- •Министерство сельского хозяйства
- •Глава 4. Биполярные транзисторы………………………………..53
- •Введение.
- •Глава 1. Пассивные элементы электроники
- •1.1 Резисторы.
- •1.2. Конденсаторы.
- •1.3. Катушки индуктивности.
- •Глава 2. Полупроводниковые компоненты электронных цепей
- •2.1. Строение твердых тел
- •2.2. Электропроводность полупроводников
- •2.3. Дрейфовый и диффузионный токи в полупроводниках.
- •2.4. Полупроводниковые резисторы
- •Глава 3. Полупроводниковые диоды.
- •3.1. Электронно-дырочный переход
- •3.2. Электронно-дырочный переход при прямом напряжении
- •3.3. Электронно-дырочный переход при обратном напряжении
- •3.4. Вольтамперная характеристика p-n-перехода.
- •3.5. Пробой и емкость p-n-перехода
- •3.6. Полупроводниковые диоды
- •3.7. Стабилитроны
- •3.8. Варикапы
- •3.9. Туннельный и обращенный диоды.
- •3.10. Светодиод.
- •Глава 4. Биполярные транзисторы.
- •4.1. Устройство биполярного транзистора
- •4.2. Характеристики и параметры биполярных транзисторов.
- •4.3. Система h-параметров биполярных транзисторов
- •4.4. Схемы включения биполярных транзисторов.
- •4.4.1. Схема с общей базой
- •4.4.2. Схема с общим эмиттером.
- •4.4.3. Схема с общим коллектором.
- •Глава 5. Полевые транзисторы.
- •5.1. Полевые транзисторы с p-n-переходом.
- •5.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •(Моп-транзисторы).
- •5.3. Схемы включения полевых транзисторов.
- •Глава 6. Тиристоры.
- •6.1. Динисторы.
- •6.2.Трехэлектродные тиристоры (тринисторы).
- •6.3. Симметричные тиристоры (симисторы).
- •Глава 7. Электровакуумные приборы.
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Электронная эмиссия
- •7.3. Катоды электронных ламп
- •7.4. Электровакуумный диод
- •7.5. Триод
- •7.6. Тетрод
- •7.7. Пентод и лучевой тетрод
- •7.8. Многоэлектродные и комбинированные лампы
- •Глава 8. Газоразрядные приборы.
- •8.1. Основные разновидности электрических разрядов в газе.
- •8.2. Газоразрядные приборы.
- •Глава 9. Фотоэлектрические приборы.
- •9.1. Фотоэлектрический эффект.
- •9.2. Фоторезистор.
- •9.3. Фотодиод.
- •9.4. Оптрон (оптопара).
- •9.5. Фототранзистор и фототиристор.
- •9.6. Фотоэлектронный умножитель.
- •Глава 10. Интегральные микросхемы.
- •10.1. Общие сведения.
- •Глава 11. Проверка работоспособности радиоэлеменов с помощью мультиметра.
- •11.1. Общие сведения о мультиметре.
- •11.2. Общие сведения о проверке радиоэлементов.
- •11.3. Проверка резисторов.
- •11.4. Проверка конденсаторов.
- •11.5. Проверка катушек индуктивности.
- •11.6. Проверка низкочастотных дросселей и трансформаторов.
- •11.7. Проверка диодов.
- •11.8. Проверка тиристоров.
- •11.9. Проверка транзисторов.
- •11.10. Проверка микросхем.
- •Заключение.
- •Литература:
3.9. Туннельный и обращенный диоды.
Туннельные диоды изготовляют из полупроводниковых материалов с высокой концентрацией примеси, называемых вырожденными полупроводниками. Запирающий слой в них уже, чем в обычных диодах (0,1—0,2 мкм), чем объясняется значительно большая напряженность электрического поля, обусловленная контактной разностью потенциалов (до 106 В/см). Условное обозначение диода приведено на рис.3.9.1.
Рисунок 3.9.1. Условное обозначение туннельного диода.
Туннельный диод, как и другие типы диодов, является полупроводниковым прибором с двумя электродами и одним p-n-переходом. Его отличие от других диодов состоит в том, что p-n-переход туннельного диода изготовляется из полупроводниковых материалов с очень высокой концентрацией примесей. Толщина обедненного слоя в таком переходе получается очень малой, и даже при незначительных напряжениях, приложенных к переходу, возникает электрическое поле очень высокой напряженности. При этом возникает явление, называемое туннельным эффектом (отсюда и название этого прибора). Электрическое поле высокой напряженности вызывает непосредственный отрыв валентных электронов от атомов кристаллической решетки полупроводника. Возникающие при этом электронно-дырочные пары могут создавать так называемые туннельные токи (прямой и обратный), которые оказывают существенное влияние на вольтамперную характеристику p-n-перехода (рис.3.9.2).
Рисунок 3.9.2. Вольтамперная характеристика туннельного диода
Так, обратный туннельный ток во много раз превышает обратный ток p-n-перехода. При малых значениях прямого напряжения, когда переход еще закрыт, возникает прямой туннельный ток значительной величины. Этому соответствует участок ВАХ от начала координат до т. Б. Увеличение прямого напряжения приводит к ослаблению туннельного эффекта и уменьшению туннельного тока. Этому соответствует участок БВ. При дальнейшем росте прямого напряжения переход открывается, и его ВАХ соответствует прямой ветви характеристики p-n-перехода (участок от т. В и правее).
Прямая ветвь вольтамперной характеристики туннельного диода имеет две характерные точки – т. Б, называемую пиком туннельной характеристики, и т. В, называемую впадиной. Падающий участок ВАХ БВ характеризуется отрицательным дифференциальным сопротивлением: Ri=ΔU0/ΔI0<0 (уменьшение тока при возрастании напряжения)
Благодаря наличию участка ВАХ с отрицательным дифференциальным сопротивлением туннельные диоды могут быть использованы в качестве активных элементов усилителей, генераторов и других устройств, традиционно выполняемых на других типах электронных приборов (электронных лампах или транзисторах).
Основными параметрами туннельного диода являются:
ток Iп и напряжение Uп пика ВАХ;
ток Iв и напряжение Uв впадины ВАХ;
напряжение раствора Uр при прохождении через диод тока, равного току пика на второй восходящей ветви ВАХ;
отношение тока пика к току впадины Iп/Iв;
дифференциальное сопротивление диода на падающем участке ВАХ.
Разновидностью туннельных диодов являются обращенные диоды. Их условное обозначение представлена на рис. 3.9.3.
Рисунок 3.9.3. Условное обозначение обращенного диода.
Они изготовляются из полупроводниковых материалов с несколько меньшей, по сравнению с туннельными, концентрацией примесей. ВАХ обращенного диода имеет следующий вид (рис. 3.9.4). Обратный туннельный ток быстро нарастает с ростом обратного напряжения примерно также, как в туннельном диоде. При прямом напряжении, в отличие от туннельного диода, нарастание туннельного тока очень незначительно, и заметный прямой ток появляется после того, как переход откроется. Таким образом, при малых напряжениях обращенный диод будет работать как выпрямитель, причем проводящей будет не прямая, а обратная ветвь ВАХ (отсюда и его название).
Iпр
Uобр
Uпр
Iобр
Рисунок 3.9.4. Вольтамперная характеристика обращенного диода.