Электроника в вопросах и ответах - Страница 33

_{(1 — слой двуокиси кремния)}

Это транзистор с одним переходом, созданный путем вплавления стерженька из p-материала (алюминий) в монокристаллическую пластинку из материала n-типа (кремнии). К пластинке присоединены два вывода, играющие роль баз, стерженек, расположенный несимметрично относительно база — эмиттер. Такой транзистор называют также двухбазовым диодом (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Структура однопереходного транзистора (а) и его графическое изображение (б):

_{1 — стержень р-типа; 2 — р-n-переход: 3 — пластина n-типа; 4 — омические контакты}

Сопротивление между базами составляет около нескольких тысяч ом. Обычно база Б₂ смещена в положительную сторону относительно базы Б₁. При подведении к эмиттеру соответствующего положительного напряжения протекает большой ток эмиттера (при небольшом падении напряжения между эмиттером Э и базой Б₁). При этом на эмиттерной характеристике транзистора наблюдается область отрицательного сопротивления (рис. 5.4), благодаря чему однопереходный транзистор находит применение в генераторах и триггерах, а также в цепях регулирования. В области отрицательного сопротивления осуществляется очень быстрое переключение.

Рис. 5.4. Статическая характеристика однопереходного транзистора

_{(1 — область отрицательного сопротивления)}

Это полевой МОП транзистор с каналом типа n (или р) с двумя затворами, управляющими током стока (рис. 5.5). При таком решении в схеме с общим источником достигается хорошая развязка входных и выходных цепей, что позволяет транзистору работать в качестве усилителя высокой частоты до частот около 1000 МГц. При этом трудности, связанные с обратным проникновением сигналов, не возникают. Полевые транзисторы с двумя затворами часто применяют в смесителях в диапазоне высоких частот.

Рис. 5.5. Структура полевого транзистора с двумя затворами с каналом n-типа (а) и его условное графическое обозначение (б):

_{1 — изолирующий слой; 2 — подложка р-типа; 3 — исток n; 4 — островок; 5 — сток n}

Это планарный транзистор, в котором между базой и коллектором располагается i-слой собственного полупроводника. При этом уменьшается область, обедненная носителями (вблизи перехода коллектор — база) при обратном смещении коллектора, сокращается время пролета носителей на участке база — коллектор и тем самым достигается увеличение максимальной частоты транзистора. Графическое изображение транзисторов с неоднородной базой представлено на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Условное графическое обозначение транзистора с неоднородной базой типа p-n-i-p (а) и р-n-i-n (б)

Это трехслойный полупроводниковый прибор с двумя р-n переходами и тремя или двумя выводами, в котором выходной ток изменяется с помощью внешнего облучения (освещения) и электрического сигнала, подводимого к транзистору. Освещение влияет на сопротивление области эмиттер — база. Фототранзистор обладает большей чувствительностью, чем фотодиод, и находит применение в измерительных схемах и автоматике. Существуют также полевые фототранзисторы, работающие с очень малыми входными токами и малыми шумами.

Это полупроводниковый р-n-р-n прибор с тремя переходами и двумя выводами, имеющий два устойчивых рабочих состояния. В одном состоянии ток, протекающий через прибор, мал, в другом — велик. Диодный тиристор можно рассматривать как последовательное и встречное включение трех диодов (рис. 5.7) или как соединение двух транзисторов типов р-n-р и n-р-n. Тиристор смещен в проводящем направлении, если на его аноде положительное напряжение; при этом диоды Д₁ и Д₂ открыты. Для диодного тиристора встречается также название диод Шокли или динистор.

Рис. 5.7. Структура (а), эквивалентная схема (б) и условное графическое обозначение диодного тиристора (в)

Типичный вид вольт-амперной характеристики диодного тиристора, т. е. зависимость протекающего через тиристор тока от подводимого напряжения, представлен на рис. 5.8. При подведении к аноду отрицательного напряжения (при смещении тиристора в непроводящем направлении) через тиристор течет очень малый обратный ток (так называемое состояние запирания тиристора), дифференциальное сопротивление в этой области очень велико (несколько десятков мегом). При превышении обратного напряжения пробоя U_обр наступает резкое увеличение этого тока. При подаче на анод тиристора положительного напряжения, т. е. при его смещении в проводящем направлении, возможны два состояния: выключенное (запертое) и включенное (отпертое) состояние, в котором дифференциальное сопротивление тиристора очень мало (несколько ом).

Для перехода из выключенного во включенное состояние требуется превышение напряжения включения U_вкл. Процесс перехода длится определенное время, связанное с движением носителей зарядов через переходы. Для возврата в выключенное состояние требуется отключение или соответствующее уменьшение внешнего напряжения.

Рис. 5.8. Типичный вид вольт-амперной характеристики диодного тиристора:

_{1 — ток выключения; 2 — включенное (открытое) состояние; 3 — запертое состояние (отсутствие проводимости); 4 — лавинный пробой; 5 — напряжение включения; 6 — выключенное (закрытое) состояние}

Это тиристор со структурой, соответствующей двунаправленному четырехслойному диоду. Из характеристики такого тиристора (рис. 5.9) видно, что его свойства одинаковы при смещении в проводящем и запирающем направлениях. Симметричный диодный тиристор, или двунаправленный тиристор, называется также двунаправленным диодным выключателем или динистором.

Рис. 5.9. Характеристика симметричного диодного тиристора (а) и его условное графическое обозначение (б)

Это полупроводниковый прибор, представляющий собой четырсхслойную структуру, имеющую дополнительный третий вывод, называемый управляющим электродом, соединенный с внутренней областью р-типа (рис. 5.10). Управляющий электрод дает возможность включать тиристор при анодном напряжении, меньшем напряжения включения. Триодный тиристор называется также кремниевым управляемым выпрямителем или просто тиристором.