7.3. Магнитный усилитель.

Назначение и принцип действия у магнитных усилителей такой же, как и дросселей насыщения.

Магнитный усилитель состоит из 2-х одинаковых дросселей насыщения, соединенных между собой последовательно. Но при этом, рабочие обмотки дросселей соединены согласно между собой. Соответственно, ЭДС самоиндукции рабочих обмоток складываются, образуя общее индуктивное сопротивление рабочих обмоток магнитного усилителя.

А обмотки управления дросселей соединяются встречно. Поэтому ЭДС взаимоиндукции обмоток управления направлены встречно, соответственно они компенсируют друг друга и ни какого искажающего действия на работу магнитного усилителя оказывать не будут.

8. Раздел. Полупроводниковые приборы.

П олупроводники – это материалы, которые по проводимости занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

Все полупроводниковые приборы выполнены на основе диэлектриков (кремний Si, германий Ge, селен Se и др.), в которые для получения проводимости внедряются другие химические элементы.

Рассмотрим свойства полупроводников на примере кремния. В первом разделе было показано, что для проводимости электрического тока в материале должны быть свободные заряды (в металлах – это свободные электроны). Ядра атомов кремния, находясь в узлах кристаллической решетки, на внешней орбите имеет по 4 электрона (внешние электроны называются валентными, т.е. кремний является 4-х валентным элементом), что создает прочные связи между ними. Поэтому кремний в чистом виде является диэлектриком.

Д ля создания проводимости в структуру кремния (или германия) можно внедрить 5-ти валентное вещество (с 5-ю электронами на внешней оболочке), такие как мышьяк As, фосфор Р, сурьма Sb. При этом каждый пятый электрон становится свободным и может участвовать в проводимости. Проводимость, образованная этими избыточными электронами, называется электронной проводимостью или проводимостью n-типа (от латинского слова negative – отрицательный).

С оздать проводимость, также можно внедряя в структуру кремния 3-х валентное вещество (алюминий Al, бор B, индий In). При этом в месте отсутствия каждого 4-го электрона образуется область, имеющая положительный заряд, которая называется дыркой. Особенностью такой структуры является то, что любой из ближайших электронов может легко занять место дырки, т.е становится как бы свободным, а дырка при этом, перемещаясь, занимает его место. Проводимость, созданная таким образом называется дырочной или проводимостью р-типа (от латинского слова positive – положительный).

Все полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы, тиристоры и т.п.) выполнены путем соединения двух или более материалов с разными типами проводимости.

8.2. Электронно-дырочный переход.

П ри соединении материалов с электронной и дырочной проводимостью, пограничные электроны пересекают границу, занимая места дырок (а их места занимают дырки), и образуя устойчивый запирающий слой, который называется р-n переход.

Прим. На самом деле электронно-дырочный переход получают не простым соединением полупроводников с разным типом проводимости, а введением соответствующих примесей различными технологическими способами в левую и правую части исходного чистого кристалла. Для полупроводниковых приборов используют монокристаллы кремния и германия, имеющие высокую степень чистоты.

Е сли приложить напряжение полярностью, совпадающей с полярностью запирающего слоя (т.е. «+» к n – области, а «–» к р – области), то запирающий слой будет «расти», препятствуя движению электронов к «плюсу» т.е. прохождению тока. Такое включение называют обратным.

П ри изменении полярности, т.е. если она не совпадает с полярностью запирающего слоя («+» к р-области, «–» к n -области), запирающий слой будет «таять», переставая быть препятствием для тока. Такое включение называют прямым.

Таким образом, р – n переход обладает односторонней проводимостью, т.е. пропускает ток в одном направлении и не пропускает – в противоположном.

Прим. На самом деле, из-за неоднородности структуры, даже в отсутствие примесей в полупроводниках имеется малое количество неосновных свободных электронов и дырок, поэтому небольшой обратный ток есть, но обычно им можно пренебречь.