерации, и через диод будет протекать темновой ток Рассмотрим ве́нтильный режим: В этом режиме будут происходить те же самые процессы, что и в фотодиодном режиме, только переброс ННЗ через переход будет осуществляться исключительно за счет внутреннего поля Применение фотодиодов: · В вычислительной технике фотодиоды используют в устройствах ввода-вывода информации, т.к. фотодиоды обладают хорошей развязкой между входом и выходом (отсутствует электрическая связь между входом и выходом). · В кино-, фото-аппаратуре. · В оптронах в качестве фотоприёмников. · Вентили – в качестве солнечных батарей.
Светодиод Светодиоды – это полупроводниковые диоды, преобразующие электрическую энергию в световую. Обозначение:Пример: АЛ102Б, АЛ307А
Принцип работы: Под действием прямого напряжения ОНЗ диффундируют в соседние области, где они рекомбинируют с зарядами противоположного знака. Рекомбинация сопровождается переходом электронов из ЗП в ВЗ. При этом выделяется энергия в виде квантов излучения W(эВ)
Для получения видимого излучения, необходимо, чтобы ширина запрещенной зоны находилась в пределах: Отсюда видно, что германий и кремний для изготовления светодиодов непригодны, т.к. они имеют ширину запрещенной зоны меньшую, чем необходимо для видимого излучения ( Для изготовления светодиодов применяется фосфид галлия (GaP), карбид кремния (SiC), тройные соединения, называемые твердыми растворами и состоящими из галлия, алюминия и мышьяка (Ga, Al, As) или галлия, мышьяка, фосфора (Ga, As, P). Внесение в полупроводник некоторых примесей позволяет получить свечение различного цвета. Кроме светодиодов, дающих видимое свечение, используются светодиоды инфракрасного излучения на основе арсенида галлия (GaAs), у которого Конструктивно светодиоды выполняются: · В непрозрачных корпусах с линзой, обеспечивающей направленное излучение. · В прозрачном пластмассовом корпусе, создающем рассеянное излучение. · В бескорпусном варианте. Применение: Индикация, реле, датчики, пульты. Лазеры Существование лазера предсказал писатель Алексей Толстой в своем произведении «Гиперболоид инженера Гарина». Лазеры бывают: твердотельные, жидкостные, газовые (в зависимости от состояния рабочего вещества). Принцип работы лазера Для эффективного использования света желательно получить синхронное (одновременное) и синфазное (одинаковое по фазе) излучение атомов, т.е. так называемое когерентное излучение. Пусть имеется цепочка возбужденных атомов. Атом считается возбужденным, если электрон в нем перешел со своей основной орбиты на более высокую за счет получения дополнительной энергии, например, за счет поглощения света (световой энергии), под влиянием температуры (тепловой энергии), при ударе в атом внешнего электрона (кинетической энергии) и т.д. Пусть внешний фотон (т.е. порция световой энергии, называемая квантом) ударяется в крайний атом по направлению вдоль цепочки. Это вызовет излучение фотона из этого атома, т.е. возникнет уже два фотона. Один из них ударит в следующий атом и т.д. - имеем «принцип домино». В результате световой поток усиливается в огромное число раз. Теоретически коэффициент усиления может достигать гигантского значения – 1020. Причем, двигаться эта огромная армия фотонов, имеющих одинаковую энергию, будет в одном направлении, т.е. излучение будет когерентным! Постоянное подведение к основному веществу дополнительной энергии (для возбуждения большого количества атомов и получения когерентного излучения) называется накачкой. Рассмотренный примитивный вариант усилителя света получил название лазер – от начальных букв английского выражения, в переводе означающего «усиление света с помощью вынужденного излучения». Лазеры на гетероструктурах Особое значение имеют гетероструктурные лазеры, которые не требуют охлаждения и работают при комнатнойтемпературе. Этими проблемами занимался академик Жорес ИвановичАлферов, получивший в 2000г. за выдающиеся открытия в области гетероструктур Нобелевскую премию.
Гетеропереходом называется переход, образованный между двумя полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны. Полупроводники должны иметь близкие кристаллические структуры, например переходы, созданные из так называемых «твердых растворов»: AlGaAs-GaAs, InP-GaInAs и т.д. Этим гетеропереходы отличаются от гомопереходов.
Гомопереход – этопереход, созданный на основе одного полупроводника с различной проводимостью (например, контакт кремния с электронной и дырочной проводимостью).
Рассмотрим p-n гетеропереход, у которого ширина запрещенной зоны n-полупроводника больше, чем у p-полупроводника: n p
Как видно из энергетической диаграммы такого перехода, высота энергетического барьера для электронов, движущихся из n-области в p-область (
p p+
Высота энергетического барьера для электронов (ННЗ), переходящих из p в p+-область, будет значительной, т.е. в базе (p+-область) не будут накапливаться ННЗ, следовательно, не требуется время на их рассасывание, а значит, повышается быстродействие. Использование двойных гетероструктур (ДГС), таких как p-n-n+ или n-p-p+ позволили получить сверхинжекцию и, тем самым, увеличить коэффициент усиления и повысить КПД. Применение гетеропереходов: а) Гетеропереходы n-n+ и p-p+ применяются для создания: · сверхскоростных интегральных микросхем; · малошумящих сверхвысокочастотных полевых транзисторов, которые используются в системах спутникового телевидения.
б) Свойство односторонней инжекции в p-n гетеропереходе используется для создания биполярных гетероструктурных транзисторов, на основе которых работают усилители в мобильных телефонах. в) Солнечные элементы на основе гетероструктур широко используются в космосе (космическая станция «Мир» проработала на таких солнечных элементах 15 лет, пока не была затоплена в океане).
г) С помощью гетероструктур можно изменять параметры полупроводниковых кристаллов (ширину запрещенной зоны, эффективную массу НЗ и их подвижность, показатель преломления, энергетический спектр и т.д.), т.е. искусственно создавать новые типы полупроводников – гетерополупроводники.
Применение лазеров а) Полупроводниковые лазеры на основе двойных гетероструктур (ДГС), работающие при комнатной температуре, т.е. не требующие охлаждения, стали основой волоконно-оптической связи. Волоконные световоды представляют собой кабели из специального стекла или прозрачной пластмассы и обладают высокой прозрачностью и очень малым затуханием лазерного луча. Если к волоконному световоду присоединить с одного конца полупроводниковый лазер, а с другого – фотоприемник, то получится волоконно-оптическая линия связи. Волоконные световоды позволяют экономить цветные металлы, из которых производятся обычные металлические кабели, имеют малую массу, не подвержены коррозии, не окисляются.
б) Лазер на основе ДГС присутствует почти в каждом доме в виде проигрывателя лазерных компакт-дисков (CD), являясь устройством считывания информации с диска. в) Лазеры на гетероструктурах используют для преобразования инфракрасного излучения (невидимого) в видимое (например, зеленое).
г) Лазерные диоды на основе гетероструктур широко используются в: · дисплеях; · современных светофорах; · устройствах декодирования товарных ярлыков; · лампах тормозного освещения в автомобилях; · лазерных указках.
д) Лазерные лучи применяются: · для точных геодезических измерений; · для сварки; · для резки сверхпрочных материалов и пробивания отверстий; · для изготовления микросхем.
е) Лазерное излучение используется: · в локаторах, имеющих гораздо бо̀льшую точность, чем радиолокатор; · при швартовке судов (лазерный лоцман).
ж) На использовании лазерного излучения основана голография (область науки, занимающаяся получением объемных изображений). Примером голографии может служить стереофильм.
з) Лазеры эффективно применяются в медицине: · в качестве скальпеля (Лазерным скальпелем можно делать «бескровные» операции, т.к. световое излучение попутно еще и «прижигает» кровеносные сосуды. Такой скальпель не требует стерилизации, воздействие его на ткань происходит очень быстро и безболезненно); · для лечения глазных болезней (с помощью лазера приваривают к глазному дну отслоившуюся сетчатку, удаляют катаракту, выжигают глазные опухоли, лечат глаукому); · в стоматологии лазер используется в качестве бормашины (действует быстрее и безболезненно, избирательно разрушает пораженную кариесом зубную ткань); · в терапии (эффективное лечение лазером незаживающих ран, переломов, очищение кровеносных сосудов от холестериновых бляшек и т.д.); · в хирургии с помощью лазерного луча дробят камни в почках на мелкие частички, которые выходят естественным путем, не доставляя человеку болезненных ощущений; · сверхкороткие импульсы лазерного излучения дают возможность изучать детали строения и функционирования молекул ДНК и, тем самым, влиять на процессы наследственности (с помощью лазерной технологии была получена клонированная овечка Долли); · большинство современной диагностической медицинской аппаратуры является лазерной.
и) Широкое применение нашли лазеры в военной промышленности: · приборы ночного видения; · дальномеры; · снайперские винтовки; · ракеты с лазерным наведением; · В г.Саров запущена лазерная установка «Искра-6», позволяющая моделировать в лабораторных условиях термоядерный взрыв. Таким образом, не надо производить дорогие и опасные для экологии ядерные испытания где-то в океане или под землей, тем более, что наша страна подписала договор о нераспространении ядерного оружия и о прекращении ядерных взрывов. Но изучать, проводить исследования термоядерной реакции в мирных и военных целях мы, в силу действия этого договора, тоже не могли. Теперь этот вопрос решен.
к) Активно использует лазеры шоу-бизнес (лазерные шоу).
л) С помощью лазеров изучается процесс фотосинтеза в растениях, т.е. преобразование солнечной энергии в химическую.
м) Широко распространены лазеры в компьютерной технике (лазерные принтеры, CD-ROMы) и т.д.
Транзисторы Биполярные транзисторы Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими p-n переходами и тремя выводами.
Биполярным транзистор называется потому, что его работа основана на использовании носителей заряда обоих знаков (электронов и дырок).
Биполярные транзисторы бывают p-n-p и n-p-n проводимости. В транзисторах p-n-p проводимости стрелка направлена к базе, основными носителями заряда являются дырки. В транзисторах n-p-n проводимости стрелка направлена от базы, основными носителями заряда являются электроны. И в том, и в другом случае стрелка указывает направление эмиттерного тока. Обозначение:
Если транзистор рассматривать как узловую точку, тогда справедлив 1-й закон Кирхгофа (сумма входящих токов равна сумме выходящих), т.е.:
Из этого выражения вытекает:
  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
1 2 3 Маломощные
4 5 6 Средней мощности
7 8 9 Мощные
. При освещении фотодиода происходит фотогенерация пар НЗ (т.е. возникает внутренний фотоэффект – валентные электроны, получив световую энергию фотонов, переходят из ВЗ в ЗП). Проводимость диода при этом возрастает, следовательно, возрастает обратный ток фотодиода до значения 
. Разность между световым и темновым токами называется фототоком: 
Фотодиод может включаться в схему как с внешним источником питания (фотодиодный режим), так и без него (ве́нтильный режим).
p n
ННЗ
ЕВНЕШН
. Образовавшиеся за счет фотогенерации НЗ диффундируют к переходу. Суммарное поле перехода (
) является ускоряющим для ННЗ, поэтому ННЗ перебрасываются полем в соседние области, образуя световой ток 
.
Светодиоды работают при прямом включении.
Ө
WП
hv 
WВ
.
).
. Они применяются в фотореле, различных датчиках, пультах, входят в состав некоторых оптронов.
WП`
WП Ө 
W`
WВ`
WВ
WП`
WВ`
WВ 
– основное уравнение транзистора
- это максимальный ток транзистора.