Upload
vinkozoldin
View
48
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ETF OS
Citation preview
Drift – gibanje slobodnih nosilaca naboja pod djelovanjem električnog polja
Driftna struja teče ako je poluvodič pod utjecajem električnog polja.
Driftna struja elektrona
Driftna struja šupljina
Ukupna struja drifta:
Einsteinova relacija:
= UT - naponski ekvivalent
struje
FFqnvqnJ nndnFn
FFpqvpqJ ppdpFp
FσFμpnμqJJJpnFpFn
q
kTD
q
kTD
p
p
n
n
;
Pokretljivost - složena funkcija: temperature, koncentracije primjesa i jakosti električnog polja [ =
(T, N, F)], a dodatno ovisi i o mehanizmu raspršenja elektrona (šupljina).
Ovisnost pokretljivosti o temperaturi i koncentraciji primjesa ( T, N )
Ovisnost pokretljivosti o jakosti električnog polja F.
Difuzija – Gibanje nosioca naboja s mjesta više koncentracije na mjesto niže koncentracije nosilaca
naboja. Ako u poluvodiču postoji neravnotežna koncentracija nosilaca naboja javlja se i druga
komponenta struje - difuzijska struja.
Gustoća difuzijske struje J [A/cm2] =
umnožak ukupnog broja elektrona koji sudjeluju u difuziji (nDIF) i jediničnog naboja (–q).
Gustoća difuzijske struje elektrona:
Gustoća difuzijske struje šupljina:
Dijagram kretanja nosilaca naboja:
PN dioda
Poluvodičke diode ilustriraju primjenu mnogih svojstava PN-spoja i spoja metal-poluvodič:
• "osnovna svojstva” - ispravljanje i sklopni režim
• "sekundarna svojstva" - naponska referenca, ovisnost kapaciteta o naponu, ovisnost
otpora o struji, negativni otpor
nDqnDqJ nnDn gradgrad
pDqpDqJ ppDp gradgrad
Temperaturna karakteristika diode u propusnom području:
Vrste dioda i simboli:
Ispravljačke spojne diode (ispravljanje signala)
Prekidačke spojne diode (brzi rad u sklopnom režimu)
Diode s površinskom barijerom- Schottkyjeva diode (brze prekidačke diode)
Varaktori - kapacitivne diode (naponski promjenjivi kapacitet)
PIN diode (mali otpor propusne polarizacije, mali barijerni kapacitet neovisan o naponu)
Naponske referentne diode - Zener diode (izvor konstantnog napona)
Tunelske - Esaki diode (brzi rad u sklopnom režimu, negativan otpor u propusnom dijelu
karakteristike)
Mehanizmi proboja:
Lavinska multiplikacija – induciraju se nosioci naboja zbog sudaranja s kristalnom rešetkom pri
visokom naponu proboja
Tunelski efekt – dolazi do prijelaza nosioca naboja kroz osiromašeno područje zbog niskog naboja
BJT – u radu sudjeluju oba nosioca naboja, sastoji se od 2 PN spoja, upravljan je strujom baze, ima
3 elektrode: emiter, baza, kolektor
Simboli:
Više se koristi NPN tranzistor jer su elektroni pokretljiviji od šupljina 2-3 puta
Strujno naponske karakteristike za pojedine spojeve:
Ulazna karakteristika SZB:
Izlazna karakteristika SZB:
Načini spajanja tranzistora:
Područja rada BJT:
Istosmjerni faktor strujnog pojačanja u SZB:
Uvijek <1! Znači SZB nema strujnog pojačanja!
Istosmjerni faktor strujnog pojačanja u SZE:
E
CBC
I
II 0
0
0
00 )1(
CBB
CBC
CBECEEC
II
II
IIIII
h-parametri su koeficijenti proporcionalnosti između diferencijala struja i napona
Ulazni dinamički otpor:
Faktor povratnog djelovanja:
Faktor strujnog pojačanja:
Izlazna dinamička vodljivost:
0/konst. UL
UL
IIZL
ZLuU
ii
uh
0/konst. IZL
UL
UL
ULiI
ru
uh
0/konst. UL
IZL
IIZL
ZLuU
fi
ih
0/konst. IZL
IZL
UL
ULiI
ou
ih
JFET – otpornici u volumenu ili na površinskom slovju poluvodiča čiji otpor određuje vanjsko
električno polje. Struju vode smao većinski nosioci naboja, radom se upravlja naponom te ima 3
elektrode: upravljačku (G), odvod (D), dovod (S). Načelo rada: Koristi se širina naponski promjenjivog
osiromašenog područja za upravljanje presjeka vodljivog kanala. Napon nepropusne polarizacije
između P+ područja i N kanala uzrokuje prodiranje osiromašenog područja u N područje i na taj način
smanjuje širinu N kanala.
Tehnološki presjek JFET-a
Dinamički parametri:
Izlazna dinamičke vodljivost ( Izlazna karakteristika ):
Faktor strmine ( Prijenosna karakteristika ) :
MOSFET – tranzistori s efektom polja s izoliranom upravljačkom elektrodom. Može biti obogaćeni (
ne vodi pri Ugs =0V ) i osiromašeni ( vodi pri Ugs = 0V ), upravljan je naponom i ima 4 elektrode:
upravljačku (G), odvod (D), dovod (S) i podloga (B). Načelo rada: Na lagano dopiranoj podlozi B od
materijala P tipa postupkom difuzije stvoreni su N+ slojevi uvoda S i odvoda D. Između njih se na
površini stvara N kanal. Taj se kanal inducira djelovanjem napona na upravljačkoj elektrodi G.
konst
GSUDS
Dd
u
ig
konst
DSUGS
D
mu
ig
Tehnološki presjek MOSFET-a:
Nadomjesni spoj na visokim frekvencijama
Dinamički parametri:
Izlazna dinamička vodljivost gd - predstavljena nagibom izlaznih karakteristika.
Diodni tiristor: Vodi samo u jednom smjeru, ima 2 priključa, tzc. Shocklyeva dioda. Pri niskom
pozitivnom naponu između A i K prvo i treće osiromašeno područje (db1 i db3) su prpusno
polarizirani, a srednje (db2) nepropusno. Budući da je to područje najvećeg otpora sav vanjski napon
pojavljuje se na njemu. Porastom vanjskog napona Uak do iznosa Upmo dolazi do prebacivanja
tiristora iz stanaj blokade u stanje vođenja.
Triodni tiristor: Vodi samo u jednom smjeru, ima 3 elektrode (A,K,G). Kroz upravljačku elektrodu G
se ubacuje upravljačka struja tako da se dovede strujni impuls s kojim se injektiraju slobodni
nosioci naboja. Posljedica toga je ta da je napon proboja niži, što je struja Ig viša.
DIAC ( dvosmjerni diodni tiristor )– djeluje simetrično kod propusne i nepropusne polarizacije. Ako
je vanjski napon pozitivan, osiromašeno područje db1 je propusno, a db2 je nepropusno
polarizirano. Db3 i db4 su kratko spojeni metalnim kontaktima. Kada vanjski napon dosegne napon
proboja db2 područja kroz P2 proteče lateralna struja prema A2. Ta struja uzrokuje pad napona na
P2 zbog čega se propusno polarizira db3 što uzrokuje injekciju elektrona i prebacivanje DIAC-a u
stanje vođenja.
Da bi triac (dvosmjerni triodni tiristor ) proveo nije važan smjer upravljačke struje.