7 грудня 2020р.
Предмет: Радіоелектроніка та основи телебачення.
Урок 24: Окремі види напівпровідникових приладів.
Найважливішими властивостями й ознаками напівпровідників є залежність їхніх властивостей від зовнішніх умов: температури, освітленості, тиску, електричних та магнітних полів тощо. Ці властивості використовують при побудові з напівпровідникових матеріалів різноманітних параметричних елементів радіоелектронних кіл. Прикладами таких елементів є напівпровідникові резистори, що мають нелінійні ВАХ і провідність, залежну від температури, освітлення, напруги. Такі резистори знаходять широке застосування в електронній автоматиці.
Напівпровідникові резистори – це напівпровідникові прилади з двома виводами з однорідного напівпровідника без p-n-переходів.
До напівпровідникових резисторів відносяться:
- лінійні резистори;
- терморезистори;
- фоторезистори;
- варистори.
Рисунок 1 – Умовні позначення лінійного резистора (а), варистора (б), терморезистра (в), фото- резистора (г)
Терморезистори — це напівпровідникові елементи, опір яких залежить від температури. Така залежність може бути як з негативним, так і з позитивним (позистори) температурним коефіцієнтом провідності. На рис. 2 показано ВАХ терморезистора. ВАХ має три характерні ділянки:
Рисунок 2 – Вольт-амперна характеристика терморезистора Uт =f(I), де Uт - падіння напруги на терморезисторі в сталому режимі.
майже лінійну частину ОА для малих значень струму; ділянку порушення лінійності та перегину АВ і спадну ділянку ВС, яка виникає внаслідок того, що із зростанням струму підвищується температура терморезистора, а його опір зменьшується через збільшення концентрації електронів та дірок провідності. Терморезистори використовують для вимірювання і регулювання температури, вимірювання потужності високочастотних коливань, температурної сигналізації, теплового захисту, термокомпенсації, стабілізації та безконтактного регулювання струму тощо.
Фоторезистори — це напівпровідникові елементи, опір яких змінюється під дією електромагнітного випромінювання оптичного та близького до нього діапазону. На рис.3 зображено схему вмикання фоторезистора. Максимальна спектральна чутливість до потоків випромінювання та їхніх частот залежить від матеріалу, з якого виготовлено фоторезистор. Зі зростанням променевого потоку збільшується кількість електронів провідності й опір фоторезистора зменьшується. Фоторезистори застосовують у різноманітних галузях техніки, оскільки вони мають високу чутливість, малі габаритні розміри, просту конструкцію. На їх основі побудовано таку спеціалізовану галузь електроніки, як оптоелектроніка, де вони відіграють роль перетворювачів оптичних сигналів на електричні.
Рисунок 3 – Схема вмикання фоторезистора
Варистори зменьшують свій опір із збільшенням прикладеної напруги, причому полярність напруги значення не має. На рис. 4 показано ВАХ варистора. Остання має вигляд степеневої функції завдяки особливим властивостям кристалів карбіду силіцію, з яких його виготовлено. Ці особливості полягають у тому, що із збільшенням прикладеної до варистора напруги зростає напруженість електричного поля між окремими кристалами. Це супроводжується електростатичною емісією з гострих граней кристалів й електричним пробиванням оксидних плівок на поверхнях кристалів, що призводить до різкого зростання провідності.
Рисунок 4 - ВАХ варистора
Оскільки ВАХ варистора симетрична, його можна застосовувати в колах постійного і змінного струмів. Варистори використовують для захисту приладів та елементів схем від перевантаження, для стабілізації струмів і напруг, регулювання та перетворення електричних сигналів. Варисторні структури можуть бути утворені в мікросхемах.
Додатковий відеоматеріал:
Контрольні завдання: 1.Поясніть, що таке позистор і нарисуйте фрагменти електричних схем його застосування. 2.Поясніть призначення варистора і нарисуйте фрагменти електричних схем його застосування.
Відповіді відправляйте на електронну пошту: honor7valera@gmail.com
Немає коментарів:
Дописати коментар