Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Напівпровідники та електронні пристрої на їх основі
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Фізика
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
§ 24.7. Напівпровідники та електронні пристрої на їх основі
Метали, діелектрики, напівпровідники Утворення
енергетичних зон розглянемо на прикладі зюлиження атомів натрію під час утворення твердого стану. Якщо відстані між атома перевищують період гратки , то електронні енергетичні рівні вузькі (рис.24.7.1,а). Тут кожному атому відповідає потенційльна яма, утворена кривою потенціальної енергії.
Енергетичні рівні EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 заповнені електронами повністю, рівень EMBED Equation.3 - наполовину. Якщо атоми зближувати один до одного, то внаслідок взаємодії вузькі енергетичні рівні перетворюються в зони. В цьому випадку висоти потенціального бар’єра між атомами нижча енергетичного положення рівнів валентних EMBED Equation.3-електронів (рис.24.7.1,б). Тому ці електрони дістають можливість переходити від одного атома до іншого і стають повністю узагальненими для всієї гратки, тобто вільними і їх йІмовірність перебування у будь-якому місці об’єму кристала однакова.
Отже, в твердому тілі існують зони енергій валентних електронів (EMBED Equation.3- валентна зона), що приймають участь в хімічних зв’язках та зони енергій провідних електронів (EMBED Equation.3зона провідності). Валентна зона та зона провідності розділені між собою забороненою зоною ширини EMBED Equation.3. Енергетичні зони можуть мати різний ступінь заповнення. Щоб електрон перейшов із нижчого рівня на вищий, необхіно затратити деяку енергію, що перевищує або дорівнює значенню ширини забороненої зониEMBED Equation.3.
Різниця енергій між сусідніми підрівнями у зоні провідності наближено дорівнює EMBED Equation.3EMBED Equation.3EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 . Тому енергетичні рівні у С-зоні провідності майже неперервні і електрон в зоні провідності рухається майже як вільна частинка.
Енергетична відстань між підрівнями увалентній зоні дорівнює EMBED Equation.3EMBED Equation.3EMBED Equation.3. Тут параметри EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3- це так звані ефективні густини одночастинкових станів, відповідно у зоні провідності та в валентній зоні, про що детальніше йтиме мова в подальшому розділі.
Відсутність металічної провідності тіла означає лише те, що енергетичні зони частково заповнені. В діелектриках повністю заповнена влентна зона, а зона провідності пуста. Між ними є заборонена зона із досить великим значенням енергії EMBED Equation.3 . Тому з точки зору електричної провідності діелектрик відносно добрий
Na
Na
0
0
1s1
2s2
3s1
2p6
r
r
r>>a
Na
Na
Na
Na
1s
2s
2p
3s
а=4.3 Ǻ
а
б
Рис.24.7.1
ізоляятор. Лише дуже високих напругах може виникнути електричний пробій. Отже, з точки зору зонної теорії поділ речовин на метали, напівпровідники (н/п) та діелектрики умовний.
Таку класифікацію краще проводити з точки зору їх питомого опору, наприклад, для кімнатної температурі в металах його величина знаходиться в межах: EMBED Equation.3 ; для напівпровідників EMBED Equation.3 , тоді як для діелектриків EMBED Equation.3 .
Власні напівпровідники та їх електропровідність. В залежності від типу основних носіїв (електрони чи дірки) заряду, які визначають характер електропровідності н/п, їх поділяють на два типи: електронні EMBED Equation.3 -типу та діркові EMBED Equation.3 -типу. Власна електропровідність н/п EMBED Equation.3 -типу має електронний характер, а EMBED Equation.3 -типу - дірковий. Власними називаються такі н/п, в яких електропровідність зумовлена лише завдяки переходу електрона із валентної зони в зону провідності. Щоб якимсь чином відрізнити власний н/п від домішкового, біля значень їх концентрації ставлять індекс “ EMBED Equation.3 ”, наприклад, EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 . Власний тип провідності проявляється лише в хімічно чистих за своїм хімічним складом напівпровідниках.
Щоб електрон здійснив перехід із валентної зони в зону провідності, йому необхідно надати деяку енергію , яка називається енергією активації власної провідності. За своєю величиною вона наближено дорівнює ширині забороненої зони EMBED Equation.3 . В деякій мірі енергія активації аналогічна питомому опору металів.
Якщо енергію електрона на вершині валентної зони прийняти за умовний нуль, то ймовірність того, що рівень буде зайнятий електроном чи діркою дорівнює
EMBED Equation.3 (24.7.1)
Ці рівності описують розподіл електронів (дірок) за енергіями. Тут EMBED Equation.3 – ефективні маси електрона і дірки, EMBED Equation.3 – так звана густина станів. Суть її полягає в тому, що добуток EMBED Equation.3 визначає кількість дозволених станів для електрона, енергія яких знаходиться в межах EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 . Визначається вона як
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 . (24.7.2)
Тому в стані рівноваги середня концентрація електронів, енергія яких знаходиться в межах EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 , дорівнює
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 , (24.7.3)
де EMBED Equation.3 - середнє число частинок у стані з енергією EMBED Equation.3 .
У більшості н/п з власним типом провідності концентрація електронів у зоні провідності настільки мала, що електронний газ можна вважати невиродженим. Тому за цієї умови функція розподілу набере такого виду
EMBED Equation.3 . (24.7.4)
Щоб визначити концентрацію електронів чи дірок, треба проінтегрувати вираз (24.7.1) з врахуванням (24.7.4), задаючі для цього межі інтегрування. Для електронів провідності нижня межа інтегрування дорівнює EMBED Equation.3 , а верхня EMBED Equation.3 , тоді як для дірок у валентній зоні, відповідно EMBED Equation.3 . Після інтегрування (24.7.1) одержуємо вирази для концентрацій
EMBED Equation.3 (24.7.5)
У власному н/п кількість дірок дорівнює кількості електронів
EMBED Equation.3 (24.7.6)
це відома умова електронейтральності. Тому на підставі рівнянь (24.7.5) одержуємо, що хімічний потенціал ( рівень Фермі) для власного н/п дорівнює
EMBED Equation.3 . (24.7.7)
З одержаної формули випливає, що при температурі EMBED Equation.3 , незалежно від співвідношення між значеннями ефективних мас носіїв, рівень Фермі встановлюється точно посередині ширини забороненої зони. Якщо ефективні маси носіїв струму дорівнюють одне одному, то це виконується при довільній температурі.
EMBED Mathcad
Рис.24.7.2
Якщо ефективні маси не дорівнюють одна одній, то із збільшенням температури рівень Фермі зміщується спочатку вгору, в напрямку дна зони провідності, якщо лише виконується умова EMBED Equation.3 ., а потім рівень Фермі зміщується вниз до положення вершини валентної зони, задовільняється умова EMBED Equation.3 .
Електропровідність напівпровідників. Електропровідність визначається двома факторами: концентрацією носіїв та їх рухливістю EMBED Equation.3 :
EMBED Equation.3 . (24.7.8)
Незважаючи на те, що у власних н/п значення концентрацій EMBED Equation.3 , величини електропровідностей EMBED Equation.3 . У більшості випадків виконується умова EMBED Equation.3 , так як переважно відрізняються між собою електронна та діркова електропровідності EMBED Equation.3 . Той факт, що електропровідності електронів й дірок відрізняються між собою зумовлено тим, що відрізняються між собою їх ефективних мас EMBED Equation.3 .
Рухливість електронів і дірок слабо відрізняються між собою в певному діапазоні температур і слабо залежать від температури, тому температурну залежність електропровідності власного н/п можна описати такою залежністю:
EMBED Equation.3 . (24.7.9)
Це означає, що в координатах EMBED Equation.3 вздовж горизонтальної осі та EMBED Equation.3 вздовж вертикальної осі ординат , графік температурної залежності електропровідності матиме вигляд прямої лінії (рис.24.7.2) з тангенсом кута нахилу EMBED Equation.3 , що дає можливість за йогозначенням експериментально визначити ширину забороненої зони у власних н/п .
Домішкові напрівпровідники. На відміну від власних н/п (хімічно чистих), внесення домішок призводить до появи в них додаткових носіїв струму. Поділяють два типи домішок – донори та акцептори. Перші із них віддають в носії струму електрони, а другі – дірки. Розглянемо це на прикладі напівпровідникового кремнію ( EMBED Equation.3 ).
У нього або германію чотири валентні електрони формують хімічні зв’язки. Тому, якщо домішковий атом має більше електронів, ніж в атома кремнію, наприклад, як це є у випадку п’ятитвалентного атома миш’яку, то при заміщенні ним атома кремнію чи германію, залишається один незв’язаний в хімічний зв’язок електрон, який може вільно рухатись по гратці і брати участь в електропровідності (рис.24.7.3,а).
Отже, насичення (легування) напівпровідникового
кремнію чи германію атомами миш’яку формує в ньому електронний тип провідності ( EMBED Equation.3 -тип). На діаграмі енергій при цьому нижче дна зони провідності на величину EMBED Equation.3 формується домішковий (донорний) рівень.
Якщо легуюча домішка має три валентні електрони (як в атомі бору), то при заміщенні основного атома виникає вільна дірка (рис.24.7.3,в), тому такий напівпровідник буде мати EMBED Equation.3 -тип провідності. Акцептор на діаграмі енергій формує домішковий рівень, який на EMBED Equation.3 піднятий вище вершини валентної зони. (рис.24.7.3,г).
Si
Si
EMBED Equation.3
Si
Si
Si
As
а
V-зона
C-зона
W
WD
ΔWD
Wg
б
Si
Si
Si
Si
Si
B
в
V-зона
C-зона
W
WA
ΔWA
Wg
г
Рис.24.7.3
Отже, в домішковому напівпровіднику необхідно враховувати як основні носії заряду, так і неосновні, локалізовані на донорах та акцепторах. Тому умова електронейтральності для нього формулюється як
EMBED Equation.3 , (24.7.10) тобто добуток концентрації електронів і дірок у домішковому напівпровіднику дорівнює квадрату концентрації електронів або дірок у власному напівпровіднику і для фіксованої температури він сталий. Це означає, що якщо легування збільшує концентрацію електронів EMBED Equation.3 , то концентрація дірок EMBED Equation.3 при цьому зменшуватиметься.
Як показують розрахунки, рівень Фермі при EMBED Equation.3 в домішковому н/п локалізується посередині між домішковим та основним енергетичними рівнями.
Так як в домішковому напівпровіднику носіями струму є основні і добавлені домішками, то температурна залежність його електропровідності описуватиметься виразом
EMBED Equation.3 , (24.7.11)
де EMBED Equation.3 - і EMBED Equation.3 - деякі сталі. Перший доданок зумовлений власним типом провідності, а другий – домішковим. Переконуємось, що і для домішкового напівпровідника в координата EMBED Equation.3 графіком є пряма, тангенс кута нахилу якої дає можливість визначити енергії іонізації домішок EMBED Equation.3 , як:
EMBED Equation.3 . (24.7.12)
EMBED Equation.3 –перехід та його електричні властивості. Межа поділу двох напівпровідників із різними типами провідності утворює EMBED Equation.3 - перехід. Для мікроелектроніки важливе значення має границя поділу метал – напівпровідник.
По-перше, будь-який електронний прилад має електричний контакт, яким практично завжди є межа поділу напівпровідника з металом. Причому вимагається, щоб такий перехід не вносив додаткового електричного опору в схему для певних меж значень струмів через нього і температур оточуючого середовища. Контакти, що задовільняють цим умовам називаються омічними.
По-друге, на основі переходу метал-напівпровідник можна створювати контакти іншого роду, що пропускають електричний струм в одному напрямку, а в іншому його стримують ( запирають). Контактні переходи такого роду звуться бар’єрами Шотткі.
Розглянемо контакт двох напівпровідників із електронним та дірковим типами провіджності. В кожному із них крім основних носіїв струму є ще й неосновні – в електронній частині напівпровідника – це дірки з концентрацією EMBED Equation.3 , а в дірковій - електрони з концентрацією EMBED Equation.3 . Їх концентрації задовольняють відму умову електронейтральності
EMBED Equation.3 . (24.7.13)
У рівноважному стані, у відсутності прикладеної до переходу електричної напруги, на межі поділу виникає градієт концентрацій однотипних носіїв, який зумовлює появу дифузного потоку через контактну ділянку електронів із EMBED Equation.3 -області в EMBED Equation.3 -область, а дірок у зворотному напрямку (рис.24.7.4). Тому в EMBED Equation.3 -області будуть відсутні вільні електрони і в ній сформується нерухомий об’ємний заряд додатно заряджених донорів, а в EMBED Equation.3 -області відсутні дірки і сформується об’ємний заряд негативно заряджених акцепторів.
p-тип
n-тип
n
WA
μFp
WD
μFn
p
Рис.24.7.4
Процес дифузії носіїв заряду триватиме до тих пір, доки рівні Фермі для електронів в EMBED Equation.3 -області та дірок в EMBED Equation.3 -області не зупиняться
на однаковому рівні. Те ж саме відбувається з рідиною в процесі перетікання її з однієї посудини в іншу, якщо до того вона була налита в них до різних рівнів.
Відтік електронів та дірок із приконтакної ділянки означає, що в ній виникає градієнт концентрації носіїв, а саме шар об’ємного додатного заряду зі сторони електронного н/п, тоді як зі сторони EMBED Equation.3 -типу виникає шар із об’ємним від’ємним зарядом. Отже, на межі поділу виникає подвійний електрично заряджений шар. Його контактна різниця потенціалів дорівнює
EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 . (24.7.14)
Збіднений основними носіями шар в ділянці об’ємного заряду має більший опір, ніж відповідна ділянка в об’ємі напівпровідника, тому такий шар називається запірним. Тому EMBED Equation.3 перехід, як ділянка із малою електропровідністю, із обох сторін оточена областями з більш високими електропровідностями і, з електричної точки зору, в цілому проявляє властивості конденсатора. Товщиною цього шару можна керувати, якщо до EMBED Equation.3 переходу прикладати електричне поле.
Твердотільні електронні прилади. Електронні прилади - це прилади, робота яких грунтується на закономірностях переносу носіїв струму через границю поділу. До найпростіших належать двополюсні прилади - діоди, триполюсні тріоди і тощо.
Випрямний діод. Напівпровідниковий діод призначений для перетворення змінного електричного струму на пульсивний струм одної полярності, перетворення частоти в радіоприймачах і тощо. Для цього використовують властивість однобічної електронної провідності EMBED Equation.3 – переходу або переходу метал-напівпровідник. На відміну від діодних ламп, напівпровідникові мають малу вхідну ємність, низький рівень внутрішніх шумів, більший коефіцієнт випрямлення , а самі вони малогабаритні.
Випрямні діоди виготовляють переважно із напівпровідникових монокристалів EMBED Equation.3 . Більш поширенішими є кремнієві, завдяки їх міцності, термостійкості та надійності в роботі. Прямі струми в них змінюються у межах від десятої частки ампера до кількох кілоампер, зворотні напруги досягають EMBED Equation.3 , а робоча частота до сотень EMBED Equation.3 .
Схема ввімкнення випрямного діода та графік струму, що
проходить через навантажуваний до нього опір, наведені на рис.24.7.6,а. Щоб сила струму залежала від навантажуваного опору, діод повинен мати досить значний власний опір у запірному та відносно малий у пропускному напрямках.
Випрямний діод має несиметричну ВАХ (рис.24.7.6,в). Тут суцільною лінією зображена ВАХ прямого EMBED Equation.3 –переходу, а пунктирною – зворотного. В зворотному напрямку електрони через контакт йдуть із EMBED Equation.3 області в область EMBED Equation.3 , а дірки навпаки із EMBED Equation.3 –
A
V
R
H
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
а б
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
б
Рис.24.7.6
області в EMBED Equation.3 область. Але в напівпровіднику EMBED Equation.3 типу мало вільних електронів, а в напівпровіднику EMBED Equation.3 –типу мало дірок. Тепер перехід через контакт здійснюється неосновними носіями, кількість яких мала. Тому в цьому випадку провідність значно менша, опір переходу великий і виникає запірний шар. Такий перехід називається зворотним і його ВАХ зображена на рис.24.7.6,в, пунктирною лінією.
Отже, EMBED Equation.3 –перехід по відношенню до струму є несиметричний: в прямому напрямку опір переходу значно менший, ніж в зворотному. Ця властивість EMBED Equation.3 –переходу використовується для випрямлення змінного струму. Протягом першої половини його періоду, коли потенціал напівпровідника EMBED Equation.3 типу додатний, струм вільно проходить через контакт. В іншу половину періоду струм практично дорівнює нулеві.
Якщо будувати залежність EMBED Equation.3 від прикладеної до діода напруги, то для більшості із них це буде пряма лінія і справеджується залежність
EMBED Equation.3 . (24.7.15)
де EMBED Equation.3 - температурний потенціал, EMBED Equation.3 - сила струму насичення.
Із збільшенням оберненої напруги величина зворотної сили струму прямує до сталого значення EMBED Equation.3 . Щоб визначити силу зворотного струму, необхідно інтерполювати графік назад до нульового значення напруги і одержати величину EMBED Equation.3 . Але одержане цим способом значення EMBED Equation.3 на декілька порядків менше дослідно визначеного.
Стабілітрон. Це діод, що працює в режимі зворотного пробою, тому й використовується як джерело опорної напруги. Робоча ділянка стабілітрона знаходиться у вузькому інтервалі зворотних напруг, які відповідають ділянці пробою його електронно-діркового переходу. На рис.24.7.7 наведено схему стабілізації напруги і графік залежності сили зворотного струму від величини зворотної напруги в
ділянці ВАХ, що використовується для стабілізації EMBED Equation.3 .
Є ще ряд інших різновідностей діодів, наприклад, імпульсні випрямни, лавинно-пролітні, перемикальні, фотодіоди, тунельні, детекторні і тощо. Деякі із них будуть розглянуті в подальшому.
Діод Шотткі. Принцип дії діода Шотткі грунтується на перенесенні заряду основними носіями через випрямний контакт метал – напівпровідник. В звичних діодах контакт виготовляється у вигляді металевої голки, що притискається до поверхні напівпровідника. В діодах Шотткі він виготовляється у вигляді металевої плівки.
-I,
mA
+U,
B
R
H
R
Рис.24.7.7
Структура діода з бар’єром Шотткі зображена на рис.24.7.8. Нагадаємо, що принцип дії діода побудований на тому, що робота виходу електрона із метала більша, ніж із напівпровідника. Це означає,
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Рис.24.7.8
що за умови їх контакту на межі розділу метал–напівпровідник виникатиме збіднена електронами область, яка зумовлена термоелектронною емісією. Цей об’ємний заряд збільшуватиметься до тих пір, доки електричне поле подвійного шару не перешкоджатиме рухові електронів.
Область об’ємного заряду має високий питомий опір, тому це своєрідний потенціальний бар’єр для носіїв струму. Його висоту та ширину можна змінювати, змінюючи полярність прикладеної
напруги.
Діоди Шотткі малоінерційні, оскільки перенос заряду в них здійснюється основними носіями і відсутнє явище інжекції носіїв при прямому зміщенні бар’єра.
У порівнянні із діодами на EMBED Equation.3 переходах, перевагою діодів Шотткі є те, що вони мають малий послідовний тепловий та електричний опори, оскільки за своїми електричними характеристиками метал значно переважає сильнолегований напівпровідник. Малі значення опору та бар’єрної ємності дають можливість застосовувати діоди Шотткі в ділянці надвисоких частот EMBED Equation.3 з часом перемикання порядку EMBED Equation.3 .
Переважно діоди Шотткі виготовляються із низькоомного EMBED Equation.3 - шару (2) напівпровідника, на поверхні якого сформований високоомний епітаксійний EMBED Equation.3 - шар (3) із того ж напівпровідника. Широко вживаними для них є EMBED Equation.3 та EMBED Equation.3 , а металеві контакти виготовляють із золота, нікеля, алюмінію, платини, вольфраму та ін.
На основі бар’єру Шотткі розроблені також транзистори. В них діод під’єднується до колектора та бази EMBED Equation.3 транзистора. Якщо бар’єр Шотткі використати як затвор, то значно збільшується гранична частота польового транзистора.
Транзистор або напівпровідниковий тріод - це напівпровідник з двома EMBED Equation.3 переходами в одному монокристалі. Виявляється, що властивості EMBED Equation.3 –переходу можна використати для підсилення і генерації електричних коливань. Саме це зроблено в напівпровідниковому транзисторі (тріоді). Для цього, наприклад, між двома напівпровідниками EMBED Equation.3 утворюється тонкий шар EMBED Equation.3 типу. Цей шар називається основою або базою (В).
Отже, в кристалі утворюється EMBED Equation.3 – переходи, прямі напрямки яких протилежні. Три виводи від областей з різними типами провідностей дозволяють транзистори вмикати так, як це показано на рис.24.7.9.
Перетворення електричного сигналу тріодом відбувається так, що на один EMBED Equation.3 перехід подається електрична напруга у прямому напрямку, а на інший - у зворотному. Тому в транзисторах “транзисторний ефект” зумовлений явищами інжекції та екстракції неосновних носіїв заряду.
Залежно від чергування областей із різними типами провідностей розрізняють транзистори EMBED Equation.3 та EMBED Equation.3 типів. Щоб виготовити транзистор EMBED Equation.3 типу, неохідно взяти кристал германію і створити в ньому три області з типами провідності, що чергуються: дірковий – електронний – дірковий, між якими є два EMBED Equation.3 переходи. Ділянки із різними типами провідностей сполучають металевими електродами, за допомогою яких тріод вмикають в електричну схему.
Контактний перехід, зміщений в прямому напрямку, називають емітерним, а контактуюча з ним EMBED Equation.3 ділянка, відповідно
K
E
B
R
H
U
BX
EMBED CorelDraw.Graphic.7
EMBED CorelDraw.Graphic.7
а б
в
Рис.24.7.9
емітером (Е). Другий контактний перехід, що зміщений в оберненому напрямку, називається колекторним, а відповідно EMBED Equation.3 ділянку, що з ним контактує – колектором (К). Середню між ними ділянку називають базою транзистора.
Схеми вмикання EMBED Equation.3 транзистора поділяються
( рис.24.7.9):
а –із спільним емітером;
б - із спільною базою;
в - із спільним колектором.
Перехід EMBED Equation.3 (емітер –база) із джерелом напруги у прохідному напрямку, тоді як перехід EMBED Equation.3 (база – колектор) - в запірному напрямку, однак величина поданої до нього напруги в цьому випадку дещо більша, ніж в прямому. Це знижує висоту потенціального бар’єру на першому переході та підвищує його відповідно на другому.
Розглянемо перехід емітер - база. Якщо плюс джерела живлення сполучити з EMBED Equation.3 - ділянкою, то дірки рухатимуться у напрямку бази, а електрони, відповідно, до напрямку емітера. Як тільки дірки попадають в область бази, вони рекомбінують із електронами. Оскільки область бази досить тонка, то сила діркового струму із бази практично дорівнює силі діркового струму із емітера.
Перехід база - колектор зміщений в зворотному напрямку. Тому дірки, що попали в область колектора знаходитимуться в області від"ємної напруги і згенерований при цьому електричний струм буде переданий у ввімкнений в електричне коло опір навантаження.
Сила струму, що протікає через перехід емітер – база дорівнює
EMBED Equation.3 . (24.7.16)
Струм колектора (через EMBED Equation.3 перехід), увімкнутий у запірному напрямку (за умови відсутності емітерного струму) за величиною буде малий:
EMBED Equation.3 , (24.7.17)
де EMBED Equation.3 -струм насичення, явеличина якого пропорційна концентрації електронів в EMBED Equation.3 області.
Великий опір цього переходу дає змогу увімкнути в його коло навантаження із значним опором EMBED Equation.3 , на якому спад напруги дорівнюватиме EMBED Equation.3 , де EMBED Equation.3 -спад напруги на EMBED Equation.3 переході, за умови, що сила емітерного струму дорівнює нулеві.
Якщо в коло емітера ввести додаткову різницю потенціалів, то збільшиться сила діркового струму емітера, що призведе до зростання сили струму в колі колектора: EMBED Equation.3 , а отже, зміниться й спад напруги на опорі навантаження EMBED Equation.3 .
Сила струму через емітер перевищує силу струму через колектор, тому незначні коливання напруги на емітері викликають досить значні зміни сили колекторного струму та напруги на навантажуваному опорі.
Проходження електричного струму в колі емітера супроводжується проникненням дірок в базу. Тут дірки дифундують у напрямку колектора, де вони й поглинаються , зумовлюючі при цьому зростання сили струму у запірному напрямку в колі колектора. Спад напруги в колі колектора в багато разів більший, ніж у колі емітера через те, що перехід у запірному напрямку має більший опір, ніж у прохідному.
Отже, транзистор збільшує (підсилює) напругу і потужність. Збільшення потужності відбувається за рахунок джерела струму, що ввімкнене в коло колектора.
Розглянута схема з спільним емітером (а) застосовується найчастіше, тому що вона дає досить задовільне підсилення за силою струму і за спадом напруги. Схема з спільним колектором (в) дає найбільше підсилення за струмом.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора