1. Электронные полупроводники (n-типа)

Термин «n-тип» происходит от слова «negative», обозначающего отрицательный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников имеет примесную природу. В четырёхвалентный полупроводник (например, кремний) добавляют примесь пятивалентного полупроводника (например, мышьяка). В процессе взаимодействия каждый атом примеси вступает в ковалентную связь с атомами кремния. Однако для пятого электрона атома мышьяка нет места в насыщенных валентных связях, и он переходит на дальнюю электронную оболочку. Там для отрыва электрона от атома нужно меньшее количество энергии. Электрон отрывается и превращается в свободный. В данном случае перенос заряда осуществляется электроном, а не дыркой, то есть данный вид полупроводников проводит электрический ток подобно металлам. Примеси, которые добавляют в полупроводники, вследствие чего они превращаются в полупроводники n-типа, называются донорными.

Дырочные полупроводники (р-типа)

Термин «p-тип» происходит от слова «positive», обозначающего положительный заряд основных носителей. Этот вид полупроводников, кроме примесной основы, характеризуется дырочной природой проводимости. В четырёхвалентный полупроводник (например, в кремний) добавляют небольшое количество атомов трехвалентного элемента (например, индия). Каждый атом примеси устанавливает ковалентную связь с тремя соседними атомами кремния. Для установки связи с четвёртым атомом кремния у атома индия нет валентного электрона, поэтому он захватывает валентный электрон из ковалентной связи между соседними атомами кремния и становится отрицательно заряженным ионом, вследствие чего образуется дырка. Примеси, которые добавляют в этом случае, называются акцепторными.

2. Электронным прибором называется устройство, действующее на принципе использования явление движения электрона в высоком вакууме, газовой среде, твердом теле, жидкости, плазме. Кроме того, в них используются тепловые, оптические, акустические, магнитные, механические явления. Ионные (газоразрядные) — давление газа от 10-3 Па до нормального. В результате соударения газ ионизируется (вода, ртуть, газы, пары воды).Полупроводниковые — используются явления в кристаллической структуре вещества (твердого и жидкого).Хемотронные — используются явления в жидкостях. Приборы функциональной электроники (полупроводниковые и из других материалов).

По выполняемым функциям приборы делят на группы:

Электропреобразовательные — преобразуют электрическую энергию одного вида в другую (генераторы, выпрямители, умножители, усилители и т.д.) - лампы, полупроводниковые диоды и транзисторы и т.п..Электросветовые (электронно-оптические) — преобразуют электрическую энергию в световую (в разных областях спектра) — электронно-лучевые трубки, индикаторы, светодиоды, лазерные диоды, электронно-оптические приборы и др.Фотоэлектрические — преобразуют световую энергию (в разных областях спектра) в электрическую — фотоэлементы, фотодиоды, фоторезисторы, передающие телевизионные трубки и т.п.Термоэлектрические — преобразуют тепловую энергию в электрическую (термоэлектрогенераторы).Механоэлектрические — преобразуют механическую энергию в электрическую (механотроны, акусто-электронные приборы и т.п.).Электро-криогенные приборы — преобразуют электрическую энергию в “холод” (полупроводниковые холодильники и пр.).

3. Удельное сопротивление полупроводников зависит от их температуры. Зависимость удельного сопротивления полупроводников от температуры использована в специальных приборах — терморезисторах (термисторах,), которые применяются в качестве датчиков в устройствах, измеряющих температуру электрическими методами. Они используются также в качестве датчиков в термореле и в автоматических устройствах, реагирующих на изменения температуры (например, в сигнализаторах пожара). Удельное сопротивление полупроводников зависит от освещения. Это свойство полупроводников использовано в фоторезисторах , которые применяются в фотореле и устройствах автоматики, реагирующих на изменение освещения.

4. Электровакуумный диод — электронная лампа с двумя электродами (катод и анод). Разновидность диода. Используется в детекторах (амплитудных или частотных) и в выпрямителях. Электровакуумный диод представляет собой стеклянный или металлический баллон, из которого откачан воздух и внутри которого находятся катод и анод. От этих электродов сквозь стенки баллона проходят выводы. Если баллон стеклянный, то выводы впаиваются в стекло. Если же баллон металлический, то выводы выходят через стеклянные или керамические бусинки, впаянные в металл. При разогреве катода электроны начнут покидать его поверхность за счёт термоэлектронной эмиссии. Покинувшие поверхность электроны будут препятствовать вылету других электронов, в результате вокруг катода образуется своего рода облако электронов. Часть электронов с наименьшими скоростями из облака падает обратно на катод. При заданной температуре катода облако стабилизируется: на катод падает столько же электронов, сколько из него вылетает.При подаче на катод отрицательного электрического потенциала, а на анод — положительного возникает электрическое поле, которое заставляет электроны двигаться от катода к аноду. Тем самым в цепи появляется ток.Если же на катод подан «+», а на анод «-» (обратное включение), электрическое поле препятствует движению электронов, которые покидают катод и ток не течёт. Первое число обозначает напряжение накала, округлённое до целого.Второй символ обозначает тип электровакуумного прибора. Для диодов: Д — одинарный диод.Ц — кенотрон (выпрямительный диод)X — двойной диод, то есть содержащий два диода в одном корпусе с общим накалом. МХ — механотрон-двойной диодМУХ — механотрон-двойной диод для измерения углов Следующее число — это порядковый номер разработки прибора. И последний символ — конструктивное выполнение прибора: С — стеклянный баллон диаметром более 24 мм без цоколя либо с октальным (восьмиштырьковым) пластмассовым цоколем с ключом.П — пальчиковые лампы (стеклянный баллон диаметром 19 или 22,5 мм с жёсткими штыревыми выводами без цоколя). Б — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 10мм. А — миниатюрная серия с гибкими выводами и с диаметром корпуса менее 6мм. К — серия ламп в керамическом корпусе.

5. Эле́ктрова́куумный трио́д, или просто трио́д, — электронная лампа, имеющая 3 электрода: термоэлектронный катод (прямого или косвенного накала), анод и одну управляющую сетку. Вольт-амперная характеристика триода имеет высокую линейность. Благодаря этому вакуумные триоды вносят минимальные нелинейные искажения в усиливаемый сигнал.

6. Пенто́д (от др.-греч. πέντε пять, по числу электродов) — вакуумная электронная лампа с экранирующей сеткой, в которой между экранирующей сеткой и анодом размещена третья (защитная или антидинатронная) сетка, подавляющая динатронный эффект. Экранированные лампы, — тетрод и пентод, — превосходят триод на высоких частотах. Верхняя рабочая частота пентодного усилителя может достигать 1 ГГцПентод выгодно отличается от тетрода отсутствием ниспадающего участка вольт-амперной характеристики, устойчивостью к самовозбуждению и меньшими нелинейными искажениями. Пентодам свойственно высокое выходное сопротивление — в бо́льшей части рабочих анодных напряжений пентоды эквивалентны управляемым источникам тока. Коэффициент полезного действия усилителя мощности на пентодах (около 35 %) существенно выше, чем у усилителя на триодах (15 %-25 %), но несколько ниже, чем у усилителя на лучевых тетродах.Недостатки пентодов (и вообще всех экранированных ламп) — более высокие, чем у триода, нелинейные искажения, в которых преобладают нечетные гармоники, острая зависимость коэффициента усиления от сопротивления нагрузки, бо́льший уровень собственных шумов.

7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ

Что такое вакуум? - это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет; - электрический ток невозможен, т.к. возможное количество ионизированных молекул не может обеспечить электропроводность; - создать эл.ток в вакууме можно, если использовать источник заряженных частиц; - действие источника заряженных частиц может быть основано на явлении термоэлектронной эмиссии.

8. Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока низкой частоты (50-100 000 Гц). В настоящее время широко применяются кремниевые выпрямительные диоды с р-n-переходом плоскостного типа, имеющие во много раз меньшие обратные токи и большие обратные напряжения по сравнению с германиевыми. Основным элементом выпрямительного диода является полупроводниковая пластинка, в которой методом сплавления или диффузии сформован р-n-переход. Кремниевый р-n-переход образуется при сплавлении исходного кристалла кремния n-типа с бором или алюминием. Для защиты от внешних воздействий, а также для обеспечения хорошего теплоотвода полупроводниковая пластинка с р-n-переходом и двумя внешними выводами от слоев p и n заключается в корпус

9.

10. Недостатком является то, что выпрямительное напряжение сильно зависит от сопротивления нагрузки и имеет большую амплитуду пульсаций. Поэтому такие выпрямители применяются только при высокомерных нагрузках. Для формирования Импульсов применяются амплитудные ограничители, которые могут быть последовательными и параллельными. В последовательных диодных ограничителях диод включается последовательно с сопротивлением нагрузки.

11. Газоразрядные диоды и газонаполненные лампы. Газоразрядный диод (газотрон) - это диод, в котором присутствие газа создает высокую проводимость в прямом направлении. Электроны, эмиттируемые катодом, ускоряются к аноду, и в результате возникает разряд. Разряд продолжается до тех пор, пока потенциал анода не станет ниже некоторого потенциала отсечки. Но как только анод становится отрицательным, нехватка электронов уже не в состоянии снова инициировать разряд. Если, однако, потенциал анода понижается до большой отрицательной величины (например, более -100 В), то разряд запускается электронами, эмиттируемыми анодом. Другими словами, анод легче эмиттирует электроны, когда его потенциал не нулевой, а отрицательный. Электроны могут высвобождаться в результате термоэмиссии даже при комнатной температуре из-за их теплового движения. Они могут также появляться вследствие фотоэлектрических процессов, вызываемых бомбардировкой фотонами. В любом случае эмиттируемые электроны будут вызывать в лампе ионизацию с последующим разрядом. Поэтому большие отрицательные напряжения на аноды газоразрядных диодов обычно не подают. Тем не менее такие диоды находят применение в низковольтных схемах выпрямления, в частности, в устройствах для зарядки батарей, где требуется большой ток в прямом направлении. Неоновая лампа представляет собой газоразрядный диод с двумя одинаковыми электродами без подогревателей. На рис. 13 показана вольт-амперная характеристика такой лампы. Легко видеть, что падение напряжения на лампе остается почти без изменения после того, как лампа "зажглась" подачей на нее напряжения, немного превышающего стартовое. Такая характеристика газоразрядных ламп, работающих в области самоподдерживающегося тлеющего разряда, делает их полезными приборами для поддержания неизменного напряжения в схеме с меняющимся током нагрузки. Обычно для подобных стабилизаторов напряжения (стабилитронов) используют специально разработанные лампы, но годится и простая неоновая лампа. Подсоединять лампы к источнику напряжения нужно через последовательный резистор, чтобы предотвратить слишком большое возрастание тока, которое способно повредить лампу или источник напряжения.

12.

13. Осциллографическая электронно - лучевая трубка предназначена для отображения на люминесцентном экране электрических сигналов. Изображение на экране служит не только для визуальной оценки формы сигнала, но и для измерения его параметров, а в некоторых случаях – для фиксации его на фотоплёнку. Осциллографическая ЭЛТ представляет собой вакуумированную стеклянную колбу, внутри которой находятся электронная пушка, отклоняющая система и люминесцентный экран. Электронная пушка предназначена для формирования узкого пучка электронов и его фокусировки на экран. Электроны испускаются катодом косвенного накала с подогревателем за счет явления термоэлектронной эмиссии. Интенсивность электронного пучка и следовательно яркость пятна на экране регулируется отрицательным относительно катода напряжением на управляющем электроде. Первый анод служит для фокусировки, второй для ускорения электронов.Управляющий электрод и система анодов образуют фокусирующую систему. В осциллографических ЭЛТ применяется электростатическое отклонение луча, потому что исследуемые сигналы могут иметь произвольную форму и широкий частотный спектр, и применение в этих условиях электромагнитного отклонения невозможно из-за зависимости импеданса отклоняющих катушек от частоты.В осциллографических ЭЛТ нередко применяется магнитная фокусировка электронного луча, которая позволяет достичь меньшего размера точки на экране. (См. статью электронная пушка).

14.

Схема двухполупериодного выпрямления показана на рис. 214, б. К первичной обмотке трансформатора, Тр подключен источник переменного тока. В цепь вторичной обмотки включены два полу­проводниковых диода. К средней точке этой обмотки присоединена нагрузка.

Допустим, что в точке 3 вторичной обмотки в первый полупе­риод будет положительный потенциал относительно точки 5, а в точке 4 — отрицательный. Тогда ток пройдет через диод Д1, дрос­сель Др и приемник в точку 5 трансформатора. В это время диод Д2 тока не пропускает.

В течение второго полупериода потенциал на концах вторичной обмотки трансформатора изменится, в точке 3 будет отрицатель­ный потенциал, а в точке 4 — положительный. Ток пройдет через диод Д2, дроссель Др и приемник в точку 5. В это время диод Д1 тока пропускать не будет.

В следующие полупериоды процесс повторится. Таким образом, через приемник будет проходить ток в одном и том же направлении в течение каждого полупериода.