Полевой транзистор с встроенным каналом.

Условное обозначение:

с n - каналом

 

Канал - тонкий слой полупроводникаn– типа, соединяющий исток и сток. В зависимости от полярности приложенного напряжения , в канале может изменяться концентрация носителей заряда (здесь электроны). При отрицательном значении напряжения , электроны выталкиваются из канала в области истока и стока, канал обедняется носителями заряда, и ток стока снижается. При положительном напряжении на затворе электроны втягиваются из n – областей в канал и ток стока увеличивается. Таким образом, напряжение может быть положительным и отрицательным.

Стокозатворные характеристики Выходные характеристики

 

Полевой транзистор с индуцированным каналом.

При отсутствии напряжения на затворе канал отсутствует, так как n–области образуют с подложкой два p – n–перехода, включённые навстречу друг другу, а значит, при любой полярности напряжения один из переходов заперт.

Если на затвор подать напряжение , то созданное им электрическое поле вытягивает электроны из n – областей, образуя тонкий слой n – типа в приповерхностной области p – подложки. Этот слой объединяет исток и сток, являясь каналом n – типа. От подложки он изолирован обеднённым слоем. Таким образом, полевые транзисторы с индуцированным каналом управляются только положительным напряжением . Значение порогового напряжения у них 0,1 – 0,2 В (у МОП транзисторов 2 – 4 В).

 

Стокозатворные характеристики Выходные характеристики

 

Тиристоры

Условное обозначение

ДинисторТринистор

Тиристор – полупроводниковый прибор с тремя и более p – n – переходами, ВАХ имеет участок отрицательного сопротивления. Тиристор - прибор с двумя устойчивыми режимами работы (включен, выключен).

Тиристор по принципу действия — прибор ключевого типа. Во включенном состоянии он подобен замкнутому ключу, а в выключенном — разомкнутому ключу.

При включении в цепь переменного тока тиристор открывается и начинает пропускать ток в нагрузку лишь тогда, когда значение напряжения достигает определённого уровня, либо при подаче отпирающего напряжения на специальный управляющий электрод.

Тиристоры подразделяются на двухэлектродные (диодные) и трёхэлектродные (триодные). Тиристоры имеют четырёхслойную структуру полупроводника с электропроводимостями разного типа. Крайние слои – анод и катод. У триодных тиристоров третий электрод служит управляющим

К аноду и катоду тиристора подключается источник внешнего напряжения . Средние слои и – базовые области. База имеет контакт, называемый управляющим электродом (УЭ). Управляющий электрод подключается к внешнему источнику управляющего напряжения . Таким образом, четырёхслойная структура – сочетание двух транзисторов в одном приборе: – один транзистор и – второй транзистор.

Переход – коллекторный для обоих транзисторов, а переходы и – эмиттерные переходы.

Если ток в цепи управляющего электрода равен нулю ( = 0), а между анодом и катодом приложено напряжение указанной на ВАХ полярности, меньше напряжения , то переходы и сместятся в прямом направлении, а переход - в обратном. При этом большая часть приложенного напряжения будет восприниматься переходом .

С повышением внешнего напряжения ток растёт, так как увеличивается смещение переходов и в прямом направлении. При этом снижение потенциального барьера перехода приводит к инжекции электронов из эмиттера в базу , часть которых, избежав рекомбинации достигает перехода и перебрасывается его полем в базу . Рост концентрации носителей в базе приводит к уменьшению потенциального барьера , в результате увеличивается инжекция дырок из в . Дырки, продиффундировав через базу достигают перехода и перебрасываются его полем в . При этом концентрация их возрастает, что ведёт к уменьшению потенциального барьера. Таким образом, в структуре развивается лавинообразный процесс увеличения тока (участок оа).

Когда внешнее напряжение станет = , происходит резкое увеличение концентрации электронов в базе и дырок в базе , что приводит к быстрому снижению напряжения , следовательно, напряжение на тиристоре уменьшается, так как . Поэтому на прямой ветви вольт – амперной характеристики появляется участок отрицательного сопротивления (аb), где рост тока обусловлен уменьшением напряжения. С развитием лавинообразного процесса, при котором происходит включение тиристора, ток в его внешней цепи растёт до значения, определяемого и (участок сd). При этом напряжение между анодом и катодом невелико, так как все переходы смещены в прямом направлении.

Для выключения тиристора необходимо уменьшить ток до значения, не превышающего некоторого удерживающего (точка с). Кроме этого можно подать на тиристор напряжение обратной полярности. При этом переходы и смещаются в обратном направлении, а – в прямом направлении. Вольт – амперная характеристика при этом получается такой же, как и для обычного диода при обратном включении (участок ое).