Презентация транзистор – «Лекция 3 Силовые транзисторы Основные классы силовых транзисторов Транзистор – это полупроводниковый прибор, содержащий два или более p-n переходов и работающий.». Скачать бесплатно и без регистрации.

Транзисторы — презентация, доклад, проект

Описание слайда:

Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзисторах (МОПТ), как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах. Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник)- транзисторы. Международный термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» для построения микросхем логики, памяти, процессора и т. п. Размеры современных МОПТ составляют от 90 до 32 нм. В настоящее время на одном современном кристалле площадью 1—2 см² могут разместиться несколько (пока единицы) миллиардов МОПТ. На протяжении 60 лет происходит уменьшение размеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается дальнейшее увеличение степени интеграции транзисторов на чипе (см. Закон Мура). Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров, снижению энергопотребления и тепловыделения. Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзисторах (МОПТ), как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах. Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник)- транзисторы. Международный термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» для построения микросхем логики, памяти, процессора и т. п. Размеры современных МОПТ составляют от 90 до 32 нм. В настоящее время на одном современном кристалле площадью 1—2 см² могут разместиться несколько (пока единицы) миллиардов МОПТ. На протяжении 60 лет происходит уменьшение размеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается дальнейшее увеличение степени интеграции транзисторов на чипе (см. Закон Мура). Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров, снижению энергопотребления и тепловыделения.

Презентация к уроку по физике (10 класс) на тему: Презентация «Электронно-дырочный переход. Транзистор»

Слайд 1

Электронно-дырочный переход . Транзистор

Слайд 2

Электронно-дырочный переход (или n – p -переход) – это область контакта двух полупроводников с разными типами проводимости.

Слайд 3

При контакте двух полупроводников n — и p -типов начинается процесс диффузии: дырки из p -области переходят в n -область, а электроны, наоборот, из n -области в p -область. В результате в n -области вблизи зоны контакта уменьшается концентрация электронов и возникает положительно заряженный слой. В p -области уменьшается концентрация дырок и возникает отрицательно заряженный слой. На границе полупроводников образуется двойной электрический слой, электрическое поле которого препятствует процессу диффузии электронов и дырок навстречу друг другу.

Слайд 4

Пограничная область раздела полупроводников с разными типами проводимости ( запирающий слой ) обычно достигает толщины порядка десятков и сотен межатомных расстояний . Объемные заряды этого слоя создают между p- и n-областями запирающее напряжение U з , приблизительно равное 0,35 В для германиевых n–p-переходов и 0,6 В для кремниевых.

Слайд 5

В условиях теплового равновесия при отсутствии внешнего электрического напряжения полная сила тока через электронно-дырочный переход равна нулю.

Слайд 6

Если n – p -переход соединить с источником так, чтобы положительный полюс источника был соединен с p -областью, а отрицательный с n -областью, то напряженность электрического поля в запирающем слое будет уменьшаться, что облегчает переход основных носителей через контактный слой. Дырки из p -области и электроны из n -области, двигаясь навстречу друг другу, будут пересекать n – p -переход, создавая ток в прямом направлении. Сила тока через n – p -переход в этом случае будет возрастать при увеличении напряжения источника.

Слайд 7

Если полупроводник с n – p -переходом подключен к источнику тока так, что положительный полюс источника соединен с n -областью, а отрицательный – с p -областью, то напряженность поля в запирающем слое возрастает. Дырки в p -области и электроны в n -области будут смещаться от n – p -перехода, увеличивая тем самым концентрации неосновных носителей в запирающем слое. Ток через n – p -переход практически не идет. Весьма незначительный обратный ток обусловлен только собственной проводимостью полупроводниковых материалов, т. е. наличием небольшой концентрации свободных электронов в p -области и дырок в n -области. Напряжение , поданное на n – p -переход в этом случае называют обратным .

Слайд 8

Способность n – p -перехода пропускать ток практически только в одном направлении используется в приборах, которые называются полупроводниковыми диодами . Полупроводниковые диоды изготавливаются из кристаллов кремния или германия. При их изготовлении в кристалл c каким-либо типом проводимости вплавляют примесь, обеспечивающую другой тип проводимости. Полупроводниковые диоды обладают многими преимуществами по сравнению с вакуумными диодами – малые размеры, длительный срок службы, механическая прочность. Существенным недостатком полупроводниковых диодов является зависимость их параметров от температуры. Кремниевые диоды, например, могут удовлетворительно работать только в диапозоне температур от –70 °C до 80 °C. У германиевых диодов диапазон рабочих температур несколько шире.

Слайд 12

Полупроводниковые приборы не с одним, а с двумя n – p -переходами называются транзисторами . Название происходит от сочетания английских слов: transfer – переносить и resistor – сопротивление. Обычно для создания транзисторов используют германий и кремний. Транзисторы бывают двух типов: p – n – p -транзисторы и n – p – n -транзисторы.

Слайд 13

Германиевый транзистор p – n – p -типа представляет собой небольшую пластинку из германия с донорной примесью, т. е. из полупроводника n -типа. В этой пластинке создаются две области с акцепторной примесью, т. е. области с дырочной проводимостью.

Слайд 14

В транзисторе n – p – n -типа основная германиевая пластинка обладает проводимостью p -типа, а созданные на ней две области – проводимостью n -типа.

Слайд 15

Пластинку транзистора называют базой (Б), одну из областей с противоположным типом проводимости – коллектором (К), а вторую – эмиттером (Э). Обычно объем коллектора превышает объем эмиттера.

Слайд 16

В условных обозначениях разных структур стрелка эмиттера показывает направление тока через транзистор.

Слайд 18

Включение в цепь транзистора p – n – p -структуры Переход «эмиттер–база» включается в прямом (пропускном) направлении (цепь эмиттера), а переход «коллектор–база» – в запирающем направлении (цепь коллектора).

Слайд 19

При замыкании цепи эмиттера дырки – основные носители заряда в эмиттере – переходят из него в базу, создавая в этой цепи ток I э . Но для дырок, попавших в базу из эмиттера, n – p -переход в цепи коллектора открыт. Большая часть дырок захватывается полем этого перехода и проникает в коллектор, создавая ток I к .

Слайд 20

Для того, чтобы ток коллектора был практически равен току эмиттера, базу транзистора делают в виде очень тонкого слоя . При изменении тока в цепи эмиттера изменяется сила тока и в цепи коллектора.

Слайд 21

Если в цепь эмиттера включен источник переменного напряжения, то на резисторе R , включенном в цепь коллектора, также возникает переменное напряжение, амплитуда которого может во много раз превышать амплитуду входного сигнала. Следовательно, транзистор выполняет роль усилителя переменного напряжения.

Слайд 22

Однако, такая схема усилителя на транзисторе является неэффективной, так как в ней отсутствует усиление сигнала по току, и через источники входного сигнала протекает весь ток эмиттера I э . В реальных схемах усилителей на транзисторах источник переменного напряжения включают так, чтобы через него протекал только небольшой ток базы I б = I э – I к . Малые изменения тока базы вызывают значительные изменения тока коллектора. Усиление по току в таких схемах может составлять несколько сотен.

Слайд 23

В настоящее время полупроводниковые приборы находят исключительно широкое применение в радиоэлектронике. Современная технология позволяет производить полупроводниковые приборы – диоды, транзисторы, полупроводниковые фотоприемники и т. д. – размером в несколько микрометров. Качественно новым этапом электронной техники явилось развитие микроэлектроники , которая занимается разработкой интегральных микросхем и принципов их применения.

Слайд 24

Интегральной микросхемой называют совокупность большого числа взаимосвязанных элементов – сверхмалых диодов, транзисторов, конденсаторов, резисторов, соединительных проводов, изготовленных в едином технологическом процессе на одном кристалле. Микросхема размером в 1 см 2 может содержать несколько сотен тысяч микроэлементов. Применение микросхем привело к революционным изменениям во многих областях современной электронной техники. Это особенно ярко проявилось в области электронной вычислительной техники. На смену громоздким ЭВМ, содержащим десятки тысяч электронных ламп и занимавшим целые здания, пришли персональные компьютеры.

Презентация на тему: ТРАНЗИСТОРЫ

Классификация и маркировка

Транзисторомтранзисторовназывается полупроводниковый преобразовательный прибор, имеющий не менее трёх выводов и

способный усиливать мощность.

Классификация транзисторов производится по следующим признакам:

 

По типу

 

По

 

По материалу

проводимости

 

 

По

частотным

По

полупроводни

областей

ка

(для

принципу

свойствам

мощности

(германиевые

биполярных

действия

(низкочаст

(мало-

, кремниевые,

транзисторов —

(биполярны

от-ные НЧ,

мощные

и т.д.)

с прямой

е,

средне-

ММ,

 

проводимостью

полевые)

частотные

средней

 

— p-n-p-

 

СрЧ,

мощности

 

структура, с

 

высоко-

СрМ,

 

обратной

 

частотные

мощные М)

 

проводимостью

 

ВЧ, СВЧ)

 

 

 

 

 

Маркировка

I – материал

II – тип

III – три или четыре

IV –

полупровод-

транзистора по

цифры: группа

модификаци

ника:

принципу

транзисторов по

я

Г –

действия:

электрическим

транзистора

германий, К Т – биполярные,

параметрам.

в группе III

– кремний)

П – полевые

Первая цифра показывает

 

 

 

частотные свойства и

 

мощность транзистора в

Таблица 1

соответствии с таблицей 1

 

БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Устройство биполярных транзисторов

Основой биполярного транзистора является кристалл полупроводника p-типа или n-типа проводимости, который также как и вывод от него называется базой.

Диффузией примеси или сплавлением с двух сторон от базы образуются области с противоположным типом проводимости, нежели база (рис. 60).

Область, имеющая бoльшую площадь p-n перехода, и вывод от неё называют коллектором.

Область, имеющая меньшую площадь p-n перехода, и вывод от неё называют эмиттером.

p-n переход между коллектором и базой называют коллекторным переходом, а .

Условные обозначения биполярных транзисторов на схемах приведены на рисунке 61. Направление стрелки в транзисторе показывает направление протекающего тока.

Рис. 61

Основной особенностью устройства биполярных транзисторов является неравномерность концентрации основных носителей зарядов в эмиттере, базе и коллекторе. В эмиттере концентрация носителей заряда максимальная. В коллекторе –

Рис. 62 несколько меньше, чем в эмиттере. В базе – во много раз меньше, чем в эмиттере и коллекторе (рис. 62).

Принцип действия биполярных

транзисторов

При работе транзистора в усилительном режиме эмиттерный переход открыт, а коллекторный – закрыт. Это достигается соответствующим включением источников питания (рис. 63).

Рис. 63

Так как эмиттерный переход открыт, то через него будет протекать ток эмиттера, вызванный переходом электронов из эмиттера в базу и переходом дырок из базы в эмиттер. Следовательно, ток эмиттера будет иметь две составляющие – электронную и дырочную.

Рис. 63

Эффективность эмиттера оценивается коэффициентом инжекции:

Iэ = Iэ.n. + Iэ.р.

Инжекцией зарядов называется переход носителей зарядов из области, где они были основными в область, где они становятся неосновными.

В базе электроны рекомбинируют, а их концентрация в базе пополняется от «+» источника Еэ, за счёт чего в цепи базы будет протекать очень малый ток.

Оставшиеся электроны, не успевшие рекомбинировать в базе, под ускоряющим действием поля закрытого коллекторного перехода как неосновные носители будут переходить в коллектор, образуя ток коллектора.

Рис. 63

Степень рекомбинации носителей зарядов в базе оценивается коэффициентом перехода носителей зарядов

Основное соотношение токов в транзисторе:

α – коэффициент передачи тока транзистора или коэффициент усиления по току:

Дырки из коллектора какIкнеосновные= α ∙ Iэ носители зарядов будут переходить в базу, образуя обратный ток коллектора Iкбо:

Iк = α ∙ Iэ + Iкбо

Из трёх выводов транзистора на один подаётся входной сигнал, со второго – снимается выходной сигнал, а третий вывод является общим для входной и выходной цепи.

Таким образом, рассмотренная схема (рис. 63, 64) получила название схемы с общей базой.

Iвх = Iэ

Iвых = Iк

Uвх = Uбэ

Uвых = Uбк

Рис. 64

Напряжение в транзисторных схемах обозначается двумя индексами в зависимости от того, между какими выводами транзистора эти напряжения измеряются.

 

Так как все токи и

 

напряжения

в транзисторе,

 

помимо

постоянной

 

составляющей

имеют

ещё и

 

переменную

составляющую,

 

то её можно представить как

 

приращение

постоянной

 

составляющей

и

при

 

определении

 

любых

 

параметров

 

схемы

 

пользоваться

 

либо

Рис. 65

переменной

составляющей

токов и напряжений,

либо

 

 

приращением

постоянной

 

 

.

 

где Iк, Iэ – переменные составляющие коллекторного и эмиттерного тока, ΔIк, ΔIэ – постоянные составляющие.

Рис. 64

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВСхема включения с общей базой

Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:

— коэффициент усиления по току Iвых/Iвх (для схемы с общей базой

Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1])

— входное сопротивление Rвхб=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.

Входное сопротивление для схемы с общей базой (рис. 64) мало и составляет десятки Ом, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.

Недостатки схемы с общей базой:

-Схема не усиливает ток α<1

-Малое входное сопротивление

-Два разных источника

напряжения для питания.

Достоинства:

— хорошие температурные и частотные свойства

Презентация по физике на тему: «Транзистор».

Электрический ток  в  различных средах

Электрический ток в различных средах

транзистор

транзистор

Транзистор - это усилительный элемент. Он усиливает слабую энергию подаваемого на него сигнала за счет энергии дополнительного источника питания.

Транзистор — это усилительный элемент.

Он усиливает слабую энергию подаваемого на него сигнала за счет энергии дополнительного источника питания.

пример Машинист тратит маленькую энергию на то, чтоб нажать тормозной рычаг. Открывается клапан, и мощный поток сжатого воздуха, с много большей энергией, прижимает тормозные колодки. Клапан можно назвать усилительным элементом, который усиливает слабую энергию, затрачиваемую человеком за счет сильной энергии сжатого воздуха.

пример

Машинист тратит маленькую энергию на то, чтоб нажать тормозной рычаг.

Открывается клапан, и мощный поток сжатого воздуха, с много большей энергией, прижимает тормозные колодки.

Клапан можно назвать усилительным элементом, который усиливает слабую энергию, затрачиваемую человеком за счет сильной энергии сжатого воздуха.

В транзисторе все абсолютно так же. Только через него проходит не сжатый воздух, а электрический ток. У транзистора три вывода: коллектор, эмиттер и база.

В транзисторе все абсолютно так же.

Только через него проходит не сжатый воздух, а электрический ток.

У транзистора три вывода: коллектор, эмиттер и база.

Между коллектором и эмиттером течет сильный ток, он называется коллекторный ток (Iк), между базой и эмиттером - слабый управляющий ток базы (Iб). Величина коллекторного тока зависит от величины тока базы, так же как и напор сжатого воздуха зависит от того, насколько открыт клапан. Коллекторый ток всегда больше тока базы в определенное количество раз. Эта величина называется коэффициентом усиления по току, обозначается  h31э . У различных типов транзисторов это значение колеблется от единиц до сотен раз.

Между коллектором и эмиттером течет сильный ток, он называется коллекторный ток (Iк), между базой и эмиттером — слабый управляющий ток базы (Iб).

Величина коллекторного тока зависит от величины тока базы, так же как и напор сжатого воздуха зависит от того, насколько открыт клапан.

Коллекторый ток всегда больше тока базы в определенное количество раз.

Эта величина называется коэффициентом усиления по току, обозначается  h31э .

У различных типов транзисторов это значение колеблется от единиц до сотен раз.

Коэффициент усиления по току - это отношение коллекторного тока к току базы: h31э = Iк / Iб Для того, чтобы вычислить коллекторный ток , нужно умножить ток базы на коэффициент усиления: Iк = Iб * h31э

Коэффициент усиления по току — это отношение коллекторного тока к току базы:

h31э = Iк / Iб

Для того, чтобы вычислить коллекторный ток , нужно умножить ток базы на коэффициент усиления:

Iк = Iб * h31э

Транзистор управляет регулирует ток, протекающий через лампочку. Лампочка подключена к коллектору транзистора, ток, текущий через нее является током коллектора. Управляющий ток базы ограничивается резистором R1. Зная этот ток и коэффициент усиления транзистора (h31э), можно узнать ток коллектора. Зная, какой нужен ток коллектора, можно вычислить ток базы и подобрать соответствующий резистор.

Транзистор управляет регулирует ток, протекающий через лампочку.

Лампочка подключена к коллектору транзистора, ток, текущий через нее является током коллектора.

Управляющий ток базы ограничивается резистором R1.

Зная этот ток и коэффициент усиления транзистора (h31э), можно узнать ток коллектора.

Зная, какой нужен ток коллектора, можно вычислить ток базы и подобрать соответствующий резистор.

Ток лампы 0,33 А, а транзистор имеет h31э = 100.  Какой нужен ток базы, чтобы лампочка горела в полный накал?   И каким при этом будет сопротивление R1?  Полный накал - это когда ток потребления равен номинальному.  Номинальный - 0,33 А. Значит, необходимый ток коллектора - 0,33 А.   Ток базы должен быть меньше коллекторного в h31э раз. То есть - в 100 раз. Значит, 0,33/100 = 0,0033А = 3,3 мА.

Ток лампы 0,33 А, а транзистор имеет h31э = 100. Какой нужен ток базы, чтобы лампочка горела в полный накал?  И каким при этом будет сопротивление R1?

Полный накал — это когда ток потребления равен номинальному. Номинальный — 0,33 А.

Значит, необходимый ток коллектора — 0,33 А.

Ток базы должен быть меньше коллекторного в h31э раз.

То есть — в 100 раз.

Значит, 0,33/100 = 0,0033А = 3,3 мА.

Сопротивление резистора в цепи базы вычисляем (по закону Ома): R = U/I   U - напряжение питания, 9В  I - 0,0033 А R = 9/0,0033 = 2700 Ом = 2,7 кОм.   Ответ: сопротивление резистора = 2,7 кОм

Сопротивление резистора в цепи базы вычисляем (по закону Ома):

R = U/I U — напряжение питания, 9В I — 0,0033 А

R = 9/0,0033 = 2700 Ом = 2,7 кОм. Ответ: сопротивление резистора = 2,7 кОм

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *