Твердотельные дискретные активные элементы

Полупроводниковыми называют приборы, изготовленные из полупроводниковых материалов. Полупроводниковые приборы предназначены для выполнения определенных элементарных функций в устройствах генерирования и обработки сигналов, записи, хранения, обработки и считывания информации.Последние так называют потому, что по удельной электропроводностью они занимают промежуточное место между удельной электропроводностью металлов (≈ 104 … 106 Ом-1 см-1) и удельной электропроводностью диэлектриков (≈ 10-10 … 10-12 Ом-1 см-1). К ним относятся элементарные полупроводники Si, Ge, их твердые растворы и химические соединения типа БезымянныйБезымянный и другие.

Назначения.  Аналогичное назначения имеют твердотельные дискретные пассивные элементы, но их функции существенно отличаются хотя бы потому, что первые относятся к категории активных, а вторые — к пассивным. Подобное назначение вакуумных дискретных активных элементов, но они гораздо больше весогабаритных показателей и используют гораздо большие токи и напряжения.

Классификация. Полупроводниковые приборы классифицируют по виду, который определяется количеством участков с разным типом проводимости. Выделяют три основные виды полупроводниковых приборов: полупроводниковые диоды, полу
проводниковые транзисторы и полупроводниковые тиристоры, которые имеют соответственно две, три, четыре и более таких участков. Поскольку других транзисторов, кроме полупроводниковых, практически не существует, то вместо термина «полупроводниковые транзисторы » принято употреблять термин «транзисторы». Каждый из этих трех видов полупроводниковых приборов еще делится на отдельные группы и подгруппы, о которых пойдет речь в соответствующих пунктах. Полупроводниковые приборы еще классифицируют по материалу (германиевые, кремниевые, арсенид-галлиевые т.п.); по частоте (низкочастотные, высокочастотные и сверхвысокочастотные) по мощности (маломощные и мощные) по напряжению (низковольтные и высоковольтные) по способу получения p-n-переходов (диффузные и сплавные) и по некоторым другим признакам.

Условные изображения и обозначения. Условные изображения полупроводниковых приборов привязаны к видам, группам и подгруппам (каждый вид, каждая группа и подгруппа имеет свое условное изображение). Поэтому они будут рассмотрены во время рассмотрения видов, групп и подгрупп. Условные обозначения полупроводниковых приборов содержат пять элементов: материал прибора, его класс или подкласс, назначения, порядковый номер технологической разработки и параметрическую группу. Примеры будут приведены ниже при рассмотрении отдельных видов полупроводниковых приборов.

Строение. Полупроводниковые приборы изготавливают преимущественно из кремния, германия, арсенида галлия и других полупроводников. Основу полупроводникового прибора составляет кристалл (частица полупроводникового монокристаллического материала размером ≈ 1 мм3), в котором методом сплавления или диффузии сформирован один или несколько р-n-переходов или структуру метал окись-полупроводник (МОП). Прибор имеет также корпус вместе с внешними
выводами. Мощные приборы имеют массивные корпуса, иногда с радиаторами и даже специальными элементами крепления в аппаратуре. Для соединения внешних выводов с контактными плоскостями кристаллов применяют перемычки.

Работа. Функционирование полупроводниковых приборов основывается на использовании процессов, которые происходят в p-n-переходах и прилегающих к ним участкам, или в МОП-структурах. Основными из них являются инжекция эмиттером в базу неосновных (для базы) носителей во время прямого смещения р-n-перехода, рекомбинация их в базе с основными носителями, диффузия или дрейф нерекомбинованих носителей в базе, экстракция их коллектором при наличии возвратно-смещенного коллекторного p-n-перехода. Основные процессы в МОП-структурах, которые определяют работу построенных
на них полупроводниковых приборов — это индуцирование заслоном канала высокой проводимости, которую соединяет утечка со стоком и моделирования ним сопротивления этого канала.

Свойства. Основными преимуществами дискретных полупроводниковых приборов является их высокая надежность, экономичность, меньше, чем в вакуумных и газонаполненных электронных приборов, вес и габариты и широкие функциональные возможности, которые проявляются в способности генерировать, выпрямлять, детектировать, коммутировать, усиливать электрические сигналы, осуществлять другие виды обработки. Недостатками дискретных полупроводниковых приборов является их теплочуствительность, невысокая радиационная стойкость, а также их дискретный характер, который требует при монтаже в ЭА изготавливать большое количество контактов, которые увеличивают трудоемкость изготовления электронных средств и препятствуют дальнейшему повышению их надежности.

Применение. Основной элементной базой современных электронных средств является ИМС. Дискретные полупроводниковые приборы дополняют их в тех случаях, когда необходимы большие токи и напряжения, больше рассеиваемой мощности.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

CAPTCHA image
*