И. Хабловски - Электроника в вопросах и ответах

1— изолирующий слой; 2— подложка р -типа; 3— исток n ; 4— островок; 5— сток n

Это планарный транзистор, в котором между базой и коллектором располагается i- слой собственного полупроводника. При этом уменьшается область, обедненная носителями (вблизи перехода коллектор — база) при обратном смещении коллектора, сокращается время пролета носителей на участке база — коллектор и тем самым достигается увеличение максимальной частоты транзистора. Графическое изображение транзисторов с неоднородной базой представлено на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Условное графическое обозначение транзистора с неоднородной базой типа p-n-i-p( а) и р-n-i-n(б)

Это трехслойный полупроводниковый прибор с двумя р-n переходами и тремя или двумя выводами, в котором выходной ток изменяется с помощью внешнего облучения (освещения) и электрического сигнала, подводимого к транзистору. Освещение влияет на сопротивление области эмиттер — база. Фототранзистор обладает большей чувствительностью, чем фотодиод, и находит применение в измерительных схемах и автоматике. Существуют также полевые фототранзисторы, работающие с очень малыми входными токами и малыми шумами.

Это полупроводниковый р-n-р-n прибор с тремя переходами и двумя выводами, имеющий два устойчивых рабочих состояния. В одном состоянии ток, протекающий через прибор, мал, в другом — велик. Диодный тиристор можно рассматривать как последовательное и встречное включение трех диодов (рис. 5.7) или как соединение двух транзисторов типов р-n-р и n-р-n . Тиристор смещен в проводящем направлении, если на его аноде положительное напряжение; при этом диоды Д 1 и Д 2открыты. Для диодного тиристора встречается также название диод Шокли или динистор.

Рис. 5.7. Структура ( а), эквивалентная схема ( б) и условное графическое обозначение диодного тиристора ( в)

Типичный вид вольт-амперной характеристики диодного тиристора, т. е. зависимость протекающего через тиристор тока от подводимого напряжения, представлен на рис. 5.8. При подведении к аноду отрицательного напряжения (при смещении тиристора в непроводящем направлении) через тиристор течет очень малый обратный ток (так называемое состояние запирания тиристора), дифференциальное сопротивление в этой области очень велико (несколько десятков мегом). При превышении обратного напряжения пробоя U обрнаступает резкое увеличение этого тока. При подаче на анод тиристора положительного напряжения, т. е. при его смещении в проводящем направлении, возможны два состояния: выключенное (запертое) и включенное (отпертое) состояние, в котором дифференциальное сопротивление тиристора очень мало (несколько ом).

Для перехода из выключенного во включенное состояние требуется превышение напряжения включения U вкл. Процесс перехода длится определенное время, связанное с движением носителей зарядов через переходы. Для возврата в выключенное состояние требуется отключение или соответствующее уменьшение внешнего напряжения.

Рис. 5.8. Типичный вид вольт-амперной характеристики диодного тиристора:

1 — ток выключения; 2— включенное (открытое) состояние; 3— запертое состояние (отсутствие проводимости); 4— лавинный пробой; 5— напряжение включения; 6— выключенное (закрытое) состояние

Это тиристор со структурой, соответствующей двунаправленному четырехслойному диоду. Из характеристики такого тиристора (рис. 5.9) видно, что его свойства одинаковы при смещении в проводящем и запирающем направлениях. Симметричный диодный тиристор, или двунаправленный тиристор, называется также двунаправленным диодным выключателем или динистором .

Рис. 5.9. Характеристика симметричного диодного тиристора ( а) и его условное графическое обозначение ( б)

Это полупроводниковый прибор, представляющий собой четырсхслойную структуру, имеющую дополнительный третий вывод, называемый управляющим электродом , соединенный с внутренней областью р -типа (рис. 5.10). Управляющий электрод дает возможность включать тиристор при анодном напряжении, меньшем напряжения включения. Триодный тиристор называется также кремниевым управляемым выпрямителем или просто тиристором .

Рис. 5.10. Структура триодного тиристора ( а) и его условное графическое обозначение ( б)

Семейство статических характеристик триодного тиристора представлено на рис. 5.11. Вид характеристик зависит от тока управляющего электрода. При положительном смещении анода и отсутствии сигнала управления ( I упр= 0) вид характеристик такой же, как и у диодного тиристора, при подаче на управляющий электрод положительного напряжения переход тиристора во включенное состояние происходит при значениях анодных напряжений, меньших напряжений включения, соответствующего нулевому управляющему току ( I упр= 0). Чем больше ток управления I упр, тем меньше соответствующее ему напряжение включения.

Рис. 5.11. Статические характеристики триодного тиристора в диапазоне положительных анодных напряжений

После перехода тиристора со включенное состояние цепь управляющего электрода перестает влиять на анодный ток и «погасить» тиристор (вывести его из включенного состояния) с помощью управляющего электрода невозможно. Тиристор, который удается включить током управляющего электрода, называется незапираемым тиристором . Его выключение возможно путем прерывания протекания анодного тока. Это осуществляется при помощи отключения анодного напряжения, при замыкании цепи анод-катод или при переходе через нуль в случае питания анода синусоидальным напряжением.