Clasificarea și denumirea dispozitivelor semiconductoare. Clasificarea și desemnarea dispozitivelor semiconductoare Completată de: Teplikov I. Senyukov E. Prezentare despre utilizarea dispozitivelor în electronică

Senzori de temperatură fără contact (pirometre)

Ele sunt utilizate acolo unde accesul la piesele care sunt măsurate este dificil și acolo unde sunt necesare mobilitate și inerție redusă a măsurătorilor. În plus, senzorii de temperatură fără contact sunt indispensabili acolo unde este necesar să se măsoare temperaturi ridicate - de la 1500 la 3000 C.

Radiația infraroșie cu o lungime de undă de 3 – 14 µm de la obiectul măsurat lovește elementul sensibil senzor fără contact temperatura și este convertit într-un semnal electric, care este apoi amplificat, normalizat și, în modele noi de senzori, digitizat pentru transmisie prin rețea.

Principalele domenii de aplicare ale pirometrelor de înaltă temperatură S-700.1 STANDARD:

Metalurgie: Măsurarea temperaturii metalelor feroase topite, pieselor în timpul prelucrării termice și mecanice.

Industria sticlei: Reglarea mașinilor de formare a sticlei, controlul condițiilor de temperatură a cuptoarelor de topire a sticlei.

Industria construcțiilor: Controlul temperaturii în timpul procesului de fabricație a materialelor de construcție (ciment, cărămidă, amestecuri de construcție etc.).

IMAGENE TERMICE

termocupluri

Termocuplurile sunt două fire din metale diferite sudate împreună la un capăt.

Efectul termoelectric a fost descoperit de fizicianul german Seebeck în prima jumătate a secolului al XIX-lea. Dacă conectați doi conductori din metale diferite în așa fel încât să se formeze circuit închis si mentine punctele de contact ale conductorilor cand temperaturi diferite, atunci lanțul va curge D.C.. Au fost selectate experimental perechi de metale care sunt cele mai potrivite pentru măsurarea temperaturii, având sensibilitate ridicată, stabilitate temporară și rezistență la mediul extern. Acestea sunt, de exemplu, perechile de metal cromel-allumel, cupru-constantan, fier-constantan, platină-platină/rodiu, reniu-tungsten. Fiecare tip este potrivit pentru rezolvarea propriilor probleme. Termocuplurile crom-alumel (tip K) au sensibilitate și stabilitate ridicate și funcționează la temperaturi de până la 1300 C într-o atmosferă oxidantă sau neutră. Acesta este unul dintre cele mai comune tipuri de termocupluri. Un termocuplu fier-constantan (tip J) funcționează în vid, atmosferă reducătoare sau inertă la temperaturi de până la 500 C. La temperaturi ridicate de până la 1500 C, termocuplurile platină-platină/rodiu (tip S sau R) în carcase de protecție ceramică sunt folosit. Măsoară perfect temperatura în medii oxidante, neutre și în vid.

Termometre de rezistență

Acestea sunt rezistențe din platină, cupru sau nichel. Acestea pot fi rezistențe bobinate sau stratul de metal poate fi pulverizat pe un substrat izolator, de obicei ceramică sau sticlă. Platina este folosită cel mai adesea în termometrele de rezistență datorită stabilității sale ridicate și a rezistenței liniare care se modifică cu temperatura. Cuprul este folosit în principal pentru măsurarea temperaturilor scăzute, iar nichelul în senzorii ieftini pentru măsurarea în intervalul de temperatură a camerei. Pentru a le proteja de mediul extern, termometrele cu rezistență din platină sunt plasate în carcase metalice de protecție și izolate cu materiale ceramice precum oxid de aluminiu sau oxid de magneziu. Această izolație reduce, de asemenea, impactul vibrațiilor și șocurilor asupra senzorului. Cu toate acestea, împreună cu izolarea suplimentară, crește și timpul de răspuns al senzorului la schimbări bruște de temperatură. Termometrele cu rezistență din platină sunt printre cei mai precisi senzori de temperatură. În plus, sunt standardizate, ceea ce simplifică foarte mult utilizarea lor. Sunt produși standard senzori cu rezistență de 100 și 1000 ohmi. Modificarea rezistenței unor astfel de senzori cu temperatură este dată în orice cărți tematice de referință sub formă de tabele sau formule. Intervalul de măsurare al termometrelor de rezistență din platină este de -180 C +600 C. În ciuda izolației, merită să protejați termometrele de rezistență de șocuri puternice și vibrații.

Termistori.

Această clasă de senzori folosește efectul modificării rezistenței electrice a unui material sub influența temperaturii. În mod obișnuit, materialele semiconductoare, de obicei oxizi ai diferitelor metale, sunt utilizate ca termistori. Rezultatul sunt senzori cu sensibilitate ridicată. Cu toate acestea, neliniaritatea mare permite ca termistorii să fie utilizați numai într-un interval îngust de temperatură. Termistorii sunt ieftini și pot fi fabricați în pachete miniaturale, crescându-le astfel performanța. Există două tipuri de termistoare, cele care utilizează un coeficient de temperatură pozitiv - unde rezistența electrică crește odată cu creșterea temperaturii și cele care folosesc un coeficient de temperatură negativ - unde rezistența electrică scade pe măsură ce temperatura crește. Termistorii nu au o caracteristică de temperatură specifică. Depinde de model specific dispozitiv și domeniile sale de aplicare. Principalele avantaje ale termistorilor sunt acestea sensibilitate ridicată, dimensiuni și greutate reduse, făcând posibilă crearea de senzori cu un timp de răspuns scurt, ceea ce este important, de exemplu, pentru măsurarea temperaturii aerului. Desigur, costul redus este și avantajul lor, permițând încorporarea senzorilor de temperatură în diverse dispozitive. Dezavantajele includ neliniaritatea ridicată a termistorilor, care le permite să fie utilizate într-un interval de temperatură îngust. Utilizarea termistorilor este, de asemenea, limitată în domeniul de temperatură scăzută. Cantitate mare modele cu caracteristici diferite și lipsa unui standard unificat obligă producătorii de echipamente să folosească termistori ai unui singur model specific fără posibilitatea de înlocuire.

Senzori cu semiconductori temperaturile folosesc dependența rezistenței siliciului semiconductorului de temperatură. Gama de temperaturi măsurate pentru astfel de senzori este de la-50 C până la +150 C. În acest interval, senzorii de temperatură cu siliciu prezintă o bună liniaritate și precizie. Capacitatea de a produce într-o singură carcasă a unui astfel de senzor nu numai cel mai sensibil element, ci și circuitele de amplificare și procesare a semnalului, oferă senzorului o bună acuratețe și liniaritate în intervalul de temperatură. Memoria nevolatilă încorporată într-un astfel de senzor va permite ca fiecare dispozitiv să fie calibrat individual. Un mare plus este varietatea largă de tipuri de interfețe de ieșire: poate fi tensiune, curent, rezistență sau ieșire digitală, permițându-vă să conectați un astfel de senzor la o rețea de transmisie de date. Punctele slabe ale senzorilor de temperatură cu siliciu includ un interval de temperatură îngust și relativ mari ca marime comparativ cu senzori similari de alte tipuri, în special cu termocupluri. Senzorii de temperatură din siliciu sunt utilizați în principal pentru a măsura temperatura suprafeței, temperatura aerului, în special în interiorul diverselor dispozitive electronice.

Dezvoltarea și extinderea rapidă a domeniilor de aplicare a dispozitivelor electronice se datorează îmbunătățirii bazei elementului, a cărei bază este dispozitivele semiconductoare în rezistivitatea lor (ρ = 10-6 ÷ 1010 Ohm m) ocupă un intermediar. loc între conductori și dielectrici. Dezvoltarea și extinderea rapidă a domeniilor de aplicare a dispozitivelor electronice se datorează îmbunătățirii bazei elementului, a cărei bază este dispozitivele semiconductoare în rezistivitatea lor (ρ = 10-6 ÷ 1010 Ohm m) ocupă un intermediar. loc între conductori și dielectrici.

Pentru fabricarea dispozitivelor electronice se folosesc semiconductori solizi cu structură cristalină. Pentru fabricarea dispozitivelor electronice se folosesc semiconductori solizi cu structură cristalină. Dispozitivele semiconductoare sunt dispozitive a căror funcționare se bazează pe utilizarea proprietăților materialelor semiconductoare.

Diode semiconductoare Acesta este un dispozitiv semiconductor cu o joncțiune p-n și două terminale, a cărui funcționare se bazează pe proprietățile joncțiunii p-n. Principal proprietatea p-n– joncțiunea este unidirecțională – curentul circulă într-o singură direcție. Condițional denumire grafică(UGO) al diodei are forma unei săgeți, care indică direcția fluxului de curent prin dispozitiv. Din punct de vedere structural, dioda constă dintr-o joncțiune p-n închisă într-o carcasă (cu excepția celor neambalate micromodulare) și două terminale: din regiunea p - anodul, din regiunea n - catodul. Aceste. O diodă este un dispozitiv semiconductor care trece curentul într-o singură direcție - de la anod la catod. Dependența curentului prin dispozitiv de tensiunea aplicată se numește caracteristică curent-tensiune (caracteristică volt-ampere) a dispozitivului I=f(U).

Tranzistoare Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor conceput pentru a amplifica, genera și converti semnale electrice, precum și comutarea circuitelor electrice. Trăsătură distinctivă tranzistorul este capacitatea de a amplifica tensiunea și curentul - tensiunile și curenții care acționează la intrarea tranzistorului duc la apariția unor tensiuni și curenți semnificativ mai mari la ieșirea acestuia. Tranzistorul și-a primit numele de la prescurtarea a două cuvinte în limba engleză tran(sfer) (re)sistor - controlled resistor. Tranzistorul vă permite să reglați curentul din circuit de la zero la valoarea maximă.

Clasificarea tranzistoarelor: Clasificarea tranzistorilor: - după principiul de funcționare: cu efect de câmp (unipolar), bipolar, combinat. - dupa valoarea puterii disipate: joasa, medie si mare. - în funcție de valoarea frecvenței limită: frecvență joasă, medie, înaltă și ultra-înaltă. - dupa tensiunea de lucru: joasa si inalta tensiune. - dupa scop functional: universal, amplificator, cheie, etc. - prin design: fara rama si carcasa, cu cabluri rigide si flexibile.

În funcție de funcțiile îndeplinite, tranzistorii pot funcționa în trei moduri: În funcție de funcțiile îndeplinite, tranzistorii pot funcționa în trei moduri: 1) Mod activ - folosit pentru amplificarea semnalelor electrice în dispozitivele analogice. Rezistența tranzistorului se schimbă de la zero la valoarea maximă - se spune că tranzistorul „se deschide ușor” sau „se închide ușor”. 2) Modul de saturație - rezistența tranzistorului tinde spre zero. În acest caz, tranzistorul este echivalent cu un contact de releu închis. 3) Modul Cut-off - tranzistorul este închis și are o rezistență ridicată, adică este echivalent cu un contact releu deschis. Modurile de saturație și de tăiere sunt utilizate în circuitele digitale, de impuls și de comutare.

Indicator Un indicator electronic este un dispozitiv de indicare electronic conceput pentru monitorizarea vizuală a evenimentelor, proceselor și semnalelor. Indicatoarele electronice sunt instalate în diverse echipamente de uz casnic și industriale pentru a informa o persoană despre nivelul sau valoarea diferiților parametri, de exemplu, tensiune, curent, temperatură, încărcare a bateriei etc. Un indicator electronic este adesea numit în mod eronat indicator mecanic cu cântar electronic.

Lucrarea poate fi folosită pentru lecții și rapoarte pe tema „Fizică”

Prezentările noastre de fizică gata făcute fac subiectele complexe ale lecției simple, interesante și ușor de înțeles. Majoritatea experimentelor studiate la lecțiile de fizică nu pot fi efectuate în condiții normale de școală, astfel de experimente pot fi demonstrate folosind prezentări de fizică. 11, precum și prezentări-prelegeri și prezentări-seminarii de fizică pentru studenți.

Materialul de prezentare poate fi folosit ca o introducere în fizică, informatică sau inginerie electrică pentru a explica funcționarea semiconductorilor. Se are în vedere clasificarea substanțelor în funcție de tipul de conductivitate. Se oferă o explicație a conductivității intrinseci și a impurităților. explicat lucrare p-n- tranziție. Dioda și proprietățile sale. Conceptul de tranzistori este prezentat pe scurt.

Descărcați:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați-vă un cont ( cont) Google și conectați-vă: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

Prezentare pe tema: „Semiconductori” Profesor: Vinogradova L.O.

Clasificarea substanțelor după conductivitate Conductibilitatea intrinsecă a semiconductorilor Conductibilitatea impurităților semiconductorilor joncțiunea p – n și proprietățile acesteia Dioda semiconductoare și aplicarea ei Tranzistori Curentul electric în diverse medii Curentul electric în semiconductori

Clasificarea substanţelor după conductivitate Diferitele substanţe au proprietăţi electrice diferite, dar în funcţie de conductibilitatea electrică pot fi împărţite în 3 grupe principale: Proprietăţi electrice ale substanţelor Conductori Semiconductori Dielectrici Buni conductori curent electric Acestea includ metale, electroliți, plasmă... Cei mai folosiți conductoare sunt Au, Ag, Cu, Al, Fe... Practic nu conduc curentul electric Acestea includ materiale plastice, cauciuc, sticlă, porțelan, lemn uscat, hârtie. .. Ocupă o poziție intermediară în conductivitate între conductori și dielectrici Si, Ge, Se, In, As

Clasificarea substanțelor după conductivitate Să reamintim că conductivitatea substanțelor se datorează prezenței particulelor încărcate libere în ele De exemplu, în metale aceștia sunt electroni liberi - - - - - - - - - La conținut

Conductivitatea intrinsecă a semiconductorilor Să considerăm conductivitatea semiconductorilor pe bază de siliciu Si Si Si Si Si Si - - - - - - - - Siliciul este un element chimic cu 4 valențe. Fiecare atom are 4 electroni în stratul exterior de electroni, care sunt utilizați pentru a forma legături electronice (covalente) cu 4 atomi învecinați. În condiții normale (temperaturi scăzute), nu există particule încărcate libere în semiconductori, deci semiconductorul nu conduce curentul electric

Conductivitatea intrinsecă a semiconductorilor Să luăm în considerare modificările unui semiconductor cu creșterea temperaturii Si Si Si Si Si - - - - - - + gaură de electroni libere + + Pe măsură ce temperatura crește, energia electronilor crește și unii dintre ei părăsesc legături, devenind electroni liberi . În locul lor rămân sarcini electrice necompensate (particule încărcate virtuale), numite găuri Sub influența unui câmp electric, electronii și găurile încep o mișcare (contra) ordonată, formând un curent electric - -.

Conductivitatea intrinsecă a semiconductorilor Astfel, curentul electric din semiconductori reprezintă mișcarea ordonată a electronilor liberi și a particulelor virtuale pozitive - găuri Pe măsură ce temperatura crește, numărul purtătorilor de sarcină liberă crește, conductivitatea semiconductorilor crește, iar rezistența scade R (. Ohm) t (0 C) R 0 semiconductor metalic Înapoi la cuprins

Conductivitatea intrinsecă a semiconductorilor este în mod clar insuficientă pentru utilizarea tehnică a semiconductorilor. Prin urmare, pentru a crește conductivitatea, se introduc impurități în semiconductori puri (dopați), care pot fi donor și acceptor Impurități donatoare Si Si As Si Si - - - - -. - - Când se dopează 4 - valență siliciu Si 5 - valență arsenic As, unul dintre cei 5 electroni ai arsenului devine liber. Astfel, prin modificarea concentrației de arsen, este posibilă modificarea conductivității siliciului într-un interval larg semiconductorul se numește semiconductor de tip n, principalii purtători de sarcină sunt electronii, iar impuritatea de arsen, care dă electroni liberi, se numește semiconductori donor Impuritate conductivitate - -

Conductibilitatea impurităților semiconductorilor Impurități acceptoare Dacă siliciul este dopat cu indiu trivalent, atunci indiului îi lipsește un electron pentru a forma legături cu siliciul, adică. se formează o gaură Si Si În Si Si - - - - - + Prin modificarea concentrației de indiu, este posibilă modificarea conductivității siliciului într-un interval larg, creând un semiconductor cu proprietăți electrice specificate. Un astfel de semiconductor se numește a semiconductor de tip p, purtătorii de sarcină principali sunt găuri, iar impuritatea de indiu, care dă găuri, numite acceptor - -

Conductivitatea impurităților semiconductoare Deci, există 2 tipuri de semiconductori care au o mare aplicație practică: p - tip n - tip Purtătorii principali de sarcină sunt găuri Purtătorii principali de sarcină sunt electroni + - Pe lângă purtătorii principali de sarcină dintr-un semiconductor, există este un număr foarte mic de purtători de sarcină minoritari (într-un semiconductor de tip p aceștia sunt electroni, iar într-un semiconductor de tip n - acestea sunt găuri), numărul cărora crește odată cu creșterea temperaturii Până la conținut

Joncțiunea p – n și proprietățile ei Luați în considerare contactul electric a doi semiconductori de tip p și n, numite joncțiune p – n + _ 1. Legătura directă + + + + - - - - Curentul prin joncțiunea p – n se realizează prin purtătorii de sarcină principali (găurile se deplasează la dreapta, electronii - la stânga) Rezistența joncțiunii este scăzută, curentul este mare. O astfel de conexiune se numește directă în direcția înainte, joncțiunea p–n conduce bine curentul electric p n

tranziția p – n și proprietățile sale + _ 2. Comutare inversă+ + + + - - - - Majoritatea purtătorilor de sarcină nu trec prin joncțiunea p–n Rezistența joncțiunii este mare, practic nu există curent Acest tip de conexiune se numește invers, în sens invers joncțiunea p–n practic nu conduce curentul electric р n Strat de blocare La conţinut

Dioda semiconductoare și aplicarea acesteia O diodă semiconductoare este o joncțiune p–n închisă într-o carcasă. Desemnarea unei diode semiconductoare în diagrame Caracteristica volt-amperi a unei diode semiconductoare (caracteristică volt-amperi) I (A) U (V). proprietatea unei joncțiuni p–n este conductivitatea sa unidirecțională

Dioda semiconductoare și aplicațiile sale Aplicații ale diodelor semiconductoare Rectificare CA Detectare semnal electric Stabilizare curent și tensiune Transmisia și recepția semnalului Alte aplicații

Înainte de diodă După diodă După condensator La sarcină Dioda semiconductoare și aplicarea acesteia Circuit redresor cu semi-undă

Dioda semiconductoare și aplicarea acesteia Circuit redresor cu undă completă (punte) intrare de ieșire + - ~

tranzistoare pnp canalul p- tip n-p-n canal de tip n Abrevieri: E - emițător, K - colector, B - bază. Tranzistorul a fost primul dispozitiv semiconductor capabil să îndeplinească funcțiile unei triode în vid (formată din anod, catod și grilă), cum ar fi amplificarea și modularea. Tranzistoarele au înlocuit tuburile cu vid și au revoluționat industria electronică.

Dezvoltarea și extinderea rapidă a domeniilor de aplicare a dispozitivelor electronice se datorează îmbunătățirii bazei elementului, a cărei bază ocupă un loc intermediar materialele semiconductoare în rezistivitatea lor (ρ = 10-6 ÷ 1010 Ohm). între conductori şi materiale dielectrice

Diode semiconductoare Acesta este un dispozitiv semiconductor cu o joncțiune p-n și două terminale, a cărui funcționare se bazează pe proprietățile joncțiunii p-n. Principala proprietate a unei joncțiuni p-n este conductivitatea unidirecțională - curentul curge doar într-o singură direcție. În mod convențional, denumirea grafică (UGO) a diodei are forma unei săgeți, care indică direcția fluxului de curent prin dispozitiv. Din punct de vedere structural, dioda este formată din joncțiune pn, închis într-o carcasă (cu excepția celor neambalate micromodulare) și două terminale: din regiunea p - anodul, din regiunea n - catodul. Adică, o diodă este un dispozitiv semiconductor care trece curentul într-o singură direcție - de la anod la catod. Dependența curentului prin dispozitiv de tensiunea aplicată se numește caracteristica volt-amper (VAC) a dispozitivului I=f(U).

Tranzistoare Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor conceput pentru a amplifica, genera și converti semnale electrice, precum și pentru a comuta circuitele electrice. O caracteristică distinctivă a tranzistorului este capacitatea de a amplifica tensiunea și curentul - tensiunile și curenții care acționează la intrarea tranzistorului duc la apariția unor tensiuni și curenți semnificativ mai mari la ieșirea acestuia. Tranzistorul și-a primit numele de la prescurtarea a două cuvinte în limba engleză tran(sfer) (re)sistor - controlled resistor. Tranzistorul vă permite să reglați curentul din circuit de la zero la valoarea maximă.

Clasificarea tranzistoarelor: - după principiul de funcționare: cu efect de câmp (unipolar), bipolar, combinat. - dupa valoarea puterii disipate: joasa, medie si mare. - în funcție de valoarea frecvenței limită: frecvență joasă, medie, înaltă și ultra-înaltă. - dupa tensiunea de lucru: joasa si inalta tensiune. - dupa scop functional: universal, amplificator, cheie, etc. - prin design: fara rama si carcasa, cu cabluri rigide si flexibile.

În funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc, tranzistorii pot funcționa în trei moduri: 1) Modul activ - folosit pentru amplificarea semnalelor electrice în dispozitivele analogice. Rezistența tranzistorului se schimbă de la zero la valoarea maximă - se spune că tranzistorul „se deschide ușor” sau „se închide”. 2) Modul de saturație - rezistența tranzistorului tinde spre zero. În acest caz, tranzistorul este echivalent cu un contact de releu închis. 3) Modul de întrerupere - tranzistorul este închis și are rezistență mare, adică este echivalent cu un contact releu deschis. Modurile de saturație și de tăiere sunt utilizate în circuitele digitale, de impuls și de comutare.

Indicator Indicatorul electronic este un dispozitiv de indicare electronic conceput pentru monitorizarea vizuală a evenimentelor, proceselor și semnalelor. Indicatoarele electronice sunt instalate în diverse echipamente de uz casnic și industriale pentru a informa o persoană despre nivelul sau valoarea diferiților parametri, de exemplu, tensiune, curent, temperatură, încărcare a bateriei etc. Un indicator electronic este adesea numit în mod eronat indicator mecanic cu un electronic. scară. dispozitiv indicator electronic indicator mecanic

Când utilizați dispozitive semiconductoare în dispozitive electronice sistemele sunt utilizate pentru unificarea desemnării lor și standardizarea parametrilor simboluri. Acest sistem clasifică dispozitivele semiconductoare în funcție de scopul lor, fizic de bază și parametrii electrici, design și proprietăți tehnologice, tipul materialelor semiconductoare. Sistemul de simboluri pentru dispozitivele semiconductoare autohtone se bazează pe standardele de stat și din industrie. Primul GOST pentru sistemul de desemnare pentru dispozitive semiconductoare, GOST 10862-64, a fost introdus în 1964. Apoi, pe măsură ce au apărut noi grupuri de clasificare de dispozitive, acesta a fost schimbat la GOST 10862-72 și apoi la standardul industrial OST 11.336.038-77 și, respectiv, OST 11.336.919-81, în 1972, 1977, 1981. Prin această modificare s-au păstrat elementele de bază ale codului alfanumeric al sistemului de simboluri. Acest sistem de notație este structurat logic și îi permite să fie extins cu dezvoltarea ulterioară a bazei elementului. Termeni de bază, definiții și denumiri de litere parametrii principali și de referință ai dispozitivelor semiconductoare sunt dați în următoarele GOST-uri: 25529-82 – Diode semiconductoare. Termeni, definiții și denumiri de litere ale parametrilor; 19095-73 – Tranzistoare cu efect de câmp. Termeni, definiții și denumiri de litere ale parametrilor; 20003-74 – Tranzistoare bipolare. Termeni, definiții și denumiri de litere ale parametrilor; 20332-84 – Tiristoare. Termeni, definiții și denumiri de litere ale parametrilor.