Полупроводникови устройства диоди транзистори изтеглете презентация. Полупроводникови устройства. Видове полупроводници и тяхната проводимост

Слайд 1

Класификация и обозначаване на полупроводникови устройства Изпълнил: Тепликов И. Сенюков Е.

Слайд 2

Въведение При използване на полупроводникови устройства в електронни устройстваах, за унифициране на тяхното обозначение и стандартизиране на параметрите се използват символни системи. Тази система класифицира полупроводниковите устройства според тяхното предназначение, основни физически и електрически параметри, конструктивни и технологични свойства и вида на полупроводниковите материали. Символната система за домашни полупроводникови устройства се основава на държавни и индустриални стандарти. Първият GOST за системата за обозначаване на полупроводникови устройства, GOST 10862-64, е въведен през 1964 г. След това, когато се появиха нови класификационни групи устройства, той беше променен на GOST 10862-72, а след това на индустриалния стандарт OST 11.336.038-77 и OST 11.336.919-81, съответно, през 1972, 1977, 1981. С тази модификация бяха запазени основните елементи на буквено-цифровия код на символната система. Тази нотационна система е логически структурирана и позволява да бъде разширена с по-нататъшно развитие на елементната база. Основни термини, определения и буквени обозначенияосновните и референтни параметри на полупроводниковите устройства са дадени в следните GOST: 25529-82 - Полупроводникови диоди. Термини, определения и буквени означения на параметри; 19095-73 – Транзистори с полеви ефекти. Термини, определения и буквени означения на параметри; 20003-74 – Биполярни транзистори. Термини, определения и буквени означения на параметри; 20332-84 – Тиристори. Термини, определения и буквени означения на параметри.

Слайд 3

Символи и класификация на битови полупроводникови устройства Система за обозначаване за съвременни полупроводникови диоди, тиристори и оптоелектронни устройства е установен от индустриалния стандарт OST 11 336.919-81 и се основава на редица класификационни характеристики на тези устройства. Нотната система се основава на буквено-цифров код, който се състои от 5 елемента...

Слайд 4

Първи елемент Първият елемент (буква или цифра) обозначава изходния полупроводников материал, на базата на който е създадено полупроводниковото устройство. За устройства с обща гражданска употреба използваните букви са началните букви в името на полупроводника или полупроводниковото съединение. За устройства със специално предназначение вместо тези букви се използват цифри. Изходен материал Символи Германий или неговите съединения G или 1 Силиций или неговите съединения K или 2 Галиеви съединения (например галиев арсенид) A или 3 Индиеви съединения (например индиев фосфид) I или 4

Слайд 5

Вторият елемент е подклас полупроводникови устройства. Обикновено буквата се избира от името на устройството, като първата буква от името Подклас устройства Символи Подклас устройства Символи Токоизправител, универсален, импулсни диоди D Ценерови диоди C Биполярни транзистори T Токоизправителни колони C Полеви транзистори P Диоди на Gunn B Варикапи V Токови стабилизатори K Диодни тиристори N Микровълнови диоди A Триодни тиристори U Излъчващи OE устройства L Тунелни диоди I Оптрони O

Слайд 6

Трети елемент. Третият елемент (номер) в обозначението на полупроводниковите устройства определя основния функционалностустройство. За различните подкласове устройства най-характерните експлоатационни параметри (функционалност) са различни. За транзистори - това е работната честота и разсейване на мощността, за токоизправителните диоди - максималната стойност на предния ток, за ценеровите диоди - стабилизиращото напрежение и разсейването на мощността, за тиристорите - стойността на тока в отворено състояние.

Слайд 7

Четвъртият елемент. Четвъртият елемент (2 или 3 цифри) означава серийният номер технологично развитиеи варира от 01 до 999.

Слайд 8

Пети елемент. Петият елемент (буква) в буквено-цифровия код на символната система показва класификацията според индивидуалните параметри на устройства, произведени по една технология. За обозначаване се използват главни букви на руската азбука от A до Z, с изключение на Z, O, CH, Y, Sh, Shch, Z, които са подобни на писане на числа.

Слайд 9

Символи и класификация на чуждестранни полупроводникови устройства В чужбина има различни системиобозначения на полупроводникови устройства. Най-често срещаната е нотационната система JEDEC, възприета от съвместното технически съветиЕлектронни устройства в САЩ. Според тази система устройствата се обозначават с индекс (код, маркировка), в който първата цифра съответства на броя на p-n преходите: 1 - диод, 2 - транзистор, 3 - тетрод (тиристор). Номерът е последван от буквата N и сериен номер, който е регистриран от Асоциацията на електронните индустрии (EIA). Номерът може да бъде последван от една или повече букви, указващи разбивката на устройства от същия тип в стандартни рейтинги според различни параметри или характеристики. Въпреки това, числата сериен номерне уточнявайте вида на изходния материал, честотния диапазон, мощността на разсейване или приложението. В Европа се използва система, при която обозначенията за полупроводникови устройства се присвояват от Association International Pro Electron. Съгласно тази система устройствата за широко използвано домакинско оборудване се обозначават с две букви и три цифри. Така за широко използвани устройства след две букви има трицифрен сериен номер от 100 до 999. За устройства, използвани в индустриално и специално оборудване, третият знак е буква (буквите се използват в обратен азбучен ред: Z, Y, X и т.н.), последвано от пореден номер от 10 до 99.

Слайд 10

Слайд 11

Първи елемент. Първият елемент (буква) обозначава изходния полупроводников материал, на базата на който е създадено полупроводниковото устройство. Използват се 4 латински букви A, B, C и D, в съответствие с вида на полупроводника или полупроводниковото съединение. Изходен материал Забранена лента, eV Символи Германий 0,6...1 A Силиций 1...1,3 V Галиев арсенид повече от 1,3 C Индиев антимонид по-малко от 1,6 D

Слайд 12

Вторият елемент (буква) обозначава подклас полупроводникови устройства. Третият елемент (цифра или буква) обозначава в буквено-цифров код полупроводникови устройства, предназначени за оборудване за обща гражданска употреба (номер) или за оборудване за специални приложения (буква). В последния случай главните латински букви се използват като буква, използвана в обратен ред Z, Y, X и т.н. Четвъртият елемент (2 цифри) означава серийния номер на технологичната разработка и варира от 01 до 99. Например VTX10-200 е специален силициев управляван токоизправител (тиристор) с регистрационен номер 10 и напрежение 200 V.

Слайд 13

Стандарт JIS-C-7012 Стандартната система за обозначаване, разработена в Япония (стандарт JIS-C-7012, приет от EIAJ-Асоциацията на електронните индустрии на Япония), ви позволява да определите класа на полупроводниково устройство (диод или транзистор), неговата цел и вида на проводимостта на полупроводника. Типът на полупроводниковия материал не е отразен в японската система. Символът за полупроводникови устройства съгласно стандарта JIS-C-7012 се състои от пет елемента. Първи елемент. Първият елемент (номер) показва вида на полупроводниковото устройство. Използват се 3 цифри (0, 1, 2 и 3) според вида на устройството. Втори елемент. Вторият елемент е обозначен с буквата S и показва това това устройствое полупроводник. Буквата S се използва като началенот думата полупроводник. Трети елемент. Третият елемент (буква) обозначава подклас полупроводникови устройства. Таблицата по-долу показва буквите, използвани за обозначаване на подкласовете на Четвъртия елемент. Четвъртият елемент представлява регистрационен номертехнологично развитие и започва с числото 11. Петият елемент. Петият елемент отразява модификацията на разработката (А и Б – първата и втората модификация).

Слайд 14

JEDEC Системата за обозначаване JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) е приета от Съединените щати Joint Electron Device Engineering Council. Според тази система устройствата се обозначават с индекс (код, маркировка), в който: Първият елемент. Първият елемент (числото) показва p-n номерпреходи. Използват се 4 цифри (1, 2, 3 и 4) в зависимост от вида на устройството: 1 – диод, 2 – транзистор, 3 – тиристор, 4 – оптрон. Втори елемент. Вторият елемент се състои от буквата N и сериен номер, който е регистриран от Асоциацията на електронните индустрии (EIA). Номерата на серийния номер не определят вида на изходния материал, честотния диапазон, разсейването на мощността или приложението. Трети елемент. Третият елемент - една или повече букви, показват разбивката на устройства от същия тип в стандартни оценки според различни характеристики. Производител, чиито устройства са подобни по параметри на устройства, регистрирани от EIA, може да представи своите устройства с JEDEC означение. Пример: 2N2221A, 2N904.

Слайд 15

Графични символи и стандарти В техническата документация и специализираната литература се използват конвенционални графични символи на полупроводникови устройства в съответствие с GOST 2.730-73 „Конвенционални графични символи в диаграми. Полупроводникови устройства."

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 30

Триод, обратно заключване, превключваем, катод-анод контролиран

Слайд 31

Легенда електрически параметрии сравнителни референтни данни на полупроводникови устройства За полупроводникови устройства се определят и стандартизират стойностите на основните електрически параметри и максималните работни характеристики, които са дадени в справочници. Тези параметри включват: напрежение (например Upr - постоянно изправено напрежение на диода), ток (например Ist, max - максимално допустим ток при стабилизиране на ценеров диод, мощност (например Pout - изходна мощност биполярен транзистор), съпротивление (например rdiff - диференциално съпротивление на диод), капацитет (например Ck - капацитет на колекторния преход), време и честота (например trec, rev - време за обратно възстановяване на тиристор, диод) , температура (например Tmax - максимална температура на околната среда). Броят на стойностите на основните електрически параметри възлиза на стотици и за всеки подклас полупроводникови устройства тези параметри ще бъдат различни. Референтните публикации предоставят стойностите на основните електрически параметри и максималните експлоатационни характеристики на полупроводниковите устройства. По-долу, като пример, тези данни са дадени за типични представители различни видовеустройства.

Слайд 32

Примери за обозначение на някои транзистори: KT604A - силициев биполярен, средна мощност, ниска честота, номер на разработка 04, група A 2T920 - силициев биполярен, висока мощност, висока честота, номер на разработка 37, група A 2PS202A-2 - комплект нискомощни силициеви средночестотни полеви транзистори, разработка номер 02 , група А, неопакован, с гъвкави изводи върху кристален държач. 2D921A - силициев импулсен диод с ефективен живот на малцинствени носители на заряд по-малък от 1 ns, номер на разработка 21, група A 3I203G - тунелен генераторен диод от галиев арсенид, номер на разработка 3, група G AD103B - диод, излъчващ инфрачервен арсенид галий, номер на разработка 3, група Б.

Слайд 33

Основни GOSTs: GOST 15133-77 Полупроводникови устройства. Термини и определения OST 11 336.919 -81 Полупроводникови устройства. Система от символи. GOST 2.730-73 Конвенционални графични символи в диаграми. Полупроводникови прибори ГОСТ 18472-82 Полупроводникови прибори. Основни размери GOST 20003-74 Биполярни транзистори. Термини, определения и буквени означения на параметри. GOST 19095 - 73 Транзистори с полеви ефекти. Термини, определения и буквени означения на параметри. ГОСТ 23448-79 Полупроводникови инфрачервени устройства. Основни размери. ГОСТ 25529-82 Диоди полупроводникови. Термини, определения и буквени означения на параметри.

Бързото развитие и разширяване на областите на приложение на електронните устройства се дължи на подобряването на елементната база, в основата на която полупроводниковите материали заемат междинно място в тяхното съпротивление (ρ = 10-6 ÷ 1010 Ohm). между проводници и полупроводникови материали

Полупроводникови диоди Това е полупроводниково устройство с един p-n преход и два извода, чиято работа се основава на свойствата на p-n прехода. Основен p-n собственост– преходът е с еднопосочна проводимост – токът протича само в една посока. Обикновено графичното обозначение (UGO) на диода има формата на стрелка, която показва посоката на протичане на тока през устройството. Структурно диодът се състои от p-n преход, затворен в корпус (с изключение на микромодулни неопаковани) и два терминала: от p-областта - анода, от n-областта - катода. Тоест, диодът е полупроводниково устройство, което пропуска ток само в една посока - от анода към катода. Зависимостта на тока през устройството от приложеното напрежение се нарича волт-амперна характеристика (VAC) на устройството I=f(U).

Транзистори Транзисторът е полупроводниково устройство, предназначено да усилва, генерира и преобразува електрически сигнали, както и да превключва електрически вериги. Отличителна черта на транзистора е способността да усилва напрежението и тока - напреженията и токовете, действащи на входа на транзистора, водят до появата на значително по-високи напрежения и токове на изхода му. Името си транзисторът получава от съкращението на две английски думи tran(sfer) (re)sistor - контролиран резистор. Транзисторът ви позволява да регулирате тока във веригата от нула до максималната стойност.

Класификация на транзисторите: - според принципа на действие: полеви (еднополярни), биполярни, комбинирани. - според стойността на разсейваната мощност: ниска, средна и висока. - според стойността на граничната честота: ниско-, средно-, високо- и свръхвисокочестотни. - според работното напрежение: ниско и високо напрежение. - по функционално предназначение: универсални, усилвателни, ключови и др. - по изпълнение: без рамки и в корпус, с твърди и гъвкави изводи.

В зависимост от функциите, които изпълняват, транзисторите могат да работят в три режима: 1) Активен режим - използва се за усилване на електрически сигнали в аналогови устройства. Съпротивлението на транзистора се променя от нула до максималната стойност - казват, че транзисторът „леко се отваря“ или „затваря“. 2) Режим на насищане - съпротивлението на транзистора клони към нула. В този случай транзисторът е еквивалентен на затворен релеен контакт. 3) Режим на прекъсване - транзисторът е затворен и има високо съпротивление, т.е. е еквивалентен на отворен контакт на релето. Режимите на насищане и изключване се използват в цифрови, импулсни и превключващи вериги.

Индикатор Електронен индикатор е електронно показващо устройство, предназначено за визуално наблюдение на събития, процеси и сигнали. Електронните индикатори са инсталирани в различни домакински и промишлени съоръжения, за да информират човек за нивото или стойността на различни параметри, например напрежение, ток, температура, заряд на батерията и др. Електронният индикатор често се нарича погрешно механичен индикатор с електронен мащаб. електронно показващо устройство механичен индикатор

Бързото развитие и разширяване на областите на приложение на електронните устройства се дължи на подобряването на елементната база, чиято основа са полупроводниковите материали в тяхното съпротивление (ρ = 10-6 ÷ 1010 Ohm m) заемат междинно място. място между проводници и диелектрици. Бързото развитие и разширяване на областите на приложение на електронните устройства се дължи на подобряването на елементната база, чиято основа са полупроводниковите материали в тяхното съпротивление (ρ = 10-6 ÷ 1010 Ohm m) заемат междинно място. място между проводници и диелектрици.

За производството на електронни устройства се използват твърди полупроводници с кристална структура. За производството на електронни устройства се използват твърди полупроводници с кристална структура. Полупроводниковите устройства са устройства, чиято работа се основава на използването на свойствата на полупроводниковите материали.

Полупроводникови диоди Това е полупроводниково устройство с един p-n преход и два извода, чиято работа се основава на свойствата на p-n прехода. Основното свойство на p-n прехода е еднопосочната проводимост - токът протича само в една посока. Конвенционалното графично обозначение (UGO) на диода има формата на стрелка, която показва посоката на протичане на тока през устройството. Структурно диодът се състои от p-n преход, затворен в корпус (с изключение на микромодулни неопаковани) и два терминала: от p-областта - анода, от n-областта - катода. Тези. Диодът е полупроводниково устройство, което пропуска ток само в една посока - от анода към катода. Зависимостта на тока през уреда от приложеното напрежение се нарича вольтамперна характеристика (волт-амперна характеристика) на уреда I=f(U).

Транзистори Транзисторът е полупроводниково устройство, предназначено да усилва, генерира и преобразува електрически сигнали, както и да превключва електрически вериги. Отличителна черта на транзистора е способността да усилва напрежението и тока - напреженията и токовете, действащи на входа на транзистора, водят до появата на значително по-високи напрежения и токове на изхода му. Името си транзисторът получава от съкращението на две английски думи tran(sfer) (re)sistor - контролиран резистор. Транзисторът ви позволява да регулирате тока във веригата от нула до максималната стойност.

Класификация на транзисторите: Класификация на транзисторите: - според принципа на действие: полеви (еднополярни), биполярни, комбинирани. - според стойността на разсейваната мощност: ниска, средна и висока. - според стойността на граничната честота: ниско-, средно-, високо- и свръхвисокочестотни. - според работното напрежение: ниско и високо напрежение. - по функционално предназначение: универсални, усилвателни, ключови и др. - по изпълнение: без рамки и в корпус, с твърди и гъвкави изводи.

В зависимост от изпълняваните функции транзисторите могат да работят в три режима: В зависимост от изпълняваните функции транзисторите могат да работят в три режима: 1) Активен режим - използва се за усилване на електрически сигнали в аналогови устройства. Съпротивлението на транзистора се променя от нула до максималната стойност - казват, че транзисторът „леко се отваря“ или „леко се затваря“. 2) Режим на насищане - съпротивлението на транзистора клони към нула. В този случай транзисторът е еквивалентен на затворен релеен контакт. 3) Режим на прекъсване - транзисторът е затворен и има голямо съпротивление, т.е. това е еквивалентно на отворен релеен контакт. Режимите на насищане и изключване се използват в цифрови, импулсни и превключващи вериги.

Индикатор Електронният индикатор е електронно показващо устройство, предназначено за визуално наблюдение на събития, процеси и сигнали. Електронните индикатори са инсталирани в различни домакински и индустриални съоръжения, за да информират човек за нивото или стойността на различни параметри, например напрежение, ток, температура, заряд на батерията и др. Електронният индикатор често погрешно се нарича механичен индикатор с електронна скала.

Работата може да се използва за уроци и доклади по предмета "Физика"

Нашите готови презентациипо физика направете сложните теми на уроците прости, интересни и лесни за разбиране. Повечето от експериментите, изучавани в уроците по физика, не могат да бъдат проведени в нормални училищни условия; такива експерименти могат да бъдат демонстрирани с помощта на презентации по физика В този раздел на сайта можете да изтеглите готови презентации по физика за 7, 8, 9, 10 клас. 11, както и презентации-лекции и презентации-семинари по физика за студенти.

Представена е презентация, която може да се използва в часовете по физика, както и в часовете по електротехника и основи на електрониката в средните професионални учебни заведения. Работата представя темата „полупроводникови устройства“.

Полупроводникови или електрически преобразуватели са устройства, чиято работа се основава на използването на свойствата на полупроводниците.

Полупроводниците включват елементи от четвъртата група на периодичната таблица, които имат кристална структура. Най-често срещаните са германий, силиций и селен.

Полупроводниците включват също метални оксиди - оксиди, съединения със сяра - сулфиди, съединения със селен - селениди.

Видове полупроводници и тяхната проводимост. Вътрешният полупроводник е чист полупроводник.

Процесът на създаване на свободни електрони и дупки се нарича генериране на носители на заряд.

В полупроводника е възможен процес, противоположен на процеса на генериране - рекомбинация. По време на рекомбинацията двойката заряди електрон-дупка се разрушава и следователно електрическата проводимост в полупроводника се увеличава с повишаване на температурата. При температура концентрацията на носители на заряд за чист Ge е 10 13 cm -3, за Si – 10 11 cm -3.

Този полупроводник има своя собствена проводимост, която се състои от електрони и дупки в равни количества

Слайд 3:

Видове полупроводници и тяхната проводимост

Електронен полупроводник

Проводимостта от този тип се нарича електронна или n-тип (от отрицателна).

Примес, който осигурява излишък от електрони, се нарича донорен примес (осигуряващ електрони като основни носители на заряд и дупки като малцинствени носители на заряд).

Полупроводник с отвори

Дупката (p-тип) е полупроводник с примеси, чиято валентност на атомите на примеси е по-малка от валентността на атомите на чист полупроводник. Например германий с примес на индий. Проводимостта на такъв полупроводник ще се определя от дупки и се нарича дупка или r-тип (от положителен - положителен).

Примес, който произвежда излишък от дупки, се нарича акцепторен примес.

Дупките са основните носители на заряд, а електроните са малцинствените носители на заряд.

Слайд 5:

Полупроводникови диоди

1. Няма случай на напрежение.

Областта, в която се образува двоен електрически слой и електрическо поле, се нарича n-p преход електрон-дупка.

Повечето носители на заряд, движещи се през n-p прехода, създават дифузионен ток. Движението на малцинствените носители на заряд създава ток на проводимост.

В състояние на равновесие тези токове са равни по големина и противоположни по посока. Тогава резултантният ток през прехода е нула.

2. Случаят на постоянно напрежение.

Напрежението на тази полярност се нарича директно.

При напрежение в посока напред външното поле отслабва полето на n-p прехода.

Преходът на мажоритарните носители на заряд ще преобладава над прехода на малцинствените носители на заряд. Правият ток ще тече през кръстовището. Този ток е висок, защото определя се от основните носители на заряд.

3. Случай на обратно напрежение.

Само малцинствени носители на заряд преминават през n-p прехода: дупки от n-полупроводника и електрони от p-полупроводника. Те създават във външната верига ток, противоположен на правия ток - обратен ток. Това е приблизително хиляда пъти по-малко от постоянния ток, т.к определени от миноритарни носители на заряд.

Слайд 8:

Токово напрежение на диода

С увеличаването на обратното напрежение потоците на основните носители на заряд намаляват и обратният ток се увеличава.

По-нататъшното увеличение на U arr леко увеличава тока, т.к определя се от потоците на малцинствените носители на заряд.

Основното свойство на диодите: защото Тъй като диодите провеждат ток добре в права посока и лошо в обратна посока, те имат свойството на еднопосочна проводимост, електрически вентили и се използват в AC токоизправителни вериги.

Слайд 9:

Видове диоди

Планарно диодно устройство

Точково диодно устройство

Обозначаване на полупроводникови диоди на диаграми.

Слайд 10:

Поддръжка на силициеви диоди

Този диод е проектиран така, че увеличаването на обратното напрежение (приложено към n-p– преход) над определена граница води до повреда на диода - бързо нарастване на обратния ток азобратно при постоянна стойност на обратното напрежение Uобр.

Ако токът през диода надвишава аз max, това ще доведе до прегряване и разрушаване. Работният участък на характеристиката е участъкът от азмин. до азмакс , който се използва за стабилизиране на напрежението. Референтни диодисе използват за стабилизиране на напрежението и създаване на референтно (референтно) напрежение. Ето защо те се наричат ​​силициеви ценерови диоди.