Читать

Презентация по физике на тему "Транзисторы. Электрический ток в вакууме" для 10-11 классов (СПО)

Cкачать презентацию: Презентация по физике на тему "Транзисторы. Электрический ток в вакууме" для 10-11 классов (СПО)

Читать публикацию

Скачать презентацию

Вставить эту публикацию

Прочитать другие публикации на CdnPdf

Вставить код

Ничего не найдено.

Презентация по слайдам:

Слайд #1

Транзисторы. Электрический ток в вакууме

Слайд #2

Транзистор
Транзи́стор — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи.

Управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока.

Слайд #3

Классификация транзисторов
По структуре
Биполярный транзистор
Полевой транзистор
По основному полупроводниковому материалу
Германиевые
Кремниевые
Арсенид-галлиевые

Слайд #4

Классификация транзисторов
По мощности

Маломощные транзисторы до 100мВт
Транзисторы средней мощности от 0,1 до 1 Вт
Мощные транзисторы (больше 1 Вт)

Слайд #5

Биполярный транзистор
Биполярный транзистор состоит из трех областей: эмиттера (генератора), базы и коллектора, на каждую из которых подается напряжение.
В зависимости от типа проводимости этих областей, выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы.
Обычно область коллектора шире, чем эмиттера. Базу изготавливают из слаболегированного полупроводника (из-за чего она имеет большое сопротивление) и делают очень тонкой. Поскольку площадь контакта эмиттер-база получается значительно меньше площади контакта база-коллектор, то поменять эмиттер и коллектор местами с помощью смены полярности подключения нельзя.
Таким образом, транзистор относится к несимметричным устройствам.

транзистор называется биполярным, потому что в переносе заряда участвуют и дырки, и электроны.

Слайд #6

Принцип работы
База – слой полупроводника, который является основой конструкции транзистора. Эмиттер - слой полупроводника, функция которого инжектирование носителей заряда в слой базы.
Коллектор - слой полупроводника, функция которого собирать носители заряда прошедшие через базовый слой.
В активном режиме работы транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении (закрыт).

Для определённости рассмотрим n-p-n транзистор.

Слайд #7

Принцип работы
Транзистор содержит два p-n перехода (эмиттер-база и база-коллектор). Если не прикладывать к выводам транзистора никаких внешних напряжений, то на каждом из p-n переходов формируются области, обедненные свободными носителями заряда.

Слайд #8

Принцип работы
В активном же режиме переход эмиттер-база (эмиттерный переход) имеет прямое смещение, а коллекторный переход - обратное.

Слайд #9

Принцип работы
Так как переход эмиттер-база (ЭБ) смещен в прямом направлении, то внешнее электрическое поле будет перемещать электроны из области эмиттера в область базы. Там они частично будут вступать во взаимодействие с дырками и рекомбинировать.

Но большая часть электронов доберется до перехода база-коллектор (БК) (это связано с тем, что область базы конструктивно выполняется очень тонкой и содержит небольшой количество примесей), который смещен уже в обратном направлении. И в этом случае внешнее электрическое поле снова будет содействовать электронам, а именно помогать им проскочить в область коллектора.

Слайд #10

Основные характеристики
Коллекторный ток транзистора в нормальном активном режиме работы транзистора больше тока базы в определенное число раз.
Это число называется коэффициентом усиления по току и является одним из основных параметров транзистора. Обозначается оно h21.
Если транзистор включается без нагрузки на коллектор, то при постоянном напряжении коллектор-эмиттер отношение тока коллектора к току базы даст статический коэффициент усиления по току. Он может равняться десяткам или сотням единиц, но стоит учитывать тот факт, что в реальных схемах этот коэффициент меньше из-за того, что при включении нагрузки ток коллектора закономерно уменьшается.

Слайд #11

Основные характеристики
Вторым немаловажным параметром является входное сопротивление транзистора.
Согласно закону Ома, оно представляет собой отношение напряжения между базой и эмиттером к управляющему току базы. Чем оно больше, тем меньше ток базы и тем выше коэффициент усиления.

Третий параметр биполярного транзистора — коэффициент усиления по напряжению. Он равен отношению амплитудных или действующих значений выходного (эмиттер- коллектор) и входного (база-эмиттер) переменных напряжений.

Слайд #12

Режимы работы биполярного транзистора
Нормальный активный режим
Переход эмиттер-база включен в прямом направлении (открыт), а переход коллектор-база — в обратном (закрыт) UЭБ>0;UКБ<0;
Инверсорный активный режим
Эмиттерный переход имеет обратное включение, а коллекторный переход — прямое.
Режим насыщения
Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты).
Режим отсечки
В данном режиме оба p-n перехода прибора смещены в обратном направлении (оба закрыты).
Барьерный режим
В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмитерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор. В таком включении транзистор представляет из себя диод, включенный последовательно с резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих схему элементов, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, неразборчивостью к параметрам транзисторов.

Слайд #13

Полевой транзистор
Полево́й (униполя́рный) транзи́стор — полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечным электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением.

Область, из которой носители заряда уходят в канал, называется истоком, область, в которую они уходят из канала, называется стоком
Электрод, на который подается управляющее напряжение,
называется затвором.

Слайд #14

Полевой транзистор
Название расположенных на устройстве контактов и их функции:
Истоки – контакты с входящим электрическим током, которые находится на участке n;
Стоки – контакты с исходящим, обработанным током, которые находятся на участке n;
Затворы – контакты, находящиеся на участке р, посредством изменения напряжения на котором, выполняется регулировка пропускной способности на устройстве.

Слайд #15

Виды полевых транзисторов
Полевой транзистор с n-р переходами подразделяется на несколько классов в зависимости:
От типа каналов проводников: n или р. Каналы воздействую на знаки, полярности, сигналы управления. Они должны быть противоположны по знакам n-участку.
От структуры приборов: диффузных, сплавных по р -n — переходам, с затворами Шоттки, тонкопленочными.
От общего числа контактов: могут быть трех или четырех контактными. Для четырех контактных приборов, подложки также являются затворами.
От используемых материалов: германия, кремния, арсенид галлия.

Слайд #16

Принцип работы полевого транзистора
Радиодетали состоят из двух участков: p-переходов и n-переходов.
По участку n проходит электроток. Участок р является перекрывающей зоной, неким вентилем. Если оказывать определенное давление на нее, то она будет перекрывать участок и препятствовать прохождению тока. Либо, же наоборот, при снижении давления количество проходящего тока возрастет.
В результате такого давления осуществляется увеличение напряжения на контактах затворов, находящихся на участке р.

Слайд #17

Для чего нужен полевой транзистор
Основная задача от использования данного элемента заключается в пяти ключевых направлениях, в связи с чем транзистор применяется для:

Усиления высокой частоты.
Усиления низкой частоты.
Модуляции.
Усиления постоянного тока.
Ключевых устройств (выключателей).

Слайд #18

Принцип работы транзисторов

Слайд #19

Электрический ток в вакууме

Слайд #20

Вакуум
- это пространство, свободное от вещества.
В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, содержащую газ при давлении значительно ниже атмосферного.

Слайд #21

Длина свободного пробега молекулы
- это расстояние, которое частица пролетает от одного столкновения до следующего.

Слайд #22

Электрический ток —
Это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля

Слайд #23

Ток насыщения -
максимальное значение силы тока.
Все заряды, рожденные термоэлектронной эмиссией, достигают анода.

Слайд #24

Электрический ток в вакууме
Электрический ток в вакууме возможен в электронных лампах.
Электронная лампа - это устройство, в котором применяется явление термоэлектронной эмиссии.

Слайд #25

Термоэлектронная эмиссия
Термоэлектронная эмиссия - это испускание электронов твердыми или жидкими телами при их нагревании до температур, соответствующих видимому свечению раскаленного металла.

Слайд #26

Вакуумный диод
Вакуумный диод - это двухэлектродная ( А- анод и К - катод ) электронная лампа.
Внутри стеклянного баллона создается очень низкое давление.
Н - нить накала, помещенная внутрь катода для его нагревания

Слайд #27

Вольтамперная характеристика вакуумного диода
При малых напряжениях на аноде не все электроны, испускаемые катодом, достигают анода, и электрический ток небольшой. При больших напряжениях ток достигает насыщения, т.е. максимального значения.
Вакуумный диод используется для выпрямления переменного тока.
Ток на входе диодного выпрямителя: Ток на выходе выпрямителя: