saveliev2 (797914), страница 45

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 45)

!74). Теперь приложим к кристаллу Рис. 174. напряжение такого направления чтобы «+» был подключен кв-области, а « — » был подключен к р-области (такое напряжение называется обратным). Обратное напряжение приводит к повышению потенциального барьера и соответственному уменьшению тока основных носителей (рис. 173, в). Возникающий при этом результирующий ток (называемый обратным) довольно быстро достигает насыщения (т. е. перестает зависеть от (7, рис. 174) и становится равным 1 сон. Таким образом, в направлении ') Уменьшение ширины переходного слоя помни объяснить тем, что при заданном Иср/д» меньшее изменение потенциала др осуществляется на меньшей длине Ля.

288 от и-области к р-области (которое называется обратным или запорным) р — и-переход пропускает слабый ток, целиком обусловленный неосновными иосителял1и. Лишь при очень большом обратном напряжении сила тока начинает резко возрастать, что обусловлено электрическим пробоем перехода. Каждый р — л-переход характеризуется своим предельным значением обратного напряжения, которое оп способен выдержать без разрушения. Поле, возннкаюшее в кристалле при наложении обратного напряжения, <оттягиваетв основные носителиот границы между областями, что приводит к возрастанию ширины переходного слоя,обе- ~ дненного носителями. Соответственно увеличивается и сопротивление перехода.

Следовательно, р — и-переход обладает в обратном направлении гораздо большим сопротивлением, чем в прямом. Из сказанного вытекает, Рис. 175 что р — а-переход может быть использован для выпрямления переменного тока. На рис. 175 показан график тока, текушего через переход, в том случае, если приложенное напряжение изменяется по гармоннческому закону.

Б этом случае ширина слоя, обедненного носителями, и сопротивление перехода пульсируют, изменяясь в такт с изменениями напряжения. Германиевые выпрямители могут выдерживать обратное напряжение до 1000 в. При напряжении в! вплотность тока в прямом направлении достигает 100 а/смв, в обратном — не болыпе нескольких микроампер. Еще более высокое обратное напряжение допускают крел1- пневые выпрямители. Они также выдерживают более высокую рабочую температуру. (до 180'С вместо примерно 100'.С для германия) „Гораздо худшими параметрами обладают широко распространенные селеновые вы.' прямители. Допустимое обратное напряжение составляет для ннх не более 50 в,,наибольшая плотность прямого тока до 50 ма/смв.

Соединяя последовательно Ф выпрямительных элементов (селеновых шайб)у можно получить выпрямитель, выдерживающий /!/-кратное обратное напряжение. 19 и. В. Савельев, т. и ООО Ф ООО Ъ ®® Полупроводниковый триод, или транзистор, представ'- ляет собой кристалл с двумя р — и-переходами. В зависимости от порядка, в котором чередуются области с разными типами проводимости, различают р — л — р- и и — р — п-транзисторы '). Средняя часть транзистора (обладающая в зависимости от типа транзистора и- или р-проводимостью) называется его б аз о-й. Прилегающие к базе с обеих сторон области с иным, чем у нее, типом проводимости образуют эмиттер' и коллектор.

Рассмотрим кратко принРис. 176. цнп работы транзистора типа р — п — р (рис, 176). Для его изготовления берут пластинку из очень чистого германия с электронной проводимостью и с обеих сторон вплавляют в нее индий. Концентрация носителей в эмиттере и коллекторе, т.

е. в дырочной области, должна быть больше, чем концентрация носителей в пределах / базы, т. е. в электронной еоо, О гг7 области. На рис. 177, а даны кривые потенциальной энергии — электронов (сплошная линия) и дырок (пунктирная линия). л7 На переход эмнттер— база подается напряжение в проходном направлении (рис. 176), а на переход база — коллектор Рис. 177. подается большее напряжение в запорном направлении. Это приводит к по. нижению потенциального барьера на первом переходе и повышению барьера на втором (рис„177,б). Протекание тока в цепи эмиттера сопровождается проникновением дырок в область базы (встречный поток электронов мал вследствие того, что их концентрация невелика).

Проникнув в базу, дырки диффунднруют по направле- ') Бывают и более сложное транзИсторы, например типа р — л — р — и идр. нию к коллектору. Если толщина базы небольшая, почти все дырки, не успев рекомбинировать, будут достигать коллектора. В нем они подхватываются полем и увеличивают ток, текущий в запорном направлении в цепи коллектора. Всякое изменение тока в цепи эмнттера приводит к изменению количества дырок, проникающих в коллектор, и, следовательно, к почти такому же изменению тока в цепи коллектора. Очевидно, что изменение тока в цепи коллектора не превосходит изменения тока в цепи эмиттера '), так что, казалось бы, описанное уст.

ройство бесполезно. Однако надо учесть, что переход имеет в запорном направлении гораздо большее сопротивление, чем в проходном, Поэтому при одинаковых изменениях токов изменения напряжения в цепи коллектора будут во много раз больше, чем в цепи эмиттера.

Следовательно, транзистор усиливает напряжения и мощности. Снимаемая с прибора повышенная мощность появляется за счет источника тока, включенного в цепь колректора. Германневые транзисторы дают усиление (по напряе жению н по мощности), достигающее 10000. ') В транзисторе тина р — н — р — н удается ноаучнть и усиленна по току. ГЛАВА ХШ ТОК В ЭЛЕКТРОЛИТАХ 5 79. Диссоциация молекул в растворах Прохождение тока через металлы и электронные по лупроводники не сопровождается какими-либо химиче.

скими превращениями. Такие вещества называются про. водниками первого рода. Вещества, в которых прп прохождении тока происходят химические превращения, называются проводниками второго рода или э лент р о л и та м и. К их числу принадлежат растворы солей, ще. лочей или кислот в воде и некоторых других жидкостях, а также расплавы солей, являющихся в твердом со. стоянии ионными кристаллами. Носителями тока в электролитах служат ионы, на которые днссоциируют (расщепляются) в растворе мо. лекулы растворенного вещества. Чтобы выяснить, каким образом происходит диссоциация, рассмотрим полярную молекулу, например КаС!.

При объединении атомов 1ча и С! в молекулу происходит перераспределение алек. тронов — валентный электрон г!а оказывается как бы включенным в оболочку атома С), для полной застройки которой не хватает как раз одного электрона. В результате атом Гча превращается в положительный ион, атом С! — в отрицательный. Оба иона удерживаются в молекуле силами электростатического (кулопавского) взаимодействия. Аналогично любая другая полярная молекула состоит из двух или большего числа ионов.

В растворе каждая молекула растворенного вещества находится в окружении молекул растворителя. Если молекулы растворителя являются также полярными, они будут испытывать вблизи молекулы растворенного ве- щества ориентирующее действие создаваемого ею электрического поля. Поэтому молекулы растворителя повернутся к положительно заряженной части молекулы растворенного вещества своими отрицательными <концами», а к отрицательно заряженной части — положительными «концамиэ (рис. 178; сплошным контуром обведена молекула растворенного вещества, пунктирными контурами — молекулы рас- '- -,'-,' — ~,+,'; 'г-' положении молекул раство- " ;,' .

1 рителя создаваемое ими '.~," .. Т поле ослабляет связь между ; ~.-. .-.,' + '„ разноименными ионами мо- ,--"~- ", — ~ + лекулы растворенного веще- (,+,' ства, вследствие чего эта связь может оказаться разоРис. !78. рванной за счет энергии теплового движения. В этом случае молекула разделяется на два или большее количество ионов разных знаков (диссоциирует). Напряженность поля, создаваемого диполем, пропорциональна величине его электрического момента [см. формулу (6.5)). Поэтому связь между ионами в молекуле растворенного вещества ослабляется тем сильнее, чем больше дипольный момент окружающих ее молекул, т.

е. чем больше диэлектрическая проницаемость жидкости, взятой в качестве растворителя. Из всех жидкостей самой большой диэлектрической проницаемостью обладает вода '(е = 81). В соответствии с этим диссоциация молекул в водных растворах бывает особенно велика. Образовавшиеся ионы начинают странствовать по раствору.

Если ионы разных знаков сблизятся на достаточно малое расстояние, они могут объединиться снова в молекулу. Этот процесс, противоположный процессу диссоциации, называется р е к о м б и н а ц и е й (или м оп из аци е й) ионов, В растворе идут одновременно оба процесса — диссоциация все новых и новых молекул и рекомбинация ионов в молекулы. Когда количество молекул, диссоцинрующих в единицу времени, станет равным количеству молекул, возникающихзатожевремя вследствие рекомбинации,, установится равновесное состояние.

Характеристики

Список файлов книги