Полупроводниковые провода

Полупроводники

Еще очень давно все вещества по их электрическим свойствам разделили на две группы: проводники и непроводники. Чем отличаются проводники от непроводников? Тем, что одни проводят ток, а другие — нет, скажете вы. Действительно, проводники хорошо проводят электрический ток и обладают малым сопротивлением. Металлы, например серебро, медь, алюминий, оказались превосходными проводниками электричества. Поэтому электрические провода изготовляют часто из меди и алюминия и их сплавов. Атомы этих металлов легко расстаются со своими электронами, которые свободно «блуждают» в кусочке проводника либо при включении его в электрическую цепь дружно движутся к положительному полюсу источника тока. В диэлектриках (непроводниках: стекло, слюда, фарфор) свободных электронов нет — все они «привязаны» к атомам, поэтому диэлектрики практически не проводят ток.

Были известны и такие материалы, которые по своим свойствам не подходили ни к той, ни к другой категории. Их назвали полупроводниками, хотя с таким же успехом можно было бы их назвать и полунепроводниками. Эти вещества проводят ток несколько лучше, чем непроводники, и в то же время значительно хуже проводников; короче, это и плохие проводники, и плохие диэлектрики. К таким материалам относятся, например, германий, кремний, селен, теллур, а также некоторые оксиды, сульфиды и сплавы металлов.

В полупроводниках, так же как и в непроводниках, электроны связаны с атомами. Только связь эта очень непрочная. При нагревании или под действием света она разрывается, и электроны оказываются на свободе. А стоит появиться свободным электронам, как электрическая проводимость резко возрастает.

В отличие от проводников носителями тока в полупроводниковых веществах могут быть не только электроны, но и «д ы р к и». Если один из атомов полупроводника по какой-либо причине потеряет электрон и станет положительным ионом, на его орбите (где раньше был электрон) останется пустое место—«дырка». Положительный заряд «осиротевшего» атома стремится захватить недостающий электрон в каком-нибудь соседнем атоме. Приобретенный электрон заполняет «вакантное» место —«дырку»— в первом атоме, а на месте его прежней «прописки» появляется новая «дырка». Этот атом заряжается положительно и отнимает электрон у третьего атома, третий — у четвертого и т. д. «Дырка» начинает путешествовать по полупроводнику, переходя от одного атома к другому. Вместе с ней путешествует и положительныи заряд, равный по значению отрицательному заряду электрона.

Конечно, сама «дырка» никакого заряда не имеет. Но атом, в котором она образуется, всегда заряжен положительно, потому что в нем недостает электрона. А раз так, то условно будем считать «дырку» частицей, несущей положительный заряд.

Один и тот же полупроводник может обладать либо электронной, либо дырочной проводимостью. Все дело в химическом составе введенных примесей. Ничтожная добавка в германий примесей, богатых электронами, например мышьяка или сурьмы, позволяет получить полупроводник с электронной проводимостью или полупроводник п-типа (от латинского слова «негативус»—«отрицательный»). Если же в германий ввести алюминий, галлий или индий, то в кристалле окажется избыток «дырок», и он будет обладать дырочной проводимостью. Это полупроводник р-типа (от латинского слова «позитивус»—«положительный»).

Наиболее важные для техники полупроводниковые приборы — диоды (см. Диод полупроводниковый), транзисторы, тиристоры — основаны на использовании замечательных свойств материалов с электронной или с дырочной проводимостью.

Широкое применение полупроводников началось сравнительно недавно, а сегодня уже трудно перечислить все их «профессии». Они преобразуют световую и тепловую энергию в электрическую и, наоборот, с помощью электричества создают тепло и холод (см. Гелиоэнергетика). Полупроводниковые приборы можно встретить в обычном радиоприемнике и в квантовом генераторе — лазере, в крошечной атомной батарее и в миниатюрных блоках электронного «мозга»— электронной вычислительной машине (ЭВМ).

Инженеры не могут обходиться сегодня без полупроводниковых выпрямителей, переключателей и усилителей. Замена ламповой аппаратуры полупроводниковой позволила в десятки раз уменьшить габариты и массу электронных устройств, снизить потребляемую ими мощность и резко увеличить надежность (см. Микроэлектроника)

Полупроводниковые провода

Классификация полупроводниковых приборов

Если вы прочитали этот раздел от начала, то вы уже знаете о явлении движения в полупроводнике электронов или же вы об этом слышали ранее. Больше и подробнее о них можно узнать и изучить из физики, а также рассмотреть явления движения электронов в газе и вакууме. Действие и устройство электронных ламп основано на этих явлениях, применяемых в радиоэлектронике и радиотехнике, газоразрядных источников света, а также во многих других аналогичных приборах, относящихся к электронике.

Для преобразования электромагнитной энергии какого-то вида в электромагнитную энергию иного вида посредством осуществляемого взаимодействия электронов движущихся в газе, вакууме или же в полупроводнике с электромагнитными полями, предназначены электронные приборы.

Электровакуумные приборы так же относятся к электронным приборам, такие как электронно лучевые трубки, электронные лампы, и т.д. Полупроводниковые приборы тоже считаются электронными приборами, о них как раз пойдет речь в данном случае, но мы пока не будем рассматривать их все, а поговорим о некоторых полупроводниковых приборах.

На электронных процессах в полупроводниках основано действие полупроводниковых приборов. Такие приборы служат в энергетике для реорганизации одних видов энергии в другие, а в электронике – для реорганизации различных сигналов. По принципу действия, по назначению, виду материалов, из которых они изготовлены, классифицируют полупроводниковые приборы, а также по области применения по конструкции и технологии.

Полупроводниковые приборы, относящиеся к основному классу:

оптоэлектронные приборы – фототранзисторы, фототиристоры, фоторезисторы, фотодиоды, полупроводниковые лазеры и др. Они реорганизуют сигналы света в электрические и наоборот;

термоэлектрические приборы – термисторы, термоэлементы, солнечные батареи, термоэлектрические генераторы и т. п. Они реорганизуют внутреннюю энергию в электрическую и наоборот;

электропреобразовательные приборы – тиристоры, транзисторы, полупроводниковые диоды. Они преобразуют одни электрические величины в другие.

Далее рассмотрены некоторые устройства, область и действие применения которых широко применяется в электротехнике полупроводниковых приборов – тиристоров, полупроводниковых диодов и транзисторов.

Полупроводниковые провода

Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый диод – это прибор, который состоит из двух полупроводниковых кристаллов с разной проводимостью, и образующегося между ними электронно-дырочного перехода (толщина ≈10(-7) м).

Полупроводниковые диоды в промышленности выпускают различного исполнения, но можно говорить о двух видах диодов: точечных и плоскостных.

В плоскостных диодах, изготовленных диффузионным или сплавным методом, в кремниевый или германиевый кристалл вплавлен индий. Такие диоды могут пропускать в одном направлении сравнительно большие токи при высоких приложенных к ним напряжениях, от этого они широко используются в выпрямителях переменного тока.

В точечных диодах, изготовленных методом вплавления тонкой металлической проволоки в базу диода, полупроводниковый кристалл кремний или германий соприкасается с контактной металлической иглой. Они используются в телевизионной приёмной и радиовещательной аппаратуре, а также в различных измерительных приборах.

Типы разных полупроводниковых диодов имеют следующие обозначения: материал из которого изготовлен диод указывает первая цифра или буква «Г или же 1–германий; К или же 2-кремний; А или же 3-арсенид галлия». Второй буквой определяют тип диода «Д – импульсный, выпрямительный, универсальный; А – сверхвысокочастотный; Н – неуправляемый». Числом, находящимся после второй буквы, определяют электрические свойства диода.

О подробных данных по обозначению полупроводниковых диодов, а также их типах и параметрах, можно узнать в специальном справочнике о полупроводниковых приборах.

Основные полупроводниковые изделия — Электроматериаловедение

§ 90. Основные полупроводниковые изделия

Изделия из полупроводниковых материалов называют полупроводниковыми элементами или приборами. По характеру выполняемой ими работы в электротехнических устройствах опи весьма многообразны. К ним в первую очередь относятся полупроводниковые выпрямители (диоды) и усилители (триоды).
Основной частью полупроводниковых выпрямителей являются так называемые р — п-переходы, т. е. контактные соединения Двух полупроводников, из которых один обладает электропроводностью n-типа, а другой электропроводностью p-типа (рис. 171, а).
При отсутствии напряжения на электродах 1 и 2 в полупроводнике n-типа имеется более высокая концентрация свободных электронов, чем в полупроводнике р-типа. В последнем же преобладает концентрация дырок. При плотном контакте этих двух полупроводников (осуществляемом, например, вплавлением одного полупроводника в другой) электроны п-полупроводника будут диффундировать в р-полупроводник, где их недостаточно, а дырки

Рис. 171. Схема образования р— п- перехода в полупроводнике: а — соединение полупроводников п- и р-типов, б — образование двойного электрического слоя на границе двух полупроводников с проводимостями п- и р-типов
р- полупроводника будут диффундировать в n-полупроводник, где их мало. Это движение электронов и дырок навстречу друг другу уменьшит концентрацию электронов в пограничном слое со стороны полупроводника и зарядит его положительно, а в пограничном слое со стороны полупроводника продиффундировавшие сюда электроны из n-полупроводника уменьшат концентрацию дырок и зарядят этот слой отрицательно. Следовательно, еще до подачи к электродам 1 и 2 напряжения на границе между двумя полупроводниками создается двойной электрический слой (рис. 171,6). В результате образования двойного электрического слоя на границе раздела двух полупроводников (р -переход) возникает местное электрическое поле с напряженностью Е0. В данном случае оно направлено слева направо.
Теперь рассмотрим, как будет работать такой полупроводниковый выпрямитель при приложении к его электродам переменного напряжения. В случае когда напряженность Е внешнего источника будет совпадать с напряженностью Е0 местного поля, электроны в полупроводнике n-типа и дырки в полупроводнике p-типа будут
перемещаться от границы р — n-перехода к электродам 1 и 2 (рис. 172, а). В результате этого в р — n-переходе область дырок в n-полупроводнике и область электронов в р-полупроводнике будут расширяться. В результате этого электрическое сопротивление р — n-перехода сильно возрастает, т. е. создается запирающий слой, и ток пропускаться не будет. Фактически будет протекать очень незначительный ток, обусловленный перемещением случайных носителей тока. Такой ток называется обратным током.

В случае когда напряженность В внешнего источника будет направлена против местного поля Е0 (рис. 172,6), местное поле будет ослаблено и электроны в полупроводнике начнут притекать в область р — n-перехода. Одновременно в полупроводнике р-типа дырки будут перемещаться тоже в область р — n-перехода. В результате этого запирающий слой суживается, а его электрическое сопротивление резко уменьшается. При этом р—переход начнет пропускать ток. Этот ток называется прямым Тпр, а само направление тока в выпрямителе называется прямым, или пропускным. Прямой ток Тпр значительно больше обратного тока Тобр» протекающего через р — переход.
Работа полупроводникового выпрямителя иллюстрируется его вольтамперной характеристикой, показанной на рис. 173. Она показывает, что при малых величинах напряжения (до 0,5 В) прямой

Рис. 173. Вольтамперная характеристика полупроводникового выпрямителя

Рис. 172. Схема работы р — п-перехода полупроводникового плоскостного диода, включенного на внешний источник постоянного тока:
а — в обратном направлении, б — в прямом направлении
ток /пр, пропускаемый выпрямителем, достигает сравнительно больших величин (больше 100 ма). При приложении к выпрямителю обратного напряжения (Uобр), когда плюс батареи присоединен к n-полупроводнику, а минус — к р-полупроводнику, полупроводниковый’ выпрямитель практически тока не пропускает до величины обратного напряжения примерно 20 В. Только начиная с 20 е обратного напряжения, р — n-переход начинает пропускать очень малые величины тока (микроамперы) обратного тока /0бр. Если же увеличивать обратное напряжение (E/0бр), то обратный ток с некоторого момента начнет возрастать и может достигнуть такой величины, при которой произойдет пробой р — n-перехода (точка а на рис. 173).
В полупроводниковых диодах р — n-переход осуществляется в виде контакта между двумя полупроводниками с разными типами электропроводности или в виде контакта между пластинкой полупроводника и металлическим острием. В первом случае образуется сравнительно большая площадь соприкосновения (контакт) двух полупроводников, и такие диоды называются плоскостными. Во втором случае пластинка полупроводника (2×2 мм) соприкасается с острием металлической проволоки, и такие диоды называются точечными.
На рис. 174 показан схематический разрез плоского германиевого диода. Основой его является пластинка германия 6 с электропроводностью n-типа. На одну из ее поверхностей наносится капелька расплавленного индия . Пластинку помещают в вакуум-камеру, в которой поддерживается температура 500—550° С. При этом атомы индия диффундируют в твердый германий и образуют в нем слой небольшой толщины (около 10

5 см), который обладает электропроводностью р-типа. В результате этого получается контактное соединение двух полупроводников, из которых один обладает электропроводностью n-типа, а другой — электропроводностью р-типа, т. е. образуется р — переход.

Рас. 174. Схематический разрез плоскостного германиевого диода:
1— контактные выводы, 2 — стеклянный изолятор, 3 — металлический корпус, 4 — верхний токосниматель, .5— индий, 6 — германиевая пластинка, 7 — нижний токосниматель
Индий, растекаясь по поверхности германия, создает р—переход на сравнительно большой площади (по сравнению с точечными диодами). В результате этого у плоскостных диодов емкость значительно больше, чем у точечных**. Это ограничивает их область применения в радиотехнике. Однако величина прямого тока и обратного напряжения у плоскостных диодов значительно больше, чем у точечных диодов.
На рис. 175 показаны общий вид, разрез и вольтамперная характеристика германиевого точечного диода. В нем вольфрамовая тонкая проволочка 4 в виде пружины закрепляется в левом фланце. Конец ее заостряется в виде иглы механическим или электролитическим путем. Небольшую шлифованную пластинку 5 германия типа с площадью поверхности 2 мм2 припаивают к металлическому кристаллодержателю 7. Контакт между иглой и пластинкой кристалла осуществляется сваркой прямым током в течение нескольких секунд. При этом площадь контакта получается около 50 мкм2.
Отечественной промышленностью изготовляется несколько марок германиевых точечных диодов с предельно допустимым обратным напряжением от 20 до 100 вис выпрямленным током 1Пр — =8—20 ма. Емкость этих диодов невелика (меньше 1Пф), что позволяет использовать их в установках высокой частоты: до 100 Мгц и выше. Мощность таких диодов 1н-3 вт. Все германиевые диоды весьма заметно изменяют свои параметры в зависимости от температуры. Так, при понижении температуры до —60° С и ниже прямой ток резко уменьшается, а при повышении температуры до

  1. 70°С и выше обратный ток сильно увеличивается, что может вызвать пробой диода (р— п-перехода) .

Наибольшая плотность тока у германиевых выпрямителей не превосходит 80 а/см2.
Известно, что кремний как полупроводниковый материал может быть использован при значительно больших рабочих температурах, чем германий, т. е. при температуре 130—200° С.

Рис. 175. Германиевый точечный диод:
а — внешний вид, б— разрез диода, В — вольтамперная характеристика; 1 — выводы, 2 и 6 — металлические фланцы, 3 — керамический корпус, 4 — вольфрамовая проволока, 5 — кристалл германия, 7 — кристаллодержатель
Поэтому представляют значительный технический интерес кремниевые диоды. В качестве примера можно остановиться па кремниевом плоскостном диоде, контактный р — n-переход в котором создается сплавлением алюминия с кремнием. Такой диод допускает плотность тока до 200 а/см2. Охлаждение диода достигается с помощью медного радиатора, которым снабжаются эти диоды.
Селеновые выпрямители состоят из соединенных друг с другом выпрямительных селеновых элементов (рис. 176). Основой выпрямительного элемента являются алюминиевая пластина толщиной 0,8 мм, на которой слой кристаллического селена, серы и катодного сплава образуют р — n-переход.
Согласно одному из широко применяемых способов селеновые выпрямительные элементы получают посредством следующих технологических операций. Аморфный селен наносится на алюминиевые листы толщиной 0,8 мм.

Рис. 176. Схема селенового выпрямительного элемента:
1 — изолирующее лаковое кольцо. 2 — катодный сплав, ,3 — запирающий слой, 4— слой кристаллического селена, 5 — алюминиевая пластина
Для лучшего сцепления слоя селена с поверхностью листа он вначале подвергается пескоструйной обработке. С целью уменьшения переходного сопротивления между слоем селена и алюминиевым листом на его поверхность наносится (вакуумным распылением) тонкий слой висмута. Затем на слой висмута наносится слой аморфного селена толщиной 50—60 мкм. Нанесенный слой селена подвергается кристаллизации: сначала при 130°, затем при 218° С. Из алюминиевого листа с закристаллизованным на нем слоем селена вырубаются пластины квадратной или круглой формы (шайбы), которые служат выпрямительными элементами в селеновых выпрямителях.
Чтобы создать на выпрямительных элементах р — и-переход, на слой кристаллического селена наносят тонкий слой серы, а на слой серы распыляют катодный сплав, состоящий из олова и кадмия.

Рис. 177. Часть селенового столбика и его детали:
1 — монтажный болт, 2 — металлическая шайба, 3 — алюминиевая пластина, 4 — слой кристаллического селена, 5 — контактный вывод, 6— пружинящая шайба, 7 — электроизоляционная трубка, 8 — катодное покрытие, 9 — электроизоляционная шайба, 10— гайка
Полученные таким образом выпрямительные элементы подвергаются электрической формовке путем длительного (в течение нескольких часов) приложения постоянного напряжения в запирающем направлении В результате этого происходит реакция между кадмием и серой, т. е. образуется сульфид кадмия. Он является электронным полупроводником, а кристаллический селен — рочным полупроводником. Таким образом получают р — n-переход в выпрямительных селеновых элементах.

  1. От катодного слоя к селену.

В селеновых выпрямителях отдельные элементы собирают в столбики (рис. 177) и стягивают друг с другом болтом 1. Болт изолирован от металлических пластин 3 электроизоляционными прокладками 9, а также с помощью электроизоляционной трубки 7.
Выпрямительные элементы в столбиках располагаются друг от друга на некотором расстоянии с помощью дистанционных и пружинящих шайб 6. Это обеспечивает наиболее интенсивное их охлаждение. В столбиках выпрямительные элементы могут быть соединены последовательно, параллельно или смешанно в зависимости от назначения выпрямителя.
Отечественной промышленностью выпускается свыше 600 типоразмеров выпрямительных столбиков. Селеновые выпрямители могут работать в интервале температур от —60 до +75° С; срок службы их достигает 10 000 ч и более. Пробой селенового выпрямительного элемента не выводит его из строя, так как место пробоя заполняется аморфным селеном, но при этом пропускная способность выпрямительного элемент, несколько понижается.

Тема урока: «Полупроводниковые приборы. Диоды»

Разделы: Физика

Цель и задачи занятия:

  • Образовательные:

формирование первоначального понятия о назначении, действии и основном свойстве полупроводниковых диодов.

  • Воспитательные:

сформировать культуру умственного труда, развитие качеств личности — настойчивость, целеустремленность, творческую активность, самостоятельность.

  • Развивающие:

Оборудование и наглядные пособия.

1. Организационный момент:

(Задача: создание благоприятного психологического настроя и активация внимания).

2. Подготовка к повторению и обобщению пройденного материала

  • Условно-графические обозначения радиоэлементов.
  • Что такое электрический ток.
  • Сила тока, единицы измерения.

Группа воспитанников разбивается на команды и проводится конкурс — кто больше нарисует условно-графических обозначений радиоэлементов и объяснит их назначение.

Сообщение темы и цели занятия.

Чтобы изучить современную радиоэлектронику, надо, прежде всего, знать принципы устройства и физические основы работы этих приборов, их характеристики и параметры, а также важнейшие свойства, определяющие возможность их применения в радиоэлектронной аппаратуре.

Использование полупроводниковых приборов дает огромную экономию в расходовании электрической энергии источников питания и позволяет во много раз уменьшить размеры и массу аппаратуры. Минимальная мощность для питания электронной лампы составляет 0,1 Вт, а для транзистора она может быть 1мкВт, т.е. в 100000 раз меньше.

Рассмотрим по порядку, что из себя представляют полупроводники, какими свойствами обладают, и какие полупроводниковые приборы на их основе созданы, какие занимательные опыты можно провести с ними.

3. Основной этап.

Новый материал

  • Все вещества, встречающиеся в природе, по своим электропроводным свойствам делятся на три группы:
  • Проводники,
  • изоляторы (диэлектрики),
  • полупроводники
  • К полупроводникам относится гораздо больше веществ, чем к проводникам и изоляторам. В изготовлении радиоприборов наибольшее распространение получили 4-х валентные германий Ge и кремний Si.
  • Электрический ток полупроводников обуславливается движением свободных электронов и так называемых «дырок».
  • Свободные электроны, покинувшие свои атомы, создают n- проводимость (n — первая буква латинского слова negativus — отрицательный). Дырки создают в полупроводнике р — проводимость (р — первая буква латинского слова positivus- положительный).
  • В чистом проводнике число свободных электронов и дырок одинаково.
  • Добавляя примеси, можно получить полупроводник с преобладанием электронной или дырочной проводимостью.
  • Важнейшее свойство р- и n- полупроводников — односторонняяя проводимость в месте спайки. Эта спайка называется p-n переходом.

В 4-х валентный кристалл германия (кремния) добавить 5-ти валентный мышьяк (сурьму) то получим n — проводник.

При добавлении 3-х валентного индия , получим р — проводник.

  • Когда «плюс» источника соединен с р- областью, говорят что переход включен в прямом направлении, а когда минус источника тока соединен с р- областью, переход включен в обратном направлении.
  • Одностороння проводимость р и n перехода является основой действия полупроводниковых диодов, транзисторов и др.
  • Имея представление о полупроводнике, теперь приступим к изучению диода.
  • Приставка «ди» — означает два, указывающая на две примыкающие зоны разной проводимости.
  • Вентиль велосипедной шины (нипель). Воздух через него может проходить лишь в одном направлении — внутрь камеры. Но существует и электрический вентиль. Это диод — полупроводниковая деталь с двумя проволочными выводами с обоих концов.

    По конструкции полупроводниковые диоды могут быть плоскостными или точечными.

    • Плоскостные диоды имеют большую площадь электронно- дырочного перехода и применяются в цепях, в которых протекают большие токи.
    • Точечные диоды отличаются малой площадью электронно-дырочного перехода и применяются в цепях с малыми токами.

    • Условно-графическое обозначение диода. Треугольник соответствует р- области и называется анодом, а прямолинейный отрезок, называется катодом, представляет n- область.
    • В зависимости от назначения диода его УГО может иметь дополнительные символы.

    Основные параметры, по которым характеризуются диоды.

    • Прямой ток диода.
    • Обратный ток диода.

    А сейчас приступим к проведению опытов с диодами.

    Изменение полярности подключения источника питания в цепи, содержащей полупроводниковый диод.

    Соединяем последовательно батарею 3336Л и лампочку накаливания МН3,5 – 0.28 (на напряжение 3.5В и ток накала 0.28А) и подключаем эту цепь к сплавному диоду из серии Д7 или Д226 так, чтобы на анод диода непосредственно или через лампочку подавалось положительное, а на катод – отрицательное напряжение батареи (рис 3, рис.4). Лампочка должна гореть полным накалом. Затем изменяем полярность подключения цепи “батарея – лампочка” на обратную (рис. 3, рис.4). Если диод исправный – лампочка не горит. В этом опыте лампочка накаливания выполняет двойную функцию: служит индикатором тока в цепи и ограничивает ток в этой цепи до 0.28А, тем самым защищая диод от перегрузки. Последовательно с батареей и лампочкой накаливания можно включить еще миллиамперметр на ток 300…500мА, который бы фиксировал прямой и обратный ток через диод.

  • Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника постоянного тока, микродвигателя, 2-х диодов, так, чтобы с помощью выключателей изменять направление вращение ротора микродвигателя.
  • Определите полюса батареи для карманного фонаря с помощью полупроводникового диода.
  • Самостоятельно изучите проводимость диода на демонстрационном стенде. Изучение односторонней проводимости диода.

    оценка успешности в достижении задач занятия (как работали, что узнали или усвоили)

    6. Рефлективный момент:

    определение результативности и полезности занятия через самооценку воспитанников.

    7. Информационный момент:

    определение перспектив следующего занятия.

    8. Домашнее задание

    Для закрепления пройденного материала, подумайте над следующими задачами и приведите их решение:

    1. Как с использованием полупроводникового диода защитить радиоаппаратуру от переполюсовки?
    2. Имеется электрическая цепь, в которую входят четыре последовательно соединенных элемента – две лампочки а и б и два выключателя А и Б. При этом каждый выключатель зажигает только одну, только “свою” лампочку. Для того, чтобы зажечь обе лампочки, нужно одновременно замкнуть оба выключателя.

    Полупроводниковые провода

    Полупроводниковые термодатчики PTC и NTC

    PTC датчики применяют там, где требуется поддержание отрицательной температуры, не допуская размораживания. Например, авторефрижераторы и промышленные морозильные камеры. При обрыве связи с датчиком, контроллер считает, что температура повышается и дает исполнительный сигнал на постоянное охлаждение (включает компрессор охлаждения).
    NTC датчики используются в системах, где есть опасность случайного переохлаждения продуктов (жидкости, фрукты и т.д.). Используются, например, в производстве холодильных витрин. При обрыве связи с датчиком, контроллер реагирует так, как будто измеряемая температура снижается, т.е. отключает компрессор.

    Полупроводниковые датчики чаще всего выпускаются с металлической оболочкой. Помимо этого, существует множество их разновидностей (например PTC Silicon с силиконовой оболочкой или PTC PVC в ластике).

    Рекомендации по монтажу и эксплуатации РТС и NTC датчиков

    — Датчики РТС / NTC выпускаются во влагозащищенном корпусе, который препятствует попаданию воды внутрь защитной металлической гильзы, предохраняя чувствительный элемент датчика. Тем не менее монтировать датчики температуры рекомендуется заглушкой металлической гильзы вверх .

    — Датчики температуры РТС / NTC наиболее часто выпускаются с длиной кабеля до 1,5 м. При удаленном размещении пульта управления от самого датчика, кабель удлиняют компенсационным проводом, герметизируя при этом места соединения. После удлиннения рекомендуется провести калибровку датчика с целью повышения точности замера.

    — Внешние электромагнитные поля могут оказывать существенное влияние на работоспособность датчика. Поэтому при монтаже РТС датчиков, провода от места установки самого датчика до регулятора желательно прокладывать на максимально возможном удалении от источников помех. Если конструкция установки не позволяет этого сделать, то уменьшить влияние внешнего электромагнитного поля позволяет экранирование измерительного провода и последующее заземление экрана.

    Физические принципы:

    РТС датчики – это термисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) (Positive Temperature Coefficient – положительный температурный коэффициент). Термисторы или терморезисторы – это полупроводниковые резисторы, сопротивление которых нелинейно зависит от температуры. Температурная зависимость сопротивления термистора с положительным ТКС характеризуется значительным увеличением сопротивления при достижении определенной температуры. Терморезисторы с отрицательным ТКС имеют экспоненциальную температурную зависимость сопротивления, т.е. сопротивление увеличивается при уменьшении температуры и уменьшается при ее увеличении. Термисторы выпускаются в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок. Широкое применение термисторы нашли во всех областях автоматики, где требуется измерять, поддерживать и регулировать температуру.

    Термисторы типа РТС можно разделить на две основные категории: силисторы и «защитные термисторы». Силисторы – термочувствительные силиконовые резисторы, характеризующиеся тем, что имеют положительную характеристику в температурном диапазоне до 150 °С, и отрицательную в температурном диапазоне выше 150 °С.

    Наиболее стабильный ТКС (около 0,77 %/°С) силисторы имеют в области от – 60 до + 150 °С, где они наиболее часто применяются для контроля температуры. «Защитные термисторы» не используются для измерения температуры, а служат как элементы встроенной температурной защиты или в качестве предохранителей в схемах защиты от перегрузок по току и напряжению.

    Шаг 1. Электрическое поле

    С позиции физики электрическое поле — это некоторая материя, которая существует «рядом» с заряженными телами. Следует отметить, что такие термины как материя, тело и заряд обсуждаться здесь не будут, т.к. это темы дискуссий на грани физики и философии. Следует лишь уяснить, что это всё связано с явлением электричества и соответственно под зарядом понимается электрический заряд. Для большей наглядности можно взглянуть на рисунок ниже.

    На картинке размещено два объекта — шарики. Каждый шарик обладает особой характеристикой — зарядом. Данный заряд может быть либо положительным, либо отрицательным. Эти два шарика взаимодействуют друг с другом через электрическое поле, которое находится «вокруг» них. В этом и проявляется сущность электрического поля: оно обусловлено существованием определённых электрических сил между заряженными телами. Данные силы таковы, что если у шариков заряды одинакового знака, то они друг от друга будут отдаляться, если разного, то наоборот — приближаться. Более подробно вопрос можно изучить в физических учебниках по тематике закона Кулона и электростатического поля.

    Для удобства, электрическое поле характеризуют специальной величиной — напряжённостью. Она нужна для того, чтобы сравнивать какое поле «сильнее», а какое «слабее». То, по каким формулами рассчитывается и в каких единицах измеряется в данном случае не важно. Главное то, что чем больше напряжённость электрического поля, тем «сильнее» оно действует на заряженное тело. Также данная характеристика поля имеет направление. В этом случае говорят, что напряжённость — векторная величина, поскольку вектор обычно имеет какое-то направление. Направление необходимо знать, чтобы определить в какую сторону будет поле «толкать» заряженное тело. Прояснить ситуацию можно с помощью рисунка и одной формулы.

    На картинке один шарик, помещённый в электрическое поле. В данном случае не важно какими заряженными телами поле было образовано. Поле характеризуется напряжённостью, которая имеет определённое направление. Шарик имеет определённый заряд какого-то знака. Формула, приведённая на рисунке, говорит о том, что если заряд шарика положителен, то поле его «толкает» вперёд (говорят по полю), если отрицателен, то против поля.

    Простейшим примером реальных заряженных тел является электрон. Который, являясь чисто квантовым объектом и «живя» по «волшебным» законам, в некотором приближении можно считать шариком, для которого справедливы все рассуждения выше. Заряд у электрона отрицательный, поэтому он «летит» против поля.

    Помимо всего прочего, кроме напряжённости, которая описывает силовые характеристики электрического поля, вводят ещё одну характеристику — потенциал. Потенциал является энергетической характеристикой. Энергия в физике вообще штука интересная и её понимание тоже относится к разряду философско-физических дискуссий. Из-за своих свойств она очень удобна для математических расчётов. Останавливаться на этом вопросе здесь не будем.

    Потенциал описывает энергетические свойства каждой точки, где есть поле и в общем случае для каждой точки он разный. Особый интерес представляет разность потенциалов. Между разностью потенциалов и напряжённостью поля есть связь. Суть данного понятия можно уяснить из рисунка ниже. Разность потенциалов обычно именуют напряжением (не путать с напряжённостью). Это не совсем то напряжение, которое меряют в электрических цепях с помощью вольтметра, хотя некоторая связь есть. Опять-таки все тонкости можно извлечь из учебников по физике.

    В физике любое движение заряженных тел, имеющее чёткое направление, называют током. В данном случае — электрическим током. Очень важно, что движение заряженных тел может происходить не только из-за действия поля на них. По причине того, что существует выделенное направление, ток также имеет какое-то направление. Исторически сложилось, что для движения заряженных отрицательно частиц ток считают направленным в обратную сторону. Подробнее об этом на рисунке.

    На практике, обычно используют величину — сила тока, которую просто называют ток, и которая измеряется в Амперах. Эта величина описывает то, как много заряженных тел «пролетает» в единицу времени через определённую область (сечение материала). Связь между током (силой тока) и напряжением определяется законом Ома (формула на картинке). Эти две величины связывает коэффициент, который называют сопротивлением. Данный коэффициент характеризует материал и различные физические явления, которые сопровождают течение тока в этом материале. Обычно сопротивление это просто какое-то число, хотя бывают и более сложные случаи. Об этом можно почитать в учебниках. Иногда для удобства используют вместо сопротивления другую величину — проводимость. Разница между ними ясна из названия: чем больше сопротивление у материала, тем у него хуже (меньше) проводимость.

    Среди электрических явлений ещё одной очень интересной особенностью является то, что если имеются какие-либо скопления разноимённых зарядов, то между ними возникает электрическое поле (напряжение), это указывает на то, что такая система хранит энергию электрического поля. Данные системы численно характеризуются параметром — электрическая ёмкость. На данном принципе работают популярные электрические устройства — конденсаторы. Не будем вдаваться в нюансы.

    Также нужно понимать, что электрические явления есть частный случай проявление электромагнетизма, о котором можно подробнее почитать в литературе, которая приведена в конце статьи.

    В основе электроники лежат различные физические явления электрической природы. Наиболее важными понятиями являются электрическое поле заряженных частиц и их электрический ток. Электрическое поле характеризуется напряжённостью и распределением потенциала. Наличие разности потенциалов говорит о наличии электрического поля и наоборот. Под действием каких-либо сил, в том числе и со стороны электрического поля, возникает электрический ток (упорядоченное движение зарядов). Скопления разноимённых зарядов хранят энергию электрического поля и характеризуются электрической ёмкостью (конденсаторы).

    Шаг 2. Диффузия

    У энергии, существует одна особенность, она всегда стремится быть минимально возможной в любой ситуации. Это закон природы. В некотором роде вообще всё, что происходит вокруг нас можно объяснить именно этим законом. Его иногда называют принципом наименьшей энергии. Собственно поэтому после прыжка мы всегда падаем вниз, кофе всегда остывает, дует куда-нибудь ветер и т.д. Этим же принципом объясняется явление диффузии. Для наглядного представления можно посмотреть, что будет, если кусочек сахара поместить в стакан с водой и не размешивать.

    Растворившись, частички сахара будут находиться в одном месте, допустим на дне стакана. Через некоторое время можно будет заметить, что вся вода в стакане стала сладкая, т.е. частички сахара разместились полностью по всему объёму стакана. Это показано схематично на рисунке ниже.

    Вот такое поведение частичек какого-нибудь вещества называют диффузией. Поэтому можно сказать, что раз все объекты состоят из молекул и атомов, то при наличии области, где частиц (молекул или атомов) больше, чем в других областях, то возникает перенос из области большей концентрации в меньшую. Другими словами природа стремится всё уровнять, чтобы минимизировать энергию, привести к состоянию равновесия (иногда говорят в равновесное состояние).

    Благодаря законам природы частички вещества, если их где-то много, всегда будут стремиться туда, где их мало. Это явление называется диффузией.

    Шаг 3. Твёрдые тела

    Представление о том, как устроены различные материалы очень и очень сложно. Существуют различные направления в физике, которые изучают те или иные вопросы, касающиеся веществ. Для понимания полупроводниковой электроники основной интерес представляют твёрдые тела. Различные тонкости этого вопроса можно изучить в учебниках по физике твёрдого тела или материаловедению. Основная (поверхностная) идея же заключается в том, что все твёрдые тела можно представить в виде решёток. Это определённые структуры, которые состоят из атомов. На картинке ниже представлены некоторые типы моделей решёток. Чёрные точки на рисунке — это атомы.

    Свойства различных материалов определяются типами их решёток, видами атомов, а также рядом других факторов. Любое рассуждение о структуре вещества, в конечном счёте, приведёт к вопросам квантовой физики с её «волшебными» явлениями.

    Для описания «внутренностей» материалов хорошо подходит зонная теория твёрдого тела. Данная теория неразрывно связана с понятием энергии. Выше уже говорилось о специфичности термина «энергия». Здесь и в дальнейшем не будем углублять данное понятие. Узнать о том, какую роль играет энергия, можно из обыкновенной модели атома, взглянув на рисунок ниже.

    На картинке представлена грубая модель атома в виде слоёной структуры. В центре размещено ядро атома, которое окружено электронными облаками. Электронные облака — это и есть собственно электроны. Такое представление электрона больше похоже на правду, нежели представление в виде шариков с точки зрения квантовой физики. Электронный слой ещё именуют электронным уровнем. Дело в том, что на каждом уровне электроны обладают какой-то энергией. Чем «дальше» от ядра — тем больше энергия. Также такую структуру удобно изображать в виде энергетической диаграммы, которая также приведена на рисунке выше. Такую диаграмму часто можно встретить в учебниках по физике. Энергия обозначается буквой Е. Самый верхний энергетический уровень называют валентным.

    Когда атомы «соединяются» друг с другом, образуя решётку, т.е. формируют некоторое тело (материал) энергетические уровни у них меняются из-за того, что атомы действуют друг на друга. И среди энергетических уровней наблюдается определённый порядок: энергетические уровни делятся на так называемые зоны. Отсюда и название — зонная теория. На рисунке ниже представлены возможные случаи распределения зон. Следует отметить, что это характеристики всего материала.

    Нижняя зона называется валентной зоной. Электроны, которые находятся там, относятся к атомам. Электроны, которые находятся в верхней зоне, являются «общими». Эти электроны очень хорошо реагируют на электрическое поле и непосредственно отвечают за формирование электрического тока в веществе, т.е. за его электрические свойства. Такая зона называется зоной проводимости. Между ними находится запрещённая зона. На картинке также видно, как зависят от ширины запрещённой зоны свойства материалов и принадлежность к тому или иному классу веществ. Видно, что у металлов зоны перекрываются, поэтому у них электроны легко становятся «общими» и соответственно их в зоне проводимости много и течёт хороший заметный ток. У полупроводников зоны находятся на некотором расстояние, но не значительном. Это значит, что электрон может «перепрыгнуть» через эту зону, если получит извне достаточно энергии. У диэлектриков зона шире, поэтому «перекинуть» электроны в зону проводимости трудно, в результате чего токи там текут очень маленькие. И вообще говорят, что диэлектрики токи не проводят.

    Есть ещё ряд не менее важных моментов, но здесь рассмотрение их будет опущено и для начального понимания сути физической природы, достаточно будет и этих данных.

    Для описания свойств твёрдых тел используется зонная теория. Суть теории заключается в том, что внутри материала существуют электроны, которые могут учувствовать в образование электрического тока, остальные же принадлежат атомам. Если подавать на материал энергию (свет, тепло, электрическое поле), то можно «отрывать» электроны от атома для того, чтобы они проводили ток. Есть материалы, где это легко сделать, а есть где сложно. «Золотую середину» занимает класс материалов — полупроводники. В действительности все свойства веществ описываются квантовой физикой.

    Шаг 4. Полупроводники

    Чем же так особенны полупроводниковые материалы, что они совершили революционный переворот в технике? Весь секрет кроется именно в достаточно узкой запрещённой зоне. Давая электронам какую-нибудь энергию, можно регулировать проводимость материала. Это может быть
    электрическое поле, свет (электромагнитные волны), температура и т.д. Это и объясняет колоссально широкое применение полупроводниковых приборов.

    Для более детального рассмотрения следует ввести некоторые термины, используемые в теории. В первую очередь «дырки». Дело вот в чём. Если из валентной зоны «улетит» электрон, то там останется свободное место. На это место может «прилететь» другой электрон. Т.к. электрон имеет отрицательный электрический заряд, то «улетая» от атома, он уносит собой этот кусочек общего заряда атома и атом становится чуть-чуть положительней. Конечно рассуждения грубы, но это наводит на мысль о том, что можно представить, что на месте электрона образовалась дырка, которая «несёт» положительный заряд. Это настолько удачная мысль, что в теории полупроводников эти «дырки» называют даже частицами. Хотя на самом деле это никакая не частица, а просто вот такой трюк. Этот трюк удобен для теории, поэтому останавливаться подробно не будем на этом, но терминологию такую использовать будем. Также «дырки» и электроны в теории полупроводников называют p и n частицами от positive и negativе соответственно.

    Теперь уже с новой терминологией можно говорить, что когда подаётся на полупроводник энергия, которой хватает для «перескока» электрона, то образуется пара p и n. При температуре больше 0 Кельвина (это в человеческих единицах -273 по Цельсию) всегда есть какое-то количество энергии, которое подаётся на полупроводник из-за температуры. Поэтому если взять какой-нибудь кусок полупроводника, то можно с полной уверенностью говорить, что в нём постоянно генерируются и исчезают (рекомбинируют) пары p и n частиц. Этот процесс идёт постоянно и в таком материале есть всегда какое-то количество электронов и дырок, которые уже создались, но не успели ещё рекомбинировать. Их количество одинаковое, раз они образуются парами. Но этого мало. Для того, чтобы полупроводники применять в практических целях, создают специальные материалы с заведомо установленными параметрами. В данном случае вносят в чистый полупроводник какое-нибудь дополнительное вещество, которое увеличивает или количество электронов или «дырок». Такие полупроводники называют примесными (потому что в них примешали что-то). Одни называют полупроводниками n-типа, другие p-типа. Физические тонкости трогать не будем, об этом можно почитать в дополнительной литературе.

    Раз в полупроводниках существует два типа частиц с зарядом, способных упорядоченно двигаться, то существует в полупроводниках два типа тока: электронный и дырочный. Кроме того, двигаться частицы эти могут либо из-за электрического поля, либо из-за диффузии. Соответственно токи ещё могут быть или диффузионными или дрейфовыми.

    Наиболее популярными полупроводниковыми материалами на данный момент являются кремний, германий и соединение арсенид галлия.

    Сложной и самой важной конструкцией в полупроводниковых приложениях является контакт полупроводников p-типа и n-типа, так называемый pn-переход.

    Полупроводниковые материалы обладают относительно узкой запрещённой зоной, что делает их гибкими в электрических применениях. В терминологии теории применяется понятие «дырка», которая интерпретируется как частица и может создавать электрической ток. «Дырка» является свободным местом под электрон и «имеет» положительный заряд. В чистом полупроводнике равное количество электронов и «дырок». Для технических применений создают специальные материалы с большим количеством или «дырок» (p-тип) или электронов (n-тип).

    Шаг 5. PN-переход

    Если взять два полупроводниковых материала и соединить их так, как показано на рисунке ниже, то можно получить pn-переход. На самом деле так не делают, потому что невозможно получить общую кристаллическую решётку просто приложив два материала, но для общих представлений достаточно и такой модели.

    Напомню, что в чистый полупроводник добавили примесь, благодаря которой, материал стал обладать повышенной концентрацией зарядов, в одном случае «дырок», в другом — электронов.

    Как только два материала «соединили», образовав единый кусок вещества, возникает явление диффузии, которое стремится уровнять концентрации частиц по всему объёму. Самое интересное здесь будет происходить на границе, где рекомбинируют (уничтожаются) электроны и «дырки». В конечном счёте около границы двух материалов возникнет тонкий слой без «дырок» и электронов, т.е. весь заряд скомпенсировался. Однако, примеси, которые были добавлены в материалы, здесь вносят свой вклад. Эти примеси представляют собой ионы (атомы), которые имеют также какой-то заряд. Этот слой показан на рисунке.

    Тот факт, что имеются заряженные ионы, и предотвращает дальнейший рост слоя рекомбинированных пар электронов и «дырок». Дело в том, что между двумя противоположно заряженными областями образуется электрическое поле, напряжённость которого направлена от положительной области к отрицательной. В итоге возникает равновесие в материале: при определённой толщине слоя, поле будет на столько сильным, чтобы отправлять обратно заряженные частицы (p и n), которые будут стремиться перетекать под действие диффузии в другую область. Противоборство электрического поля и диффузии и образуют pn-переход. На рисунке ниже это представлено более наглядно.

    На рисунке квадратиками обозначены ионы, а кружочками частицы (p и n). Следует отметить, что если проводник n-типа — это ещё не значит что там только электроны, там также есть и дырки, но их очень мало. Это видно по диаграмме, которая нарисована на листочке. Можно догадаться, что для тех частиц, которых мало в той или иной области поле будет их ускорять, т.е. пропускать. Это так называемый ток неосновных носителей заряда. Если pn-переход никак не трогать, то данные токи равны и соответственно общий ток равен нулю.

    Самые интересные свойства pn-перехода проявляются если на него воздействовать какой-нибудь энергией, например, электрической.

      Ситуация №1. На концы куска материала, где присутствует pn-переход, подключены провода, которые создают разность потенциалов, в результате чего можно говорить о том, что внешним источником энергии создаётся некоторое поле с напряжённостью E. Его обычно так и называют — внешним полем. Конструкция показана на рисунке ниже.

    В области контакта отсутствуют основные носители заряда, т.к. они все рекомбинировали. Соответственно это можно интерпретировать, как участок с большим сопротивлением. По крайней мере большим, чем остальной объём полупроводника. Также в виду того, что там присутствует поле, можно говорить, что имеется некоторая разность потенциалов, которую обычно называют контактной. Также говорят, что эта разность потенциалов формирует потенциальный барьер. Углубляться в этот вопрос не будем. Однако с этим связаны не менее интересные вещи, к примеру, именно этот потенциальный барьер определяет то, какое напряжение будет на переходе, если рассматривать pn-переход включённым в некоторую электрическую цепь. Вообще величина данного барьера зависит от типа материала. Поэтому различные полупроводниковые приборы, сделанные из разных материалов, отличаются рядом параметров, в том числе и падающим напряжением на переходе.

    Можно заметить, что внешнее поле и то, что имеется внутри соединения, имеют разные направления. В связи с этим, внешнее поле перекроет внутреннее и оно не будет оказывать влияния на материал. Это приведёт к тому, что переход выйдет из равновесия. Соответственно диффузионный ток уже сдерживаться не будет, а дрейфовый (неосновных носителей заряда) наоборот — будет подавляться. Таким образом, видно, что подключение вот по такой схеме, как на рисунке, приводит к появлению тока внутри полупроводника, причём ток направлен от p области к n области. Данную ситуацию называют «прямое смещение» pn-перехода.

    Ситуация №2. Та же самая конструкция, но потенциалы на концах материала поменялись местами. Такая ситуация тоже интересна. Конструкция показана на рисунке ниже.

    В этом случае внешнее поле направлено в одну сторону с внутренним, что, конечно же, приводит к повышению дрейфового тока неосновных носителей заряда, т.к. неосновных носителей мало, то величина такого тока мала. Данную ситуацию называют «обратное смещение» pn-перехода.
    Ситуация №3. Та же самая конструкция, но теперь провода не будут подключены к источнику энергии, они будут просто соединены между собой. Внешним источником энергии будет выступать излучение, например свет. Конструкция показана на рисунке ниже.

    То как свет действует на материал — это тематика отдельного разговора и понятно рассказать без использования квантовой электродинамики сложно. Поэтому будем просто считать, что в тот момент, когда свет попадает на pn-переход, там образуются пары электрон-«дырка». Т.к. присутствует внутреннее поле, то это поле «выкидывает» частицы подальше друг от друга так, что они не успевают уничтожиться. Если посмотреть на провод, который соединяет p и n части конструкции, то там будет течь некоторый ток. Нужно отметить, что не всякое излучение может создавать такие пары частиц, т.е. нужен «определённый» свет. Эта определённость заключается в длине волны или частоте излучения. Проще говоря, если посветить на один и тот же pn-переход синим фонариком, а затем красным, то не факт, что он будет в том и другом случае создавать ток в проводе. На этом принципе работают солнечные панели. Более эффективно такая система будет работать, если совместить её с обратным включением pn-перехода, тогда можно с помощью света управлять уже значительным током во внешней цепи.
    Ситуация №4. Конструкция аналогична первой ситуации.

    Дело в том, что энергия, о которой постоянно идёт речь и которая очень важна для физики, обладает таким свойством, что она ниоткуда не берётся и никуда не уходит, она лишь способна менять свою форму. Когда электрон с дыркой рекомбинируют, а это, если вспомнить про зонную теорию, значит, что электрон встал на своём место в валентной зоне, т.е. уменьшил свою энергию. Данная энергия никуда не исчезает, а лишь трансформируется. Можно сделать такие конструкции, что эта энергия будет излучаться в виде света. Тогда можно использовать pn-переход в качестве излучателя. От типа примеси значительно зависит частота (длина волны) излучения. Другими словами, подмешивая разные примеси в полупроводник, можно управлять цветом его излучения. Существуют также более сложные конструкции с несколькими pn-переходами. Какой из них будет светить — зависит от тока. Так можно делать излучатель на несколько цветов.

    В инженерной и научной практике обычно, для наглядности отображения свойств каких-нибудь сложных физических структур, используют специальные диаграммы зависимостей различных величин от других. В электротехнике часто это бывают зависимости тока и напряжения друг от друга. Для pn-перехода, где определяющим является ток, протекающий через переход, очень удобны зависимости тока от напряжения. Такая зависимость приведена на рисунке ниже. Её также называют вольт-амперной характеристикой или сокращённо ВАХ.

    Знание ВАХ позволяет не держать в голове все физические процессы в материале, а опираясь на такие зависимости проектировать устройства. На рисунке эта зависимость нарисована оранжевым фломастером. Можно заметить, что если увеличивать напряжение в обратном смещение, то после некоторого значения резко растёт ток. Физически это своеобразное поведение электронов, похожее на лавину. Говорят, что происходит лавинный пробой. Обычно после такого pn-переход своими свойствами больше не походит на pn-переход. Подробно не будем рассматривать эту тему. Отметим, лишь, что иногда, но в меру лавинный пробой бывает полезным.

    Ещё одной особенностью pn-перехода является то, что тот обеднённый слой на месте контакта двух проводников, который создаёт внутреннее поле, очень похож на конденсатор. Поэтому говорят, что внутри перехода имеет ёмкость. Её именуют барьерной, чтобы подчеркнуть способ её образования. Также существует ещё одна ёмкость, которая наблюдается при прямом включение перехода и она объясняется динамическими процессами в полупроводниках. Её называют диффузионной. Подробно касаться этого тоже не будем. Ёмкости нужно время для того, чтобы зарядится и разрядится, поэтому если возникает желание быстро менять местами напряжение на концах pn-перехода, то из одного режима в другой переход перейдёт не мгновенно. Для того, чтобы подчеркнуть, что ёмкость очень важна даже рисуют вот такие эквивалентные схемы для pn-перехода.

    Ёмкость pn-перехода также интересна для использования на практике. Дело в том, что при обратном смещении от напряжения зависит толщина обеднённого слоя, а соответственно и количество заряда, которое находится по обе стороны перехода. В таком случае можно говорить, что напряжение изменяет ёмкость перехода.

    Самой популярной конструкцией в полупроводниковой электронике является pn-переход, который представляет собой соединение двух полупроводников разного типа (p и n). Данный переход обладает уникальными свойствами, что определяет его широкое применение. Основной особенностью данного контакта можно считать пропускание электрического тока только в одну сторону. Кроме того, pn-переход может генерировать свет и реагировать на него.

    Шаг 6. Переход полупроводник-металл

    Кратко можно упомянуть ещё об одном виде контактных явлений: между металлом и полупроводником. При определённых условиях в таком контакте может появиться также потенциальный барьер. Очень часто можно встретить название — барьер Шоттки. По имени изобретателя. Для наглядности посмотрим как это происходит, если соединить металл с полупроводником n-типа. Рассуждения для полупроводника p-типа похожи.

    При таком контакте основные носители заряда (электроны) из полупроводника будут перетекать в металл. Что приведёт к схожей ситуации с pn-переходом. Возникнет область с полем, которое будет тормозить дальнейшее увеличение объёма необогащённого слоя. Процессы внутри материала отличаются, конечно, от pn-перехода, но в некоторой степени схожи. ВАХ имеет похожую структуру.

    Основным отличием от pn-перехода является то, что данный переход является более быстрым в виду того, что за ток отвечают только электроны (подвижность электронов выше, чем у «дырок»). Также ёмкость перехода намного меньше. Также следует отметить, что на переходе падает меньше напряжение, чем при контакте двух полупроводников.

    Помимо pn-перехода существуют другие типы соединений. Интересным с практической точки зрения является контакт металл-полупроводник, который обладает схожими свойствами с pn-переходом.

    Шаг 7. Диод

    Простейшим среди полупроводниковых устройств является диод. Название такое от того, что у него два вывода (вход и выход). В основе всех диодов лежат свойства pn-перехода, обыгрывая какой-нибудь из параметров, получаются разные диоды. Простейший диод, на основе pn-перехода выглядит и обозначается вот так:

    Ниже приведено краткое описание других типов диодов. Диоды Шоттки основаны на использовании барьера Шоттки; варикапы используют ёмкостные эффекты pn-перехода; стабилитроны используют особенности обратной ветки ВАХ диода (показано на рисунке) для стабилизации напряжения; туннельные диоды используются при проектировании генераторов; фотодиоды и светодиоды применяются для детектирования и излучения света (возможна модификации для излучения когерентного света — лазеры).

    Также существует класс устройств с тремя выводами, но по функциональности они ближе к диодам. Это так называемые тиристоры. Они часто применяются для электрических приложений с большими мощностями. В каком-то отдалённом смысле принцип работы можно сравнить с ещё одним сложным устройством, но более популярным — транзистором. В тиристорах также один pn-переход управляет другим. Более подробно можно почитать о тиристорах, динисторах и других устройствах из этого класса в дополнительной литературе. Кроме всего прочего, существует большое разнообразие других видов, таких как лавинные фотодиоды (очень чувствительные, используются в экспериментах с квантовыми компьютерами и криптографией), pin-диоды, оптроны, импульсные диоды и т.д.

    Широкое разнообразие разновидностей диодов говорит об очень больших областях применения. Более популярными (с академической позиции) являются использование диодов для выпрямления сигнала (из переменного в постоянный), для стабилизации напряжения, для подстройки частоты (через изменение ёмкости) колебательного контуры. И многое другое. Необходимо отметить, что полупроводниковая электроника развивается большими темпами и сейчас диод именно как чистый pn-переход внедрён повсеместно. Подробности будут сказаны ниже.

    Полупроводниковый диод является простейшим конечным устройством, использующим pn-переход. Существуют различные модификации диодов, которые используют те или иные параметры pn-перехода. Полупроводниковые диоды очень широко распространены.

    Шаг 8. Транзистор

    Не менее популярными и значимыми устройствами в классе полупроводниковых приборов являются транзисторы. Это устройства обычно с тремя выводами, которые можно разделить на два больших класса: биполярные и полевые.

    Полевой транзистор представляет собой некоторую полупроводниковую структуру, в которой имеется чётко выраженная область либо p, либо n-типа. Такую область называют каналом. Данный канал имеет какую-то определённую проводимость (сопротивление). Суть работы полевого транзистора состоит в том, что дополнительные полупроводниковые конструкции в виде pn-переходов в нём позволяют управлять проводимостью (сопротивлением) этого канала. Другими словами, полевой транзистор — это переменное сопротивление, которое полезно использовать в различных схемах. Само слово транзистор, в принципе, расшифровывается как переменное сопротивление. На рисунке ниже показана структура типичного полевого транзистора.

    Как видно канал имеет два вывода, обладающие особой терминологией: исток и сток. Эти выводы подключают к участку цепи, где нужно переменное сопротивление. Третий вывод транзистора являет управляющим. На него подаётся сигнал, который изменяет проводимость (сопротивление) канала. Этот вывод именуют затвором. Существуют различные способы организации данного эффекта управления, по которым полевые транзисторы ещё делятся на несколько подклассов.

    На рисунке выше изображён полевой транзистор с управляющим pn-переходом. Принцип его работы основан на рассмотренных выше свойствах pn-перехода. В данном случае pn-переход включают в обратном направлении и под действие внешнего электрического поля переход либо увеличивается (в размере) или уменьшается. Таким образом, регулируется площадь канала. Чем меньше площадь (поперечного сечения) материала, по которому течёт ток, тем меньше его сила (при прочих равных условиях). Дальнейшие тонкости рассматривать не будем. Имеет место аналогия с вентилями на трубах, работа которых аналогична. Как уже выше отмечалось, удобно перейти к различным зависимостям, которые будут отражать суть эффекта для технической реализации. На картинке представлены такие зависимости для изображённого транзистора. Это два совмещённых графика: выходная характеристика (правый) и характеристика прямой передачи (левый). Через pn-переход в обратном включении течёт маленький ток, поэтому неудобно говорить об управляющем токе. В основном рассматривают управляющее напряжение, поэтому на характеристике прямой передачи (зависимости выходного тока) рассматривается зависимость от напряжения. Видно, что с увеличением напряжения, уменьшается выходной ток (растёт переход и перекрывается канал). На правом графике приведено несколько зависимостей. Они отличаются друг от друга только входным напряжением. По данному графику тоже хорошо видно, что чем больше сопротивление, тем меньше ток на выходе.

    На следующем рисунке представлен другой подкласс полевых транзисторов — транзисторы с изолированным затвором. По их структуре их ещё называют МДП (метал-диэлектрик-полупроводник), чтобы подчеркнуть изолированность металлического затвора диэлектриком от полупроводникового канала. Также встречается название МОП (вместо слово диэлектрик подставляют более конкретно — оксид). Изоляция тут нужна для того, чтобы не создавать сложных контактных структур, потому, что нужно только электрическое поле, которое и создаётся затвором (между затвором и другим контактом-подложкой, как в конденсаторе).

    На рисунке схематично изображена конструкция такого полевого транзистора. Когда на затвор подают потенциал больше, чем на подложке, то напряжённость поля будет направлена в сторону подложки и все те немногочисленные электроны, что есть в p-полупроводнике будут «примагничиваться» к затвору. Через некоторое время образуется тонкий слой электронов, который создаёт «мостик» между стоком и истоком и выступает в качестве канала. Говорят, что канал индуцировался (образовался). Поэтому такие транзисторы называют «с индуцированным каналом». Существует также немного другая модификация, когда принцип тот же самый, но изначально делают очень тонкий канал, для того, чтобы можно было что-нибудь проводить и без подачи потенциала на затвор. Такой полевой транзистор называют со встроенным каналом.

    Как можно заметить, сила тока варьируется от двух параметров: от площади поперечного сечения проводника и от количества зарядов, «протекающих» через это сечение. Полевые транзисторы для управления током используют оба эти параметра, регулируя в одном случае концентрацию зарядов (изолированный затвор), а в другом случае площадь поперечного сечения (управляющий pn-переход).

    Другим классом транзисторов, являются биполярные транзисторы, которые в отличии от полевых (поле), состоят из двух pn-переходов и управление током через один переход производится с помощью другого. На рисунке показано обозначение биполярных транзисторов и их принцип работы.

    Можно выделить основные части биполярного транзистора: база, эмиттер и коллектор. На рисунке они изображены одинакового размера, хотя на самом деле базу стараются сделать уже. Дальше будет понятно почему.

    Если подключить провода к двум концам такого транзистора (эмиттеру и коллектору) и подать напряжение, то через него не будет течь ток вообще ни в каком направлении. Это объясняется структурой. Можно заметить, что в любом случае какой-нибудь из pn-переходов будет в обратном смещении. Однако, если на базовый контакт подать соответствующее напряжение, то можно заметить увеличение тока. Секрет кроется в том, что при подаче напряжения, например как на рисунке, один переход будет в прямом смещении, в другой в обратном. Прямое смещение первого перехода создаёт хороший поток «дырок» из эмиттера в базу, где они, конечно же, рекомбинируют с огромным количеством электронов. Если величина тока достаточная, то часть «дырок» не будет успевать рекомбинировать и их количество будет накапливаться. По действием диффузии они потекут к коллекторному переходу, а там уже переход в обратном смещении, который для неосновных носителей является ускоряющим, т.е. поле перехода «выкинет» «подлетевшую» к нему «дырку», что и создаёт ток коллектора. Заметим, что «дырок» в этом случае в n-полупроводнике больше, чем обычно, поэтому будет течь существенный ток. такой режим работы биполярного транзистора называют активным (один переход открыт, другой закрыт). Также существуют и другие режимы, в зависимости от направления смещения pn-переходов. Особенности эти трогать не будем, о них можно почитать в дополнительной литературе.

    Для биполярных транзисторов также используют описание с помощью всевозможных характеристик, обычно это входные (входной ток) и выходные (выходной ток). На рисунке ниже представлены наиболее популярные способы использования биполярных транзисторов и их характеристики.

    Дело в том, что и полевые и биполярные транзисторы можно подключать к электрической цепи по-разному, основное отличие состоит в том, куда подавать управляющий сигнал (по правде немного по-другому: какой выход будет общим для управляющей цепи и для управляемой). Для полевых транзисторов данное описание было опущено, а вот для биполярных в виду существенной разницы приведено для двух более популярных случаев (бывает ещё с общим коллектором).

    Для того, чтобы не запутаться где рисовать и какие стрелки на обозначениях транзисторов, запомните, что стрелка как у компаса указывает на N (n-тип полупроводника).

    Это актуально и для биполярных и для полевых транзисторов (там бывает канал разного типа). У одних она всегда рисуется на эмиттере, у других на затворе.

    В радиотехнике существует много разных подходов для описания устройств и их параметров. Один из них — это представление устройства в виде чёрного ящика с несколькими выводами. Каждый вывод соответствует физическому выводу устройства. Такой подход позволяет также абстрагироваться от физики и использовать лишь непосредственно свойства устройства. Для транзисторов типична схема включения, когда один из её выводов является общим для управляющей и для управляемой цепи. В итоге получается, что транзистор как бы имеет 4 вывода. В этом случае называют чёрный ящик четырёхполюсником. Между входом и выходом устройства есть очевидно связь и эту связь можно описать разными коэффициентами, которые называют параметрами. Для транзисторов наибольший интерес представляют h-параметры (H-параметры). Значения их приведено на рисунке ниже.

    Среди них наиболее интересный это h21 параметр, который часто можно встретить в документации на транзисторы, что он значит будет сказано ниже.

    Вопросы работы с транзисторами достаточно сложны, как и с любыми полупроводниковыми устройствами, поскольку включают в себя также различные зависимости от температуры, от частоты сигнала, различные шумы и т.д. Касаться всего этого не будем, ниже лишь немного рассмотрим два наверно наиболее популярных применения транзисторов, в качестве усилителей сигналов и в качестве ключей.

    Самым интересным устройством среди полупроводниковых приборов является транзистор. Транзисторы позволяют реализовывать различные цифровые и аналоговые устройства. Различают два класса: биполярные (ток) и полевые (поле) транзисторы.

    Шаг 9. Транзистор-усилитель

    Когда говорят об усилительных свойствах какого-нибудь устройства, обычно рисуют графики, как на рисунке ниже. На графиках показывается как меняется выходной сигнал в зависимости от входного.

    Взглянув на рисунок, можно заметить схему, это самая простая схема включения транзистора (в данном случае биполярного), которая позволяет ему усиливать сигнал. Самое сложное тут, это «передвинуть» входной сигнал так (по входной характеристике), чтобы он начал усиливаться, да ещё и без искажений. Для этого, нужно, чтобы «центр» сигнала был в такой точке, от которой по обе стороны одинаково меняется кривая. Это нужно, чтобы не было искажений. Такую точку называют рабочей. Для этого на схеме есть специальный резистор, который к входному сигналу даёт постоянное смещение. По графикам можно проследить, что сигнал усилился. Видно, что усиление происходит по току, ну и как следствие по напряжению тоже. Поэтому для характеристики усилительных свойств транзисторов вводят специальные коэффициенты, которые показывают во сколько раз выходной ток, напряжение или мощность больше входного. Параметр h21, о котором говорилось выше, является приблизительно равным коэффициенту усиления по току. На этом следует остановиться, ибо вопросы, касаемые усилителей и усилительных каскадов сложны и являются вообще отдельной веткой электроники. Поэтому об этом или говорить всё или лучше ничего или почти ничего, здесь рассмотрены лишь основы. Вершиной совершенства полупроводниковых усилителей являются специальные каскады, которые называются операционные усилители, которые сейчас представляют целое полупроводниковое аналоговое устройство с наисложнейшей архитектурой

    В аналоговой электроники самое популярное применение транзисторов — это усилительные каскады. Усиление происходит за счёт особенностей работы транзистора. Для того, чтобы сигнал усиливался без искажений нужно правильно подбирать напряжение смещения.

    Шаг 10. Транзистор-ключ

    Другим направлением развития применения транзисторов, которое стало также очень популярным и положило начало всей современной цифровой электронике, является применение транзисторов в качестве ключей. Ключом называют обычный переключатель между двумя состояниями. На рисунке представлен пример такого обычного переключателя.

    Для того, чтобы сделать из транзистора ключ, необходимо также выбрать два состояния транзистора, между которыми производить переключение. Обычно это когда транзистор проводит большой ток и когда маленький, говорят транзистор «открыт» или «закрыт». С позиции цифровых применений, это соответствует «1» и «0». Проектирование цифровых ключей тоже имеет много подводных камней и схемы во много раз сложнее тех, что изображены на рисунке, но основа та же. Дело в том, что для ключей критическим является скорость переключения, а также различимость двух состояний. Поэтому требуются расчёты и модернизации, чтобы оптимальным образом работать с характеристиками транзистора.

    Основная идея заключается в том, что имеется некоторая электрическая цепь с одним постоянным сопротивлением и одним переменным, в качестве которого выступает транзистор. Если сопротивление транзистора намного больше постоянного сопротивления, то всё напряжение падает на нём, а на резисторе оставшееся. Если же, у транзистора на много меньше сопротивление постоянного, то ситуация противоположная. Суммарно напряжение на транзисторе и постоянном сопротивление всегда равно напряжению питания. Это закон, который ещё называют законом Кирхгофа №2. Отсюда становится понятна идея, что при подаче сигнала (тока, напряжения) на вход транзистора, он открывается и всё падает на постоянном сопротивлении, если убрать сигнал, то он «закрыт» и всё падает на транзисторе. Если мерить напряжение на транзисторе, то зависимость между входом и выходом будет похожа на логическую операцию инверсия: когда на входе «1», на выходе «0» и т.д.

    Большую популярность сейчас имеют схемы, на подобие той что приведена в правом верхнем углу рисунка. Это так называемая комплементарная пара. Тут всё просто: подавая один и тот же сигнал на транзисторы с разным типом канала, всегда будет открыт только один из транзисторов. Это позволяет уменьшить энергетическое потребление схемы.

    Цифровые транзисторные ключи позволяют создавать сложные логические схемы, которые уже способны производить наисложнейшие вычисления.

    В цифровой электроники самое популярное применение транзисторов — это ключи. Транзисторы переключаются между двумя состояниями, за счёт чего и проявляется эффект «ключа». Реальные ключи являются сложными каскадами с дополнительными элементами для улучшения параметров. На транзисторных ключах формируются логические элементы.

    Шаг 11. Логические элементы

    Рассмотренные в предыдущем разделе транзисторные ключи в первую очередь нашли своё применение в цифровой электроники. Можно даже говорить, что они её сформировали. При помощи только одного ключа можно сформировать все нужные конструкции, чтобы рассчитывать логические функции. В математике доказывается, что для это не нужно реализовывать все возможные функции, достаточно того, чтобы можно было сделать только несколько основных (базис), через которые уже можно выразить все остальные. Например, это может быть операция инверсии и конъюнкция (2И-Не), а может быть исключающее или и инверсия. Простой ключ уже сам по себе реализует инверсию. А конструкции, которые показаны ниже на рисунке, позволяют реализовать операцию 2И-Не (такой каскад называют вентиль).

    На картинке изображены две схемы, одна для биполярного транзистора, другая для полевого, причём полевой транзистор использует комплементарные пары. Существует огромное количество различных модификаций данных типов соединений. Но эти являются самыми основными. Причём КМДП логика на данный момент является самой популярной, правда, не в чистом виде. Все технологические новинки являются коммерческой тайной производителей электроники.

    Рассмотрим для примера работу ТТЛ (транзистор-транзисторная логика). Тот интересный транзистор, который расположен на входе, на самом деле не является конкретным устройством, это всё реализуется интегральными методами, но об этом позже. Пусть, к примеру, напряжение питания 5 вольт, а на входах A и B сигналы «0», т.е. примерно 0.1 вольт. Это говорит о том, что эмиттерные переходы смещены в прямом направлении. Если устройство делается из кремния, то на таком переходе будет примерно 0.7 вольт (это факт, связанный с потенциальным барьером). Тогда, опираясь на закон Кирхгофа №2, можно говорить, что между базой входного транзистора и землёй, которая у выходного транзистора падает примерно около 0.8 вольт. Точность тут не важна, главное понимать, что этого мало, поскольку для того, чтобы по этой цепи протекал электрический ток, нужно как минимум 0.7 + 0.7, поскольку в цепи два pn-перехода (один коллекторный — от первого транзистора, второй эмиттерный — от второго). Тогда транзистор на выходе закрыт, и на выходе ключа «1». Ситуация, когда A и B «1» и «0» (или «0» и «1») ничего не меняет, поскольку разные потенциалы на входе будут замыкаться, и pn-переход также будет в прямом смещении. Однако, если подать на вход «1» и «1» т.е. по 5 вольт, тогда между базой и эмиттерами переходы будут в обратном смещении. Т.е. на них будут маленькие напряжения, что говорит о том, что на базе почти 5 вольт. Тут тоже точность не нужна. Важно то, что этого напряжения уже достаточно и спокойно открываются оба pn-перехода. Это приводит к тому, что начинает течь ток и открывается выходной транзистор, на выходе которого «0». Вот такая зависимость между A, B и Y называется 2И-Не, поскольку это операция логическое умножение и затем инверсия.

    Также очень интересной является И2Л (интегрально-инжекционная логика), которая тут не представлена на картинке, т.к. не очень популярна, однако в СССР были значительные успехи в её применении. Уникальность её заключается в сверхмалой потребляемой мощности (можно работать с напряжениями до 1 вольта), устойчивости к шуму и очень компактные размеры (связано с планарной технологией). О принципах её работы также здесь не будет сказано, поскольку говорить нужно о многом.

    Транзисторные ключи позволяют формировать универсальные логические каскады — вентили, которые могут формировать путём каскадных соединений более сложные логические функции. Все современные цифровые устройства состоят из такого рода вентилей. Сейчас при проектировании микросхем (о них в следующем разделе) редко пользуются транзисторным масштабом, всё сводится к описанию соединений между уже готовыми логическими модулями (часто для это применяют языки HDL).

    Шаг 12. Где в процессоре транзисторы?

    Яркими представителями современных полупроводниковых устройств являются процессоры и иные микросхемы. Все эти устройства построены на pn-переходах. Миллионы транзисторов образуют ключи, которые в свою очередь образуют логические элементы, реализующие разнообразные операции: сложение, вычитание, умножение, деление и т.д. О том, как на элементе 2И-Не всё это можно реализовать следует почитать в дополнительной литературе по алгебре логики.

    Современные сложные машины могут «засунуть» такое огромное количество транзисторов в такие маленькие размеры при помощи так называемой планарной технологии. Суть её состоит в том, что берётся чистый кусок полупроводника (тонкая пластинка) и на него наслаивают различные уровни примесей через специальную маску, чтобы разместить примесь в нужном месте. И так поочерёдно образовывая сложные соединения. Это действительно высокие технологии, которые не стоят на месте. Конечно, сейчас операции намного сложнее, чем тут описано, однако принцип остаётся тем же. Более подробно о производстве полупроводниковых микросхем можно почитать в литературе, а также посмотреть интересные статьи от компании Intel.

    В данной статье сжато (где это возможно) рассказано об очень важной области электроники. Рассмотренные темы действительно можно считать наиболее ключевыми для общего понимания принципов функционирования полупроводниковых устройств. Найти ответы на появившиеся вопросы поможет список книг и статей ниже. Безусловно отрасль полупроводниковой электроники ещё долгое время будет задавать темп научно-технического развития общества. Недаром процессоры, как представители этого направления, включили в тренды технологий 2012 года по версии EE Times.

    Шаг 13. Почитать

    1. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела.
    2. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля.
    3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Электричество и магнетизм.
    4. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Физика сплошных сред.
    5. Paul Horowitz and Winfield Hill. The Art of Electronics.
    6. Peter Y. Yu, Manuel Cardona. Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties.
    7. Li, Sheng S. Semiconductor Physical Electronics.
    8. С.А. Гаврилов. Полупроводниковые схемы. Секреты разработчика.
    9. Толмачёв В. В., Скрипник Ф. В. Физические основы электроники.
    10. Диоды. For dummies (AveNat).
    11. Биполярные транзисторы. For dummies (AveNat).
    12. Полевые транзисторы. For dummies (AveNat).
    13. Полупроводниковые приборы — диод (IIIa66uMEM6eP).
    14. p-n переход (Dooez).
    15. Простейшие логические цепи. Часть 1 и Часть 2 (appplemac).
    16. Вскрытие Pentium III, фотографии под микроскопом (alizar).
    17. Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT (Tiberius).

    Похожие статьи:

    • Заземление гру Заземление гру п. 2.2.19 ПБ 12-529-03: 2.2.19. Надземные газопроводы при пересечении высоковольтных линий электропередачи, должны иметь защитные устройства, предотвращающее падение на газопровод электропроводов в случае их обрыва. […]
    • Емкость провода формула 1.Электроёмкость уединенного проводника Определение: Электроемкостью уединенного проводника называется мера его способности удерживать электрический заряд. Емкость проводника не зависит ни от заряда, ни от потенциала. Она зависит от […]
    • Линия для производства провода Линия для производства провода Линия для производства проводов с пластмассовой изоляцией . инд.591.465 Линия состоит из: · Пресс червячный ЧП 32х25 · Ванна охлаждения I · Ванна охлаждения II (2 штуки) · Компенсатор (2 штуки) Диаметр […]
    • Реле переменного тока 220 в Реле МК2Р (АС 220 В) Реле МК2Р (АС 220 В) предназначено для защиты от перегрузок сети и коротких замыканий в жилых и промышленных помещениях. Область применения Реле переменного тока широко используется для контроля работы двигателя, […]
    • Диаметр провода алюминиевого Диаметр провода алюминиевого 37. ЗАМЕНА МЕДНЫХ ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ АЛЮМИНИЕВЫМИ Электрическое сопротивление алюминия в 1,63 раза больше, чем меди. При замене медного провода алюминиевым того же сечения номинальный ток должен быть снижен […]
    • Определение единицы измерения тока В помощь изучающему электронику Формулы, вычисления, . - Единицы измерения - Данный справочник собран из разных источников. Но на его создание подтолкнула небольшая книжка "Массовой радиобиблиотеки" изданная в 1964 году, как перевод книги […]
    Смотрите так же:  Электрокотлы 220 вольт цены