Шала өткізгіш приборлар


1. Шала өткізгіш түзеткіш диодтар
1.1. Шала өткізгіштің құрылысы және электр өткізгіштігі
1.2.Электронды және кемтік өткізгіштік туралы түсінік
1.3. Шала өткізгіштің қоспалық өткізгіштігі
1.4. Электронды.кемтіктік өткелдің пайда болуы
1.5. Шала өткізгіш диодтар
1.6. Шала өткізгіш түзеткіштер
1.7.Шала өткізгішті триодтар
Қорытынды
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
Электрондық лампылармен қатар электроника тетіктерінде шала өткізгіш диодтар мен триодтар кеңінен қолданылып келеді.
Олардың жұмыстары шала өткізгіштердің — кристалл қатты денелердің физикалық қаснеттеріне негізделген.
Металл өткізгіштердің ерекше қасиеті — оның еркіи электрондары болатындығы. Диэлектрикте — изоляторда еркін электрондар жоқ, сондықтан ол токты өткізбейді. Шала өткізгіштер деп аталуы, бұлар электр өткізгіштігі жағынан электр өткізгіштігі жоғары болатын өткізгіштер мен токты өткізбейтін диэлектриктер аралығындағы қасиетке ие болғандығынан.
Шала өткізгішке германий, кремний, селен сияқты химиялық элементтер тағы басқа кристалдық құрылысы бap қатты заттар, металл тотықтары, күкіртті қосылыстар және селен қосылыстары жатады.
Шала өткізгіштердің негізгі қасиеті олардың электр өткізгіштігі температураның, жарықтың, қысымның және болымсыз қоспаның әсерлерінен өзгеретіндігі болып табылады.
Шала өткізгіштердің екінші ерекшелігі олардың электр өткізгіштігі олардағы тек теріс зарядтардыц — электрондардың орын ауыстырып қозғалуына ғана емес, сондай-ақ оң зарядтардың— кемтіктердің де орын ауыстырып қозғалуына байланысты.
Қолданылған әдебиеттер
1. Н.М. Изюмов «Основы радиотехники »
2. Н.И. Калашникова «Системы радиосвязи »
3. Г.В. Мамчев «Основы радиосвязи и телевидения»
4. Э.М. Пруслин «Радиоэлектроника»

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 11 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 600 теңге




ШАЛА ӨТКІЗГІШ ПРИБОРЛАР
1. Шала өткізгіш түзеткіш диодтар
1.1. Шала өткізгіштің құрылысы және электр өткізгіштігі
Электрондық лампылармен қатар электроника тетік

терінде шала өткізгіш диодтар мен триодтар кеңінен қолданылып келеді. Олардың жұмыстары шала өткізгіштердің -- кристалл қатты денелердің физикалық қаснеттеріне негізделген.
Металл өткізгіштердің ерекше қасиеті -- оның еркіи электрондары болатындығы. Диэлектрикте -- изоляторда еркін электрондар жоқ, сондықтан ол токты өткізбейді. Шала өткізгіштер деп аталуы, бұлар электр өткізгіштігі жағынан электр өткізгіштігі жоғары болатын өткізгіштер мен токты өткізбейтін диэлектриктер аралығындағы қасиетке ие болғандығынан.
Шала өткізгішке германий, кремний, селен сияқты химиялық элементтер тағы басқа кристалдық құрылысы бap қатты заттар, металл тотықтары, күкіртті қосылыстар және селен қосылыстары жатады.
Шала өткізгіштердің негізгі қасиеті олардың электр өткізгіштігі температураның, жарықтың, қысымның және болымсыз қоспаның әсерлерінен өзгеретіндігі болып табылады.
Шала өткізгіштердің екінші ерекшелігі олардың электр өткізгіштігі олардағы тек теріс зарядтардыц -- электрондардың орын ауыстырып қозғалуына ғана емес, сондай-ақ оң зарядтардың -- кемтіктердің де орын ауыстырып қозғалуына байланысты.
Ең кең тараған шала өткізгіштің -- германийдіц құ - рылысын қарастыралық.
Германий Менделеевтің н периодтық системасындағы төртінші группаның элементі және оның сыртқы қабатында (212-сурет) төрт валенттік электрон бар, олар химиялық реакцияға және электр өткізгіштік процестерге қатысады. Германий атомының қалған электрондары ядромен тығыз байланысқан.
Германийдің әрбір атомы басқа төрт атоммен байланыс құруға тырысады. Кристалдың мұндай ұясындағы атом дұрыс көпжақтың -- тетраэдрдің (212-суретті қараңыз) төбелерінде тұрған басқа атомдардан бірдей қашықтыққа орналаскан. Германий атомдарының арасындағы байланысты құруға әрбір атомнан бір электроннан қатысады. Сонымен, германий атомы өзінің ең жақын көрші атомымен болатын байланысты екі электрон арқылы іске асырады.
Бұл сияқты байланыс екі валентті деп аталады. Іс жүзінде германийдің байланыссыз бос электроны болмайды. Шамамен алғанда оның 10 млрд. атомдарыныц ішінде бір еркін электрон болуы мүмкін.

212- сурет. Германий атомының құрылысы:
а-құрылыс схемасы, б-германийдің басқа атомдармен байланысы

1.2.Электронды және кемтік өткізгіштік туралы түсінік

Егер атомдарының арасындағы байланысты бұзсақ, онда германий кристалында елеулі электр откізгіштік пайда болады. Мысалы, жарық немесе жылу электрондарды атомдардан жұлып алуға жеткілікті шамадағы энергияны бере алады. Бұл жағдайда кристалда, газдың молекулалары сияқты, ретсіз қозғалатын еркін электрондар пайда болады.
Егер осындай кристалды электр өрісіне орналастырсақ, онда еркін электрондар өpic күшінің бағытымен орын ауыстырып қозғала бастайды, кристалда электр тогы пайда болады.
Еркін электрондар арқылы болатын электр өткізгіштік, шала өткізгіштік электрондық өткізгіштік деп аталады.
Электрондық өткізгіштік n -- өткізгіштік (французша negative -- теріс деген сөзінен) деп аталады.
Германий атомдарынан электрондар жұлынғанда оларда бос орын пайда болады, ол орындарға басқа элек - трондар келуі мумкін. Мұндай бос орындар кемтік деген атақ алған.

213-сурет. Германийдің кристалындағы кемтіктің пайда болуы және
толтырылу схемасы

Қемтіктің пайда болуы атомның электронды жоғалтуымен байланысты. сондықтан оның пайда болған маңайында артық оң заряд пайда болады. Сонымен кемтіктің болуы оң зарядтың болуымен бірдей.
Кемтіктің пайда болу және толтырылу схемасы, шартты түрде 213-суретте көрсетілген. Көлбеу қойылған әрбір тағанда төрт тесік (төрт кемтік) бар. Оларға төрт шар (төрт электрон) орналастырылған. Егер шар 1 оңға ығысса, онда ол тесікті (кемтікті) босатады да тағаннан құлап түседі, сонда бұл шардың тұрған тесігіне шар 2 ауысып келіп орналасады. Бұл шардың бос қалған тесігіне (кемтігіне) шар 3, ал соңғысына -- шар 4 ауысып келіп орналасады.
Бұл схемадан шарлар (электрондар) бір бағытта -- оңға қарай, ал тесіктер (кемтіктер) -- қарама-қарсы бағытта, яғни солға қарай қозғалады. Бұдан басқа тесіктердің толтырылуы көрші атомда жаңа тесіктің пайда болуымен қабаттаса жүреді.
Электрондардың шала өткізгіштерде бір орыннан екінші орынға ауысу (көшу) нәтижесінде кемтіктердің бірінің толтырылып, екіншілсрінің пайда болу мүмкіндігін туғызады.
Әрбір жаңа кемтіктің пайда болуы еркін электрон - ның тууымен қоса қабаттасып отырады, яғни үздіксіз электрон -- кемтік қосағы пайда болып отырады. Өзінің кезегінде кемтіктерді толтыру еркін электрондар санының кемуін туғызады.
Сонымен электр өрісіне орналастырылған кристалда тек теріс электр заряды бар электрондардың ауысып қозғалуы ғана емес, сондай-ақ кемтіктің де -- оң заряд-тардың да орын ауыстырып қозғалуы болып тұрады. Бүл жағдайда кемтіктің орын ауыстыру бағыты электрондардың қозғалыс бағытына қарама-қарсы болады.
Шала өткізгіште кемтіктің орын ауыстыруының нәтижесінде пайда болатын электр өткізгіштік кемтіктік өткізгіштік деп аталады.
Кемтіктік өткізгіштік р -- өткізгіштік (positivc -- оң дегсн сөзден) деп аталады.

1.3. Шала өткізгіштің қоспалық өткізгіштігі

Германий мен кремний шала өткізгіштерінің электр өткізгіштігі оларға болмашы аз, бірақ тек белгілі бір мөлшердегі, қоспа қосылғанда бірден артып кетеді. Гер-манийге қосылатын, донорлы ден аталатын қоспаларға сурьма мен мышьяк жатады. Бұлар атомдарының сыртқы қабықтарында бес электроннан болатын бес валентті химиялық элементтер.
Қоспалық электрондар да көрші атомдар мен германийдегі сияқты байланыс жасайды, сонымен бірге мұнда тек төрт электрон ғана қатысады, ал бесіншісі (214, а-cyрет) артық болып қалады, әрі ол әлсіз байланысқандықтан өзінің атомынан оңай ажырап қалуы мүмкін.
Қоспаның мөлшері аз болғандығына қарамай оның бар кезіндегі пайда болатын әлсіз байланысқан электрондардың саны таза германийдегіден бірнеше ондаған есе артық болады.
Сонымен бес валентті қоспамен байытылған герма - нийдің электр зарядтарын тасымалдаушысы көбінесе еркін (артық) электрондар түрінде кездеседі, сондықтан оның қоспалық өткізгіштігі электрондық болады.

214-сурет. Қоспалардың германиймен байланыс схемасы:
а-бес валентті, б-үш валентті

Егер германийге үш валентті элементтердің атомдарын енгізсек, онда германийдықоспалық өткізгіштігі басқаша сипат алады.
Индий атомыныц үш валенгті электроны болғандықтан, германийдің атомдарымен байланыс жасағанда, мүмкіндігі бар төрт байланыстың (214, б-сурет) біреуі толмай қалады да индийдің әрбір атомы германий ато - мының тертінші электрондарын қосып алады. Осының нәтижесінде германий атомдарында кемтік пайда бо - лады.
Сонымен үш валентті (акцепторлы) қоспамен байытылған германий кемтіктер түрінде оң электр зарядтарын тасымалдаушылар түрінде болып табылады, яғни кемтіктік өткізгіштік болады.
Айтылғандардан қоспа енгізу арқылы шала өткізгіштің өткізгіштігін бірнеше есе арттырып, оған айқын көрінерлік электрондық немесе кемтіктік сипат беруте болатындығы шығады.

1.4. Электронды-кемтіктік өткелдің пайда болуы

Электронды n-өткізгіштігі бар шала өткізгіш пен p-өткізгіштігі бар шала өткізгіштерлің жанастырылған орнында қандай процесс болатынын қарастырайық.
Шала өткізгіштердің мұндай қосағы шала өткізгішті диод құрайды. Мұнда беттік электрондардың бір бөлігі n-өткізгіштігі бар кеңістіктен p-өткізгіштік беттің қабатына өтеді.Электрондар мөлшерінің азаю салдарынан n-өткізгіштік шала өткізгіштің контактілік шекарасында оң заряд пайда болады. (215-сурет).

215-сурет. p және n - өткізгіштігі бар шала өткізгіштердегі зарядтардың бөліну схемасы:
а - тығыз контакт пайда болғанға дейін, б - тығыз контакт пайда болғанда

Пайда болған оң зарядтың өрісі p-өткізгіштік шала өткізгіштің оң зарядтарын (кемтік) тебеді де жаңв су шекарасынан шала өткізгіштің терең түбіне қарай ауысады.
Электрондардың п облыстан р облысқа өтуімен қабаттаса, ұқсастық бойынша, оң зарядтардың (кемтік) бір бөлігі p-өткізгіштігі бар шала өткізгіштен n - өткізгіштігі бар шала өткізгішке ауысады. Оң зарядтардың мөлшерінің азаю салдарынан p-өткізгіштік шала өткізгіштің контактілік шекарасында теріс электрод заряды пайда болады. Бұл зарядтың өрісі n - өткізгіштік шала өткізгіштің теріс зарядтарын (электрондарын) тебеді де олар жанасу шекарасынан шала өткізгіштің терең түбіне қарай қозғалады.
Сонымен екі шала өткізгіштің шекарасында заряд тасымалдаушылары (электрондары мен кемтіктері) азайған, кедергісі көп қабат пайда болады.
Бұл қабатты р -- п өткелі немесе электронды-кемтіктік
өткелі деп атауға келісілген, p-n -өткелі іс жүзінде микронның үлесіне тең,
Қарастырылған шала өткізгіштерге электр энергиясының көзін -- өткізгіштік облысқа теріс полюс,ал n -- өткізгіштік облысқа оң полюс (216, а- сурет) келетіндей етіп жалғастырылсын делік. Бұл жағдайда сыртқы өpic кер-
неуінің әсерінен элетрондар мен кемтіктер шала өткізгіштің түбіне қарай анағұрым көп мөлшерде тебіледі. P -- n өткелі артады, оның кедергісі өседі де іс жүзінде, шала өткізгішті диод тізбегінде электр тогы болмайды.
Алайда п -- облыстан (оң және г -- облыстан (теріс)
заряд тасымалдаушылардың негізгі емес, болымсыз мөл-
шерлері жылдамдығы зор болғандықтан р -- п өткелінен
өтіп кетеді де тізбекте кері ток деп аталатын болымсыз ток жүрсді.

216-сурет. Шала өткізгішті диодтың жұмыс істеу принципі:
а- диод арқылы ток жүрмейді, б-диод арқылы ток жүріп тұр

Диодқа жалғанған электр энергиясы көзінің полярлығын өзгертейік (216. б -сурет). Енді п облыстағы электрондары мен р облыстың кемтіктері өзара тартыладыда осы шала өткізгіштердің шекарасына қарай орын ауыстьырып қозғалады. Р-n - өткелі жіңішкереді,оның кедергісі кенет кемиді де элекетрондардың көп мөлшерде п облыстан р облысқа өтуіне қолайлы жағдай туады. Олай болса кемтіктердің қарама-қарсы бағытта өтуіне де жағдай туады. Шала өткізгіштік диоды осылай қосқаннан тізбекте түзу ток деп аталатын едәуір мөлшердегі ток пайда болады.
Шала өткізгіштердегі тура токтың күші оларға түсірілген кернеудің шамасына байланысты.
Өткізгіштік таңбасы әр түрлі екі шала өткізгіштердің шекарасындағы процестерді қарастырғанда олардың электрондық лампы-диод сияқты бір жақты өткізгіштік қасиеті барлығы білінді. Мұның өзі шала өткізгіштерге түсірілген түзу кернеуден пайда болған электр өрісі бір бағытта болғанда диод токты өткізеді және оның кедергісі аз болады, ал шала өткізгіштерге түсірілген кері кернеуден пайда болған бұл өрістің кері бағытында диод кедергісі көп болады да тізбектегі ток болымсыз аз болады.

217-сурст. Германий диодының характеристикасы

217-суретте германий диодының типтік характеристикасы көрсетілген. Көрнектірек болу үшін түзу токтың қисық сызығы (графиктің оң жақ бөлігі) мен кері токтың қисық сызығы (графиктің сол жақ бөлігі) әр түрлі масштабта салынған.
Графиктен германий диодының қысқыштарындағы кернеу 1 в болғанда, оның тізбегінен күші көп ток жүретінін, ал тіпті минус 10,20,30 в және 40 в кернеудің өзінде диод іс жүзінде ток өткізбейтіні белгілі болды.
Шала өткізгіш диодтардың бұл қасиетін айнвмалы токтарды тұрақтыға түзету үшін пайдаланады.

1.5. Шала өткізгіш диодтар

Техникада кремний, селен, германий, тағы басқа шала өткізгіш диодтар қолданады.
Селенді диод кемтіктікті p-өткізгіштік қабілеті бар селен қабатымен қапталған болат немесе алюминий, немесе никельденген шайба болып табылады.
Диодтарды өндіруде пайдаланылатын селен өзінің химиялық қасиеттері жағынан күкіртке жақын. Ол қорғасын сияқты сұр түсті және кристалл құрылысты болады.
Селен қабатына балқыған күйдегі қалайы мен кадмийдің қорытпасын жағады. Мұнда кадмий атомдарының селенге өту (диффузия) салдарынан соңғысының бетінде электрондық n - өткізгіштігі бар селенді кадмий қабаты пайда болады. Селен мен селенді кадмий арасында p-n -өткелі пайда болады.
... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Шала өткізгіштер
Өткізгіш ұлпалар
Газ ионды приборлар
Оптикалық приборлар
Металл-жартылай өткізгіш түйіспе
Жартылай өткізгіш диодтар
Электр өткізгіш заттар
“Шала қазақ”. Мұхтар Шаханов
Электрлік өлшеуіш приборлар және өлшеулер
Азғындалған жартылай өткізгіш
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь