Использование полупроводников. Полупроводниковые приборы.
Когда два полупроводника с разными типами проводимости входят в контакт, образуется так называемый p-n-переход. Он имеет одностороннюю проводимость. При контакте полупроводников p- и n-типа в результате диффузии электронов в полупроводник р-типа и дырок в полупроводник n-типа образуется контактное электрическое поле. Для основных носителей заряда создан барьерный слой.
При включении в цепь p-n-перехода, когда область с электронной проводимостью связана с отрицательным полюсом источника тока, а область с дырочной проводимостью с положительным полюсом, внешнее электрическое поле ослабляет контактное поле и обеспечивает ток значительной силы, называемый прямым и обусловленным движением основных носителей заряда.
Когда переход включён обратном направлении, внешнее поле усиливает контактное поле, а пограничный слой обеднен основными носителями заряда. Очень малый ток течёт из-за движения через р-п-переход неосновных носителей заряда, которых очень мало.
Полупроводниковый диод представляет собой устройство, содержащее p-n-переход и способное пропускать ток в одном направлении и не передавать его в противоположном направлении.
Вывод: В связи с тем, что р-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении, его используют для выпрямления переменного тока.
Транзистор или триод полупроводника - это устройство, содержащее два p-n-перехода, прямые направления которых противоположны.
Современная электроника основана на микросхемах и микропроцессорах, которые включают в себя огромное количество транзисторов. Транзисторы стали широко распространены в современных технологиях. Они заменили электронные лампы в электрических цепях научной, промышленной и бытовой техники
Терморезисторы – специальные полупроводниковые приборы, в которых используется зависимость электрического сопротивления полупроводников от температуры
Электрическое сопротивление полупроводников уменьшается и при освещении их светом.
Фоторезисторы – приборы, в которых используется свойство полупроводников изменять своё электрическое сопротивление при освещении светом.
Принцип действия большинства полупроводниковых приборов основан на использовании свойств p-n-перехода.
Электронно-дырочный переход (или p-n–переход) – граница соприкосновения двух полупроводников с различными типами проводимости. 
Через границу раздела происходит диффузия электронов и дырок, которые встречаясь рекомбинируют.
На границе раздела в электронном полупроводнике остаются положительные ионы донорной примеси, а в дырочном образуются отрицательные ионы акцепторов. Образуется так называемый запирающий слой (двойной электрический слой), напряжённость которого Езап направлена от электронного полупроводника к дырочному. Через этот двойной слой могут прорваться из n-полупроводника в p-полупроводник только такие электроны, которые обладают для этого достаточно большими энергиями. Внешнее электрическое поле, приложенное к двум разнородным полупроводникам, в зависимости от своего направления может и ослаблять поле запирающего слоя. 
Запирающий слой обладает односторонней проводимостью: запирающий слой пропускает ток в направлении, противоположном полю запирающего слоя, и не пропускает ток в направлении, совпадающем с полем запирающего слоя. 
Полупроводниковый диод – прибор с одним p-n-переходом.
Вольт-амперная характеристика – зависимость силы тока I от напряжения U , приложенного к диоду.
Полупроводниковый триод (или транзистор) – прибор с двумя p-n-переходами.
Транзисторы (как и ламповые триоды) служат для усиления слабых электрических сигналов.
Известно, что все электростанции производят переменный ток. Однако имеется множество потребителей, которые не могут обойтись без постоянного тока. Это:
- городской транспорт: троллейбусы, трамваи, метро;
- электролиз;
- зарядка аккумуляторов;
- гальванические покрытия деталей (золочение, серебрение, никелирование, хромирование и т.д.);
- химическая промышленность;
- нефтяная промышленность;
- судостроение и т.д.
Раньше для выпрямления электрического тока использовали ртутные выпрямители, которые выпускал завод «Электровыпрямитель» и которые можно увидеть в музее этого предприятия. Ртутные выпрямители имели низкий КПД, они очень хрупкие, громоздкие недолговечные и в них используется ядовитая ртуть.
В настоящее время используются полупроводниковые выпрямители – полупроводниковые диоды, которые изготавливают в основном из германия и кремния. Вообще любой полупроводниковый выпрямительный элемент состоит из электронного и дырочного полупроводников.
Преимущества полупроводниковых диодов:
- высокая надёжность,
- практически неограниченный срок службы,
- компактны, удобны в транспортировке,
- просты по устройству, экономичны.
Недостатки:
- могут работать в ограниченном интервале температур (от 700С до 1250С).
Полупроводниковые приборы нашли применение в радиотехнике: в приёмниках, телевизорах, магнитофонах, на искусственных спутниках Земли, электронно-вычислительных машинах.
Наша республика Мордовия занимает одно из ведущих мест в полупроводниковой промышленности России. У нас в Саранске имеется флагман полупроводниковой промышленности акционерное общество «Электровыпрямитель», которое выпускает высококачественные полупроводниковые приборы, которые находят широкое применение во многих отраслях народного хозяйства.
Полупроводниковые приборы.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 104; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!