Запирающем направлении

На 1.28 показано, как происходит изменение поперечного сечения канала при подаче напряжения на электроды транзистора. При подаче запирающего напряжения на p-n-переход между затвором и каналом ( 1.28, а) на границах канала возникает равномерный слой, обедненный носителями заряда и обладающий высо-

Туннельный эффект в полупроводниках открыт в 1.958 г. японским ученым Эсаки. Этот эффект использован при создании туннельных диодов. Практически туннельный эффект проявляется в том, что при подаче на диод запирающего напряжения обратные токи резко возрастают и могут значительно превышать прямые токи обычных диодов.

Для создания источника запирающего напряжения в цепи транзистора VT2 выбираем кремниевый диод Д223 [7]. Параметры диода: постоянное обратное напряжение ?/обр тах — 50В;

Выше отмечалось, что изменение напряжения на затворе модулирует поперечное сечение канала (и, следовательно, его сопротивление) за счет перераспределения объемного заряда в обратно смещенном р —п -переходе, причем с увеличением запирающего напряжения на затворе происходит обеднение канала подвижными носителями заряда. Этот принцип изменения эффективного сечения канала наблюдается и у другой модификации полевых транзисторов с изолированным затвором, который дополнительно создается путем напыления металла непосредственно на /^

половине запирающего напряжения, а амплитуда входного напряжения не превышает величины напряжения смещения. На верхнем графике показано изменение напряжения в цепях сеток ламп, на втором сверху графике — соответствующее изменение анодных токов, на третьем графике — сумма анодных токов обеих ламп, кото-

Чтобы электрические колебания в контуре были незатухающими, необходимо в течение каждого периода вводить в контур столько энергии, сколько теряется на его активном сопротивлении за время одного периода колебаний. Эта энергия вводится от источника анодного напряжения Ея каждый раз, когда лампа отпирается, т. е. когда напряжение на управляющей сетке становится меньше запирающего напряжения U3. Из графика 7.1, б, видно, что отпирание лампы происходит в течение некоторой доли каждого периода.

Время выключения tBUK1I — время с момента подачи запирающего напряжения для перевода прибора из открытого состояния в закрытое.

как изменения объема п—р-перехода при изменении действующего на нем запирающего напряжения; обеднения, обогащения носителями зарядов или инверсии типа проводимости в приповерхностном слое полупроводника. Полевые транзисторы иногда называют униполярными, поскольку ток, протекающий через них, обусловлен носителями только одного знака, или канальными транзисторами, поскольку управляющее работой транзистора электрическое поле проникает в полупроводник относительно неглубоко и все процессы протекают в тонком слое, называемом каналом.

Выключение тока в двухэлектродиых тиристорах (динисторах) возможно разрыванием цепи питания, уменьшением тока меньше некоторой величины /выкл (см. 20, г) или подачей на анод А обратного запирающего напряжения. Тиристоры и бинисторы могут выключаться подачей импульсов в запирающей полярности на базы. Четырехслойны.е тиристоры имеют практически одностороннюю проводимость и могут применяться для выпрямления переменных токов. Однако, если тиристор выполнить пятислой-ным, то он может работать при любых полярностях приложенного к аноду напряжения, т. е. его вольт-амперная характеристика будет симметричной, зеркально повторяясь в третьем квадранте. Такого вида тиристоры, называемые симмисторами, применяются в цепях переменного тока, позволяя стабилизировать или регулировать его значение в широких пределах.

/ и 2 — р-п-переходы; 3 и 3' — омические контакты к резистору; 4 — проводящий слой; 5 — омический контакт к n-области для приложения запирающего напряжения

Из анализа эквивалентной схемы диффузионного резистора следует, что его сопротивление зависит от частоты. Эта зависимость определяется влиянием распределенных емкостей С\ и С2. Емкости С\ и С2 шунтируют резистор на подложку непосредственно в виде цепочки двух последовательно соединенных емкостей, а также через цепи питания полупроводниковой ИМС, подключенные к n-области. Обычно С\ <'С%, так как площадь перехода / больше площади перехода 2. Путем уменьшения площади резистора можно снизить емкость Сч. С приложением к «-области большого запирающего напряжения емкости С\ и

Режим фотопреобразователя соответствует подаче напряжения на фотодиод в запирающем направлении (участок ab на 4.7).

т. е. в запирающем направлении плотность тока при увеличении U постоянна и равна току насыщения (левая часть графика на 1.8).

л = 3 ...8 (коэффициент, зависящий от типа диэлектрика и технологических факторов). На участке 4 происходит заполнение мелких ловушек и плотность тока изменяется по квадратичному закону. На участке 5 начинают проявляться пробойные явления в диэлектрике. В запирающем направлении плотность тока уменьшается по линейному закону на незначительную величину, вольт-амперная характеристика аналогична характеристике диода и обладает выпрямительными свойствами.

Рассмотрим процессы рекомбинации и генерации, протекающие в области р — n-перехода (в области объемного заряда) при отсутствии напряжения на контакте, а также при приложении напряжения в прямом и запирающем направлении. Контактная разность потенциалов р— /г-перехода создает электрическое поле, которое уносят носители заряда, генерированные с помощью центров рекомбинации. В результате через р — /г-переход протекает ток, называемый током генерации. При отсутствии на р — «-переходе внешнего напряжения ток генерации уравновешивается током рекомбинации, который обусловлен носителями заряда, попадающими в область объемного заряда и рекомбинирующими в этой области через центры рекомбинации. При наличии напряжения на переходе такое равновесие нарушается.

Рассмотрим емкость р — «-перехода для двух случаев: при приложении напряжения в запирающем и проводящем направлении. В запирающем направлении емкость р — «-перехода, называемая барьерной, зависит от величины приложенного напряжения, которое изменяет перераспределение зарядов. Эта зависимость объясняется тем, что изменение объемного заряда, образованного неподвижными атомами примесей, связано с изменением ширины области, занимаемой этим зарядом. Увеличение этой области эквивалентно увеличению расстояния между пластинами конденсатора и уменьшению его емкости.

Другой характерной особенностью р — n-перехода с вырожденными полупроводниками является то, что уровень Ферми для полупроводника n-типа лежит в зоне проводимости, а для полупроводника р-типа — в валентной зоне, поэтому контактная разность потенциалов [см. уравнение (3.2)] близка к ширине запрещенной зоны и достигает значительной величины. Однако эта разность потенциалов не является достаточной для того, чтобы вызвать туннельное прохождение электронов сквозь р — «-переход. При приложении внешнего напряжения в обратном (запирающем) направлении напряженность поля достигает критического значения, при котором наступает пробой, обусловленный туннельным переходом электронов через барьер.

Входная статическая характеристика при (Укв = 0 (нулевая) подобна обычной характеристике полупроводникового диода, включенного в прямом направлении, т. е. ток /э в этом режиме возрастает по экспоненте. При больших токах /э падение входного напряжения определяется в основном объемным сопротивлением базы Гб, поэтому вольт-амперная характеристика на этом участке приближается к линейной. При увеличении отрицательных значений С/КБ кривые смещаются к оси токов. Это смещение характеристики свидетельствует о наличии в транзисторе внутренней обратной связи, обусловленной эффектом модуляции ширины базы. Входная характеристика при ?/ЭБ < 0 эквивалентна характеристике обычного диода в запирающем направлении

Если к фотодиоду подключить источник питания в запирающем направлении, то ток р—п-перехода / = /обр 4- k$<$> будет прямо

Работа транзистора со структурой п—р— «-типа, включенного в электрическую цепь ( 13), происходит следующим образом. Между верхней и нижней областями (коллектором К и эмиттером Э, см. 12, б) прикладывается напряжение Ек. При этом вне зависимости от его полярности ток протекать не будет, так как транзистор представляет собой как бы два включенных навстречу друг другу диода, один из которых оказывается всегда включенным в запирающем направлении.

Режим фотопреобразователя соответствует подаче напряжения на фотодиод в запирающем направлении ( 8.5, б). Вольт-амперные характеристики фотодиода в этом режиме при разных значениях световых потоков показаны в III квадранте 8.5, а и соответственно этому квадранту на 8.5, в. Как видно, эти характеристики аналогичны коллекторным (выходным) характеристикам биполярного транзистора, включенного по схеме с ОБ (см. 5.7, б), только параметром является не ток эмиттера, а световой поток фотодиода. При наличии нагрузочного резистора RH, включенного последовательно с источником ЭДС (см. 8.5, б), ток I и напряжение ?/Вых можно определить, построив нагрузочную прямую, соответствующую сопротивлению резистора RH (см. 8.5, в). Как видно из построения, ток мало зависит от приложенного напряжения.

источником э. д. с., приложенной в запирающем направлении. Необходимое напряжение оказывается равным нескольким десяткам вольт и вызывает обратимый пробой запирающего слоя у фотоэлементов, приведенных в табл. 8-3.