65

Электроника

Вакуумный диод                                            Вакуумный триод

 

                                   

                 

Вольт-амперная характеристика вакуумного диода.

Зависимость силы тока от напряжения выражена  кривой ОАВСD.

При испускании электронов катод приобретает положительный заряд и поэтому удерживает возле себя электроны.  При отсутствии электрического поля между катодом и анодом, вылетевшие электроны образуют у  катода электронное облако.

По мере увеличения напряжения между анодом и катодом большее количество электронов устремляется к аноду, а следовательно сила тока увеличивается. Эта зависимость выражена участком графика ОАВ. Участок АВ является характеризует прямую зависимость  силы тока от напряжения, т.е. в  интервале напряжений U₁ - U₂ выполняется закон Ома.

 

 

Нелинейная зависимость на участке ВСD объясняется тем, что число электронов, устремляющихся к аноду, стает больше числа электронов, вылетающих с катода.

П ри достаточно большом  значении напряжения U все электроны, вылетающие с катода, достигают анода, и электрический  ток достигает насыщения. На следующем рисунке приведена ВАХ триода.

I_a-ток ,U_а-напряжение на аноде,U_c --напряжение сетки. Коэффициент усиления напряжения μ=U_a/U_c-.

Полупроводники.

Н

еее

аибольшее применение нашли Si и Ge. В кристалле атома кремния каждый из 4 валентных электронов любого атома имеет связанную (ковалентную) связь с такими же валентными электронами четырёх соседних атомов.

Если на атомы кремния не действуют внешние источники энергии (свет, теплота), способные разрушить его электронную структуру, то все атомы электрически нейтральны. Такой кристалл не проводит электрический ток. Однако электрические свойства кристалла кремния существенно изменяются, если добавить примесь другого элемента. Добавка пятивалентного фосфора приводит к обогащению свободными электронами. Такой полупроводник становится обогащенным электронами и называется полупроводником n-типа (негатив) с электронной проводимостью. При добавке индия появляется избыток дырок с положительным свободным зарядом р-типа (позитив) с дырочной электропроводностью.

Свободные электроны и дырки могут появляться в полупроводниках не только при появлении примесей, но и под действием энергии внешних источников (света и тепла). Под действием внешнего электрического поля в полупроводнике свободные электроны и дырки выстраиваютс вблизи потенциала + или -.

Пограничный слой с избытком основных носителей называется обогащенным слоем . его удельная проводимость велика. Пограничный слой с недостатком основных носителей называется обеднённым слоем. Его проводимость мала.

Электрический ток в полупроводниках.

 

Полупроводники - вещества, удельное сопротивление которых убывает с увеличением температуры и зависит от наличия примесей и  изменения освещенности. Удельное сопротивление проводников при комнатной температуре находится в интервале от 10^-3 до 10⁷ Ом ·м.  Типичными представителями полупроводников являются кристаллы германия и кремния.

В этих кристаллах атомы соединены между собой ковалентной связью. При нагревании ковалентная связь нарушается, атомы ионизируются. Это обуславливает  возникновение свободных электронов и "дырок"- вакантных положительных мест с недостающим электроном.

 

 

При этом электроны соседних атомов могут занимать вакантные места, образуя "дырку"  в соседнем атоме. Таким образом, не только  электроны, но и "дырки" могут перемещаться по кристаллу. При помещении такого кристалла в электрическое поле электроны и дырки придут в упорядоченное движение - возникнет электрический ток.