Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Рис. 17-12. Вольт-ливерная характеристика мелноаакнсного вентиля. прн термической обработке меди н в атмосфере кислорода. Наружный слой закнсн меди 2', полученный прн избытке кислорода, обладает р-проводнмостью. Слой закнсн 2", прилегающий к медной шайбе, полученный прн недостатке кислорода, обладает п-проводнмостью. Между двумя слоями закнсн меди возннкает р-а-переход. . Допустимое напряжение на вентиле не более 10 В, так как прн обратном напряжении 20 — 30 В он пробивается. Для выпрямлення прн больших напряжениях несколько вентилей монтируются на болте, образуя столбик выпря- мигеля. Для улучшения охлаждения устанавливаются раднаторные шайбы с тем, чтобы температура не поднималась выше +50'С, так как иначе прибор может потерять вентильные свойства.
Меднозакисные вентили допускают плотность тока 0,1 А/см'. Вольт-амперная характеристика вентиля дана на рис. 17-12. Селеповый вентиль (рис. 17-13) состоит из алюминиевого или стального диска 1, покрытого с одной стороны полупроводящим слоем кристаллического селена 2', обладающего дырочной проводимостью, который служит одним электродом. Другим элек- г з э /ьгьл"гвкга е Рис.!7-13. Се- Рис. 17-И. Столбик селе- Рис. 17-15. Вольт-амперленовыа вен- нового вентиля, иая характеристики селе- тиль.
нового вентиля. тродом 2" служит нанесенный на селен слой сплава кадмия и олова, прн диффузии из которого атомов кадмия в селен и образуется слой, обладающий электронной проводимостью. Таким образом, запирающий слой 3 образуется между кристаллическим селеном и селеном с примесью кадмия.; К электроду 2" прилегает пружинящая шайба 4. Допустимое напряжение на селеновый вентиль составляет 20 — 40 В, при обратном йапряжении 60 — 80 В вентиль пробивается.
Рабочая температура не должна превышать +75' С, плотность тока 0,1 — 0,2 А/см.'. На рис. 17-14 показан столбик селенового вентиля, на рис. 17-15 — вольт-амперная характеристика одного вентиля. 47-Е. Применение полупроводниковым вентилей н скемы вылрямнтелей По назначению диоды делятся на две группы: диоды, предназначенные для выпрямлении переменного тока промышленной частоты, и диоды для преобразования высо- 46! кочастотных сигналов в сигналы низкой частоты, т.
е. для детектирования. Кроме германиевых и кремниевых вентилей (последние получили преимущественное распространение в установках преобразования больших токов) промышленность продолжает выпускать вентили и более ранних конструкцнй— селеновые и меднозакисные. Это объясняется тем, что онн, обладая меньшими плотностями тока и меньшими обратными ) ~Яэи~ л З ~ЯЪ-~ Ряс. 17.16. Одяополупе ряодяое выпрямленяе. Ряс. 17-17.
Лвухполуперяод яое выпрямлейяе. Ряс. 17-19. Схема трехфаа ного выпрямителя. Ряс. 17-18. Мостовой двухяолупе ряодьый выпрямятель. Схемы выпрямления с применением полупроводниковых вентилей по существу остаются теми же, что и рассмотренные в 5!3-7 для кепотронов. В этом легко убедиться, сравнивая схемы рис. ! 7-16 и 13-27, рис. 17-17 н 13-28, рис, 17-! 8 и 13-29, а также рис. 17-19 и 13-30.
В связи с аналогией в схемах все сказанное в 5 13-7 о выпрямителях с кеиотронами остается справедливым и для выпрямителей с полупроводниковыми диодами, То же можно сказать н п отношении фильтров. 462 напряженибыи, просты в изготовлении, дешевы и находят себе применение в ряде областей: селеновые зарядные установки, гальванические и электролитические установки относительно небольшой мощности. ' ййеднозакисные вентили применяются в измерительной технике вследствие стабильности их параметров, а также для питания электролизных ванн при напряжении 4 — б В. А 4у-у.Обозначения полупроводниковых диодов Обозначение полупроводникового диода состоит из пяти элементов: 1-й элемент обозначения — буква, указывающая исходный материал диода: à — германий, К— кремний, А — арсепид галлия; 2-й элемент обозначения — буква, указывающая тип прибора: Д вЂ” диод; 3-й элемент обозначения — число, указывающее назначение прибора: 1 — диод малой мощности со средним значением тока до 0,3 А; 2 — диод средней мощности со средним значением тока 0,3 — 10 А; 3 — диод большой мощности со средним значением тока более 10 А; 4-й элемент обозначения — число, указывающее порядковый номер разработки прибора (от 1 до 99); 5-й элемент обозначения — буква, обозначающая деление технологического типа на группы (от А до Я).
' Например: ГД112А — германиевый выпрямиуельный диод малой мощности, номер разработки 12, группа А; КД210Б — кремниевый диод средней мощности, номер разработки 10, группа Б. 47-8. Кремниевые стабилитроны (опорные диоды) Плоскостные кремниевые диоды, предназначенные для стабилизации постоянного напряжения или для получения опорного (образцового неизменного) напряжения, называются кремниевыми стабилитронами, о п о р н ы и и д и о д а м и, Опи представляют собой разновидность кремниевых диодов с повышенной концентрацией носителей зарядов в полупроводниках: Для кремниевых стабилитронов рабочим участком вольтамперной характеристики является та часть ее, которая соответствует обратному току, обратному напряжению и расположена параллельно оси тока (на рис.
17-20 показана сплошной линией). Предельная сила тока стабилитрона 7„„„, определяется допустимой мощностью рассеяния 7сп макс Р вне|(70о (17-2) и ограничивается балластным сопротивлением Н,. Максимальный ток стабилитронов различных типов колеблется от 20 мА до 2 А, Номинальные напряжения 46з 6 — 100 В, Дифференциальное обратное сопротивление различных типов составляет 20 — 50 Ом. Из схемы стабилизатора напряжения с кремниевым стабилитроном (рис. 17-21) видно, что нагрузка присоединяется' параллельно стабилитрону, а в неразветвленной части цепи включается балластное сопротивление )74.
Стабилитрон включается в нерроводящем направлении. Ркс. 17-20, Вольт.анкерная ха- Рнс. 17-21. Схема стабилнзатора рактернстнк» кремнневого ста- с кремниевым стабнлнтроном. билнзатора. 17-9. Транзнстрры Полупроводниковым триодом или т р а н з и с т о р о м называется электропреобразовательный полупроводниковЫй прибор с двумя р-а-переходами, имеющий три проводниковых вывода, пригодный для усиления мощности. Полупроводниковые триоды широко применяются в качестве усилителей.
Полупроводниковый триод состоит из тонкой пластинки германия 2 (рис. 17-22, а) с электронной (а) проводимостью, с противоположных сторон которой вплавлены две таблетки индия. Индий, диффундируя в германий, образует две области (1 и 3) с дырочной (р) проводимостью. Толщина области с п проводимостью составляет несколько микрометров или несколько десятков микрометров. Смежные области, отделенные друг от друга )т-п-переходами, называются эмиттер Э, база Б (или основание) и коллекто р К (рис. 17-22, б и а). Допустим сначала, что цепь эмиттер — база разомкнута н ток в ней равен нулю (1, = О), а между коллектором и 464 базой приложено обратное напряжение Е, 1порядка десятка вольт).
В этом случае в цепи коллектора проходит небольшой обратг)ый ток 7зз. Этот ток является одним из параметров транзистора, н меньшие значения его соответствуют лучшим качествам полупроводников. Теперь включим между эмиттером и базой источник постоянного напряжения Е, 1порядка единиц вольт). В эмиттере значительно больше атомов примеси, чем в базе, и концентрация дырок в эмиттере во много раз больше концентрации электронов в базе. Напряжение Е, в цепи эмитгер — база действует в прямом направлении, ипапер База )Галлекмер а,) Рис.
17-22. Слева,траазистора типа р-а-р. а так как прямое сопротивление р-и-перехода мало, то даже при небольшом напряжении Е, ток эмиттер — база, обусловленный движением преимущественно основных носителей — дырок, сравнительно велик. В базе незначительная часть дырок рекомбинирует со свободными электронами, убыль которых пополняется новыми электронами, поступающими из внешней цепи, обРазУЯ ток )а. В базе благодаря диффузии ббльтбая часть дырок, продолжая движение, доходит до коллекторного перехода и под действием электрического поля источника Е, проходит через р-и-переход в коллектор. Таким образом, в цепи база — коллектор возникает ток 7, = У, — Ра того же порядка, что н на участке эмнттер — база.
Отношение приращения коллекторного тока Л1„к приращению эмиттерного тока Л7, при постоянном напряжении на коллекторе называется к о э ф ф и ц и е нтом передачи тока (или коэффициентом усиления по току): а = Уг~ = —" прн У„= сопз1. (17-3) ага 465 Э б К 7~2~ В~ Рис.
17-23. Плосиост. ной германиенмй транзистор. и гермапневой пластиной —, базой создаются области с дырочной проводимостью. Триод заключается в лзеталлический корпус 5, б. Выводы от эмиттера 7,! и коллектора 72, 3 изолированы от корпуса стеклянными проходными изоляторами 4. Наряду с транзисторами типа р-и-р применяются транзисторы типа и-)т-а (рис. 17-24), которые работают аналогично рассмотренному. В транзисторе типа и-р-и под действием напряжения между эмиттером и базой эмиттирузотся электроны из области а в область р.
Полярность источников э. д. с, Е, и Е, должна быть обратной по сравнению с полярностью тех же источников в схемах с триодами типа р-п-р. В рассмотренных схемах (рис. 17-22 и !7-24) база является общим участком цепи эмиттера и коллектора, поэтому онн называются схемами с оби(ей базой. Рис. 17-24. Схема транзистора типа и-р.н. $7-40.
Применение транзисторов для усиления колебаний Г1ри работе транзистора в качестве усилителя электрических колебаний входное переменное напряжепие (7,„ — сигнал, подлежащий усилению, можно включить последовательно с источником постоянного иапряже- 466 Из сказанного выше следует, что коэффициент передачи всегда меньше единицы и имеет значение 0,9 — 0,99. Устройство плоскостного гермапиевого транзистора дано на рис. 17-23. Базой триода является пластина 10 из кри'- сталлического германия с электронной проводимостью. Она укреплена на стойке 9, соединенной с выводом 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
