КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Полупроводници

Лекция 2.

Целта на лекцията: помисли: целта и класификацията; полупроводникови диоди; транзистори; тиристори.

ОПРЕДЕЛЯНЕ И КЛАСИРАНЕ

Полупроводниковите устройства се наричат ​​електронни устройства, чиято дейност се основава на електронните процеси в полупроводници. В електрониката, полупроводникови устройства се използват за обработка на електрически сигнали, и за превръщане на един вид енергия в друг. Полупроводникови елементи са разделени в дискретна и интегриран.

Дискретни полупроводникови елементи, изпълнени като отделни устройства, отличаващи се по предназначение, принципа на работа, вида на полупроводникови материали, използвани, дизайн и технология, характеристики на ум, области на приложение. Основните класове на дискретни устройства включват: Electroconversion устройства (диоди, транзистори, тиристори, и т.н.); оптоелектронни устройства, които превръщат светлината в електрически сигнали и обратно (Фоторезистор, фотодиод, а фототранзистор, полупроводников лазер, излъчващ диод, и т.н.); Термоелектрически които преобразуват топлинната енергия в електрическа и обратно (термодвойка, термоелектрически генератор, термистор и други подобни); инструмент намотка (например, предавателят въз основа на ефекта на Хол); пиезоелектричен и щам Gage апаратура, реагира на промяната в налягането, или механично преместване, и други ефекти.

Интегрирани полупроводникови устройства са активни елементи на монолитни интегрални схеми, които са базирани на обичайните принципи на схема дизайн. Монолитни интегрални схеми се състоят от интегрални диоди, транзистори, резистори, кондензатори и връзките между тях. Елементи на интегрални схеми са създадени в един технологичен цикъл на един кристал полупроводници. Ако пасивните елементи са произведени отделно от диелектричен субстрат, докато активните елементи платки се монтират в дискретна неопаковани полупроводникови устройства, интегралната схема се нарича хибрид.

Интегрални схеми се класифицират в зависимост от областите на използване (цифрово и аналогово). Digital включва логика, изброимо-конвертиране и памет интегрални схеми. Аналогови интегрални схеми включват уредите за усилване, източници на вторични мощност микровълнова схеми.

В зависимост от използвания полупроводникови материали разграничение германий, силиций, галиев арсенид и други устройства. Първите полупроводникови устройства са произведени от Se селен и меден оксид Cu 2 0Eto са прости устройства - изправителни диоди. С изобретяването на транзистора (1949) е широко разпространен германий Ge, които, тъй като 90-те години, почти изцяло изместени от силиций Si. Става важно, особено в оптоелектрониката, различни двойни, тройни и по-сложни съединения (GaAs, GaP, CD-та, SIP и т.н.), които имат полупроводникови свойства.



С дизайн и технологични характеристики на полупроводникови прибори са разделени в точка и равнинна. . Последното от своя страна са разделени на плаваща, дифузия, mezaplanarnye, равнинна, и т.н. В основата на по-голямата част от полупроводникова технология е планарна технология, която включва процесите на: защита на повърхността на полупроводниковия слой диелектрик, обикновено силициев оксид SiO 2; фотолитография; примес дифузия и йонна имплантация; отлагане на тънки метални филми. Полупроводниковите устройства се произвеждат в металокерамична или пластмасов корпус, защита на оборудването от външно влияние. Изключения са неопаковани устройства.

ниски полупроводникови устройства се отличават, в зависимост от силата на преобразуваните сигнали (обикновено за ток до 10 A) и силови полупроводници (NGN).

През 1990 г. в световен мащаб индустрия произвежда приблизително 30 милиарда дискретни полупроводникови устройства и за един и същ номер на интегрални схеми, като част от който е имало около 100 хиляди видове устройства за различни цели. Тези устройства могат да работят при най-ниските честоти (Hz ред на една малка част) и в редица мм до 100 Hz в обхвата на оперативния капацитет от микровата на десетки и стотици киловати.

Малък по размер, тегло и консумация на енергия, висока надеждност и механична якост, са допринесли значително за бързото разпространение на полупроводникови устройства и развитието на полупроводникови електроника. Този процес е заловен релса, на която полупроводникови устройства позволяват да се създадат съвременни устройства за преобразуване на енергия за електрически подвижен състав в устройства сцепление захранване, сигнализация и комуникации, за разработване на нови информационни технологии.

кристал диод

диоди основа на двуслойна монокристален полупроводници структура с PN кръстопът или контакт с метал-полупроводник а. Принципът на действие се определя от свойствата на диоди едностранно р-N възел проводимост.

Основните електрически, термични, механични и други свойства на изделията и техните параметри се определят характеристики. полупроводникови прибори параметри могат да бъдат изключително валидни и характеризират.

Limit - е стойността на параметъра устройство, излишъкът от която може да доведе до повреда на устройството. Характеризира се с параметъра - това е стойността, която отразява специфична единица имота. Всички параметри на инструменти са посочени в латинската азбука: Основни главни букви (за пулс, средна, редовно и текущите стойности) и ниска (за моментни стойности, променливи във времето), индекси предимно с главни букви (с изключение на макс обозначението граници - макс, мин - минимално, Crit - критична и някои други).

Списък на основните параметри на диоди и техните символи са изброени по-долу.

Според напрежение

Urrm - ограничаване на повтарящо се върхово обратно напрежение;

U RSM - ограничаване на не-повтарящи се импулс обратно напрежение;

U FM - импулсна постоянно напрежение (което характеризира стойност);

U T 0 - на прага на напрежение (което е характерно за стойността).

ток

Аз FAVmax - ограничаване на максималната средна стойност напред ток;

Аз FSM - ограничаване на не-повтарящи въздействие на постоянен ток;

Irrm - повтарящо се върхово обратно ток (което е характерно за стойността).

На съпротивление

R T - диференциално съпротивление (характеризиращи стойност).

С преминаването събития

Q RR - такса за възстановяване (което е характерно за стойност);

т RR - обратна време за възстановяване (което е характерно за стойността).

Чрез топлинните явления

T jmax, T jmin - ограничение на температурата на р-н-отида, съответно, максималната и минималната допустима;

R thjc - термична устойчивост "кръстовище до случай" (което е характерно за вместилище Основната характеристика на диода е настоящ напрежение характеристика (Фигура 2.9), която е базирана в импулса (моментално) стойности Ахен.).


Фиг. 2.9. Характеристиките на ток напрежение и параметрите на таблета на диод

За да се превърне средните стойности на половин вълна на синусоидално ток I FAV в стойности амплитуда на импулса I FM използва съотношението

Pulse напред напрежение U FM се определя от текущата I FAVm, умножена по броя инча Direct клон на проверка представлява приблизително чрез точките K и L.

Текущ I FAVm А - е максималната допустима за средно напред Текущ период стойност, дълго преминаващ през диод се определя от тялото при дадена температура Т С, се приема равна на 100-125 ° С (за силициев диод).

Current I FSM определя допустимата стойност на един постоянен ток пулс синусоида с продължителност 10 мс в авариен режим. Обикновено аз FSM - (15 + 20) I FAVmax

Температурата на структурата на полупроводникови на Т J за диоди обикновено е 140 ° С За нови устройства jmax T = 190 ° C

Символи на властта диоди

Letters, болят видове и подвидове

Пореден номер дизайн редакция

Digital размер кодиране или до ключ. диаметъра на таблетката

Digital изпълнение кодиране на корпуса на диод

Средна напред ток, A

обратен знак проводимост

клас

Група време за възстановяване на обратната

Ограничения по отношение на пулса постоянно напрежение

Например, D161-200H 12-1,25-1,35 -diod-пинов версия с гъвкав изход, структура редакция номер 1, шестнадесетичен ключ размер под 32 mm, с максимална средна напред ток от 200 A, обратна полярност, 12-ти клас, с nonnormable време обратна възстановяване, с пулсиращ постоянно напрежение в 1.25-1.35

ТРАНЗИСТОРИ

Transistor (от английската дума прехвърлянето на резистор на - импеданс конвертор) е напълно контролируем на полупроводникови устройства, а като усилването собственост на електрически сигнали. Широко използвани биполярни и полеви (еднополюсен) транзистори (фиг. 2.16).

Биполярни транзистори (Фигура 2.17.) - Полупроводникови механизми с две взаимодействащи преходи електрон-дупка, и с три или повече терминали (емитер, колектор, база), подсилващи свойства се дължат на явленията на инжектиране и добив на малцинствата превозвачи. производителност транзистор зависи от превозвачи на двете полярности (оттук и терминът "двуполюсния"). Според кристалната структура на транзистор полупроводникови може да се образува на PN или р-N-р-N-тип (вж. Фиг. 2.16, а).

транзистор структура се състои от поле емитер E, K и колектор база B, разделени емитер и колектор P1 P2 преходи. Исторически погледнато, първият биполярен транзистор, предложен през 1949 г. от У. Шокли. Първите транзистори са предимно р-н и р-тип произведен плаващи методи технологии. Повечето съвременни транзистори на N-р-N, и те са направени от селективни методи дифузия през оксид маски. Транзистори N-р-п-тип се извършва на високо напрежение стойност на техните базисни мощни превключващи устройства.

Фиг. 2.16. Класификация (а) съм условно графично означението (6) транзистори

Полеви транзистори - полупроводници, подсилващи свойства се дължат на притока на мажоритарни превозвачи, преминаващ през провеждане канал и контролирани от електрическо поле. Работни транзистори зависи от носители на заряд на една полярност на (тук, терминът "еднополюсен"). "Полето" Името произлиза от контрола на електрическото поле. Чипът на полупроводникови съдържа канал, който има три или четири заключения: (. фиг 2.18) произхода и, отток от затвора 3 и субстрат P. След източник медии поток в канала през канала - са получени от канала. Портата е портата електрод.

Характерна особеност на FETs е високо входно съпротивление. Но този тип транзистори имат по-високо напрежение в отворено състояние и по този начин да имат по-големи загуби вследствие на ток в канала, което ограничава техния капацитет

Структурна схема буквено-цифрови означения транзистори

тиристори

Блок-схема на класификация на тиристори


Тиристори - на полупроводникови устройства с две устойчиви състояния, имащи три PN-кръстовище или повече, които могат да преминат от затворено състояние на открита (отключи процес) и от отворено към затворено (процес затваряне).

Характеристиките на ток-напрежение на статично на тиристор

При ниски токове I А и 1, и 2 малки поради рекомбинацията на инжектираните малцинствените превозвачи, но с разрастването те бързо увеличаване на ток. Когато токът / с = 0 при напрежение превключване U BR, определен процеса на регенерация (1 + 2 = л) и започва бързо нарастване на текущата I Т В настоящата I L е включен (отключване) структура в отворено състояние. Отключване процес се характеризира с нестабилна част от код за проверка, маркирани с прекъснати линии. На този сайт за връзка Вах (2.26) за 1 + а. 2 = 1. В резултат на това настъпва рязък спад на напрежението, и така нататък, и текущата / T ограничен до анод електрическа верига външен резистор. В определен напред текущата πI TA V напред напрежение U T е около 1 V. Когато текущата I G> За превключване става при по-малки стойности на анод напрежение. Current управление, в които пряко клон на характеристиките на ток напрежение на тиристорите става като диод директен CVC клон, наречен поправяне на тока управление.

Намаляване на постоянен ток с отворен тиристорен когато G = по-малко за определена критична стойност I H, наречен стопанство ток, което води до прекъсване на регенерацията и тиристор е заключена, превръщайки затворено състояние. По този начин, за да прехвърли обикновената unclosable тиристор от отворен към затворен трябва да изпълняват най-малко три условия: намаляване на текущия контрол на нула, за да се намали анод ток на стойност по-малка държи ток, и за поддържане на тиристор в това състояние за време на изключване, необходима за рекомбинация на малцинствата превозвачи натрупани такси в района на централния възел. Повтарящата се напрежение U RSM обратни и форуърдни посоки U DSM тиристорен съответно по-малко разбивка напрежение U BR


и преминете U BF .. Тези напрежения съответстват на обратен ток I RSM и изтичане на ток I DSM, съизмерим с връщането текущата р-н-кръстовище.

По този начин, статичните ток-напрежение характеристики на тиристор (.. виж фигура 2.41) съдържа четири характерни участъци: / - обратен клон на характеристиките на сегашното напрежение, подобни на диод обратен клон; II - директен клон на затворената тиристор CVC (напред блокиране напрежение); III - нестабилна част на ключа от затворената в отворено състояние; IV - пряко клон на код за проверка в отворено състояние на тиристор.

Най-важните параметри са следните тиристорите.

Опции напрежение:

V DRM - повтаряне импулс напрежение в затворено състояние;

U RRM - повтарящо се върхово обратно напрежение;

U DSM и U RSM - повтарящи импулс напред и назад напрежение;

U D и U R - постоянно напрежение в затворено състояние и обратна посока;

U TM - пренапрежение в отворено положение;

U Т (на) - праг на напрежение;

(Дю T / DT) в него - критична скорост на нарастване в затворено положение;

U GT и U GD - съответно отключване и neotpirayuschee напрежение на контролния електрод.

Текущи настройки

Аз TAV - среден ток в отворено състояние;

Аз DRM, аз Механизма за бързо реагиране - повтарящо се върхово ток в затворено положение и обратен ток;

Аз TSM - nonrepetitive шок ток в отворено състояние;

Аз БТ и аз GD - отключване и neotpirayuschy течения на електрода на порта;

Параметрите на загуба на устойчивост и мощност

R T - диференциално съпротивление в отворено положение;

P RSM - шок загуба на мощност в гърба с непроводящи състояние.

Параметри за превключване феномени л

т QT; т р - време и изключва и

т RR; Q RR - съответно, времето и таксата обратна възстановяване.

Температурни и термични параметри

T J - ефективна температура еквивалент преход;

R thjc - термична устойчивост кръстовище -korpus.

Максимално допустими параметри са U DRM, U RRM,

Структурата на буквено-цифрови означения.


<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Полупроводници

; Дата: 01.07.2014; ; Прегледи: 1174; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 11.45.9.24
Page генерирана за: 0.053 сек.