Условное обозначение:

Светодиод (слайд 39) преобразует электрическую энергию в световое излучение за счет рекомбинации  и «дырок». В обычных диодах рекомбинация (соединение  и «дырок» в пару) происходит с выделением тепла и называется фононной. В светодиодах преобладает рекомбинация с излучением света, которая называется фотонной. Для изменения длины волны излучения можно менять материал, из которого состоит диод, либо изменять ток.

 Светодиод часто характеризую спектральными характеристиками (слайд 40). Для изготовления светодиодов используют фосфид галлия и арсенид галлия. Для диодов видимого излучения часто используют фосфид–арсенид галлия. Из отдельных светодиодов собирают блоки и матрицы, которые позволяют высвечивать изображения букв и цифр. Сочетание светодиода с фотоприемником (фоторезистор, фотодиод и т.д.) позволило создать новый класс приборов, называемых оптронами, которые являются элементарной базой нового направления электроники - оптоэлектроники.

ТРАНЗИСТОРЫ.

Транзистор – п/п прибор, предназначенный для усиления, преобразования или генерирования электрических сигналов и имеющий 3 вывода. По принципу действия и устройства, транзисторы делятся на 2 группы: биполярный и полевой (униполярный).

Биполярный транзистор

Содержит три области п/проводника, с чередующимися типами проводимости: n-p-n;

р-п-р (слайд 41 и 42).

Средняя область называется базой, крайние – эмиттер (Э) и коллектор (К).

Т.о. в транзисторе имеется два p-n перехода: эмиттерный и коллекторный.

По типу технологического процесса изготовления транзисторы делятся:

1. сплавные, получаемые расплавом таблеток примесного вещества (н-p, индия) с обеих сторон пластинки базы (н-р, n-Si-кремния).

2. диффузионные, когда внедрение примесей происходит путем диффузии под действием температуры из жидкости (газа). Получается неоднородное по глубине распределение примесей – недостаток.

3. эпитаксиальная технология (наращивание), когда на исходной пластинке, наращиваются однородные слои из газовой фазы.

При любой технологи изготовления, концентрация основных (или примесных) носителей в Э и К примерно одинаковая и значительно выше концентрации основных носителей зарядов в базе. Толщина базы выполняется малой (чтобы носители могли прийти из Э в К), меньше диффузионной длины неосновных носителей зарядов в ней, чтобы они проходили область базы от Э до К в основном без рекомбинации.

К выводам транзистора подводят напряжение, питание в зависимости от которых различают три режима работы транзистора:

1. Режим отсечки

2. Активный Режим

3. Режим насыщения

Рассмотрим режим на основе p-n-p транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ) (слайд 46).

Коллектор во всех режимах имеет “-” потенциал относительно эмиттера U_кэ<0.

В режиме отсечки на базу прикладывается “+” потенциал относительно эмиттера (больше по модулю), предшествующий прохождению основных носителей эмиттера (дырки) в базу. Еще более “+” база по отношению к коллектору. Т.о. оба перехода оказываются заперты и ток между Э и К образуется за счет разности поступления в базу неосновных (собственных) носителей Э и К и является очень малым (ток отсечки). – мкА

В режиме насыщения на базу прикладывается “-” потенциал, равный (или больший) по абсолютной величине коллекторному потенциалу. В результате оба перехода оказываются открытыми и ток между К и Э, обусловленный разностью потоков их основных носителей (дырок) в базу, является большим, слабо зависит от напряжения базы и определяется внешней цепью коллектора, задающий на нем напряжение. Чередование режимов отсечки и насыщения позволяет включать и выключать токи в коллекторной цепи, т.е. транзистор работает в качестве управляемого ключа.

Наиболее широко используется активный режим работы транзистора, когда на базу подается “-“ потенциал меньший коллекторного по абсолютной величине. В этом случае эмиттерный переход открыт, а коллекторный – закрыт. Основными носителями эмиттера (дырки) поступают в базу, где они становятся неосновными носителями. Часть из них рекомбинирует с основными носителями Б ( ), образуя ток базы. Вследствие малой толщины базы и малой концентрацией в ней основных носителей, большая часть дырок спокойно проходит коллекторный переход. В результате коллекторной цепи течет ток, определяемый напряжением базы и мало зависящий от напряжения коллектора. Это позволяет использовать транзистор как усилитель.

Усиление по току характеризуется коэффициентом передачи тока базы: (слайд 44).

Величина этого коэффициента равна нескольким десяткам, сотням в зависимости от толщины базы и концентрации в ней основных носителей. Иногда вводят коэффициент передачи тока эмиттера. (слайд 45).

Схема с ОЭ дает усиление, как по току, так и по напряжению, т.е. по мощности. Возможны ещё два способа включения БТ. Схема с ОБ дает усиление   по напряжению (до 1000) и практически не дает усиления по току, а схема с ОК дает усиление по току и не усиливает напряжение.