Zastosowania półprzewodników.

Zastosowania półprzewodników.
Rysunek przedstawia dwie
Zasada działania mostka Graetza
warstwy półprzewodników
typu: n i p. Warstwy te są
elektrycznie obojętne
ponieważ ładunki swobodnych
elektronów w jednym i dziur Przepływ prądu przez złącze p-n może
w drugim kompensowane są powodować emisję fal
elektromagnetycznych.
przez ładunki jonów sieci
Zastosowanie: diody
krystalicznej. Po zetknięciu
elektroluminescencyjne (LED)
warstw w pobliżu ich styku
dochodzi do dyfuzji
Opór złącza p-n można zmieniać poprzez
elektronów z warstwy n do
oświetlenie go. Zastosowanie:
warstwy p (dziur w
fotodiody
przeciwnym kierunku) i ich
Poprzez połączenie trzech warstw
rekombinacja. W efekcie
półprzewodników uzyskuje się tranzystor.
powstaje warstwa pozbawiona
W zależności od rodzaju warstw: pnp lub
swobodnych ładunków
npn
elektrycznych (warstwa
zaporowa), w której ładunek
jonów nie jest
skompensowany. Wytwarza się
wówczas różnica potencjałów w obszarze warstwy zaporowej.
Jeśli do takiego układu dwóch
warstw przyłożone zostanie
Zasada działania tranzystora
napięcie, to w efekcie:
Złącze emiter-baza spolaryzowane jest w kierunku
- zaczyna płynąć przez warstwę
przewodzenia. Złącze baza-kolektor spolaryzowane jest w
silny prąd (tzw. prąd
kierunku zaporowym.
przewodzenia), jeśli warstwa p jest
dodatnio, a warstwa n ujemnie
spolaryzowana,
- następuje poszerzenie obszaru
warstwy zaporowej, jeśli warstwa p jest ujemnie, a warstwa n
dodatnio spolaryzowana. W tej sytuacji przez złącze płynie
bardzo słaby prąd, tzw. prąd wsteczny. Jeśli napięcie
przyłożone w tej sytuacji przekroczy pewną wartość następuje
tzw. zjawisko przebicia, a warstwa zaporowa ulega trwałemu W obszarze bazy występuje różnica koncentracji elektronów.
Większa ich ilość znajduje się na granicy emiter-baza niż bazauszkodzeniu.
kolektor. Ponieważ kolektor jest spolaryzowany dodatnio,
Opisane własności złącza p-n wykorzystano w
wychwytuje elektrony płynące przez bazę i w obwodzie
konstrukcji diody półprzewodnikowej.
kolektora pojawia się prąd. W efekcie w obwodzie emiter-baza
dioda spolaryzowana w
płynie słaby prąd, a w obwodzie emiter-kolektor silny prąd.
kierunku przewodzenia
dioda spolaryzowana w
kierunku zaporowym
Jednym z podstawowych zastosowań własności diod
jest prostowanie przemiennego prądu elektrycznego.
prostownik jednopołówkowy
prostownik dwupołówkowy
(w układzie nazywanym mostkiem Graetza)
Ponieważ za pomocą małego prądu emiter-baza można
sterować dużym prądem baza-kolektor, tranzystory znalazły
zastosowanie w układach wzmacniających sygnał elektryczny
(tzw. wzmacniaczach.)
W przykładzie przedstawionym na rysunku słaby sygnał
elektryczny z mikrofonu zostaje wzmocniony przez
zastosowanie tranzystora i przetworzony na dźwięk przez
głośnik.