Полупроводниковые приборы

Классификация полупроводниковых приборов. Транзисторы

Полупроводниковые приборы могут классифицироваться по:

1. Функциональному назначению.
2. Механизму работы.
3. Структуре

По принципу действия проводниковые приборы делятся на тиристоры, транзисторы, стабилитроны и диоды. Диоды в свою очередь подразделяются по значению максимально допустимого тока; стабилитроны по максимальному значению мощности рассеяния; тиристоры по значению максимально допустимого тока в открытом состоянии. По структуре различают интегральные (микропроцессоры и микросхемы) и дискретные (фотоэлементы, диоды, фототранзисторы, варисторы, варикапы) приборы.

Среди транзисторов различают следующие виды: биполярные, однопереходные, полевые, IGBT-транзисторы, биполярные магнитотранзисторы. Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, который состоит из трех областей, в которых чередуются типы электропроводности. Данные области разделяются электронно-дырочными переходами. Особенность биполярного транзистора заключается в том, что между его электронно-дырочными переходами есть взаимодействие - ток одного перехода управляет током другого перехода. Однопереходный транзистор представляет собой трехэлектродный полупроводниковый прибор, у которого есть один p-n переход два невыпрямляющего контакта к базовой области, которые используются для генерации и усиления электромагнитных колебаний в случае модуляции сопротивления базы.

Полевой транзистор представляет собой прибор для преобразования электрической энергии, в котором электрический ток управляется электрическим полем через специальный канал, появляющийся при приложении напряжения между истоком и затвором.

IGBT-транзистор – это биполярный транзистор, у которого изолированный затвор.

Биполярный магнитотранзистор представляет собой прибор, основные характеристики которого зависят от магнитного поля. Причиной изменения параметров данного вида транзисторов является изменение сопротивления его базы. Для того, чтобы увеличить чувствительность магнитного транзистора их производят с двумя коллекторными переходами. Магнитное поле отклоняет носителей одного коллектора к другому. Таким образом, по изменению электрического тока коллекторов можно оценить магнитную индукцию

Использование полупроводниковых приборов

Действие полупроводниковых приборов основывается на электронных процессах, которые протекают в кристаллах полупроводников. Основным материалом, использующимся для производства полупроводниковых приборов, является кремний.

Одни из самых широко используемых видов полупроводниковых приборов являются полупроводниковые диоды. Полупроводниковые диоды способны пропускать электрический ток только в одном направлении - от анода к катоду. Они делятся на следующие виды:

1. Выпрямительные диоды, которые используются для превращения переменного тока низкой частоты в постоянный ток. К основным параметрам данных диодов относятся максимально допустимые обратное напряжение и прямой электрический ток.
2. Универсальные диоды применяются для выпрямлений токов в широком диапазоне. Основные параметры таких диодов такие же, как у выпрямительных.
3. Импульсные диоды применяются для преобразования импульсного сигнала.
4. Стабилитроны используются для стабилизации напряжения. В данных устройствах падение напряжения почти не зависит от протекающего электрического тока.
5. Варикапы используются, как конденсаторы переменной емкости, которые управляются напряжением.

У транзисторов существуют три режима работы, в зависимости от выполняемых ими функций. В активном режиме транзисторы применяются для усиления электрического сигнала в аналоговых устройствах. В режимах отсечки и насыщения они используются в коммутационных, цифровых и импульсных схемах.

Тиристор представляет собой полупроводниковый прибор, который функционирует в режимах - высокой и низкой проводимости. Тиристоры используются для бесконтактного включения/выключения электрической цепи. Эти приборы характеризуются способностью коммутации электрического тока значительной величины, а также высоким быстродействием. Различают следующие виды тиристоров: динистор (при увеличении прямого напряжения открывается), тринистор (имеется дополнительный управляющий электрод), запираемый тиристор (можно перевести в закрытое состояние, если подать управляющий импульс обратной полярности), симистор (способен проводить электрический ток в обоих направлениях).

Тиристоры применяются, как бесконтактные переключатели и управляемые выпрямители в преобразователях электрического тока и устройствах автоматики. В цепях с импульсным или переменным электрическим током есть возможность изменять время открытого состояния тиристора, что позволяет регулировать мощность, которая выделяется в нагрузке.