Что такое запирающий слой

ЗАПИРАЮЩИЙ СЛОЙ

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Смотреть что такое «ЗАПИРАЮЩИЙ СЛОЙ» в других словарях:

запирающий слой — Ндп. запорный слой Обедненный слой между двумя областями полупроводника с различными типами электропроводности или между полупроводником и металлом. [ГОСТ 15133 77] запирающий слой [Лугинский Я. Н. и др. Англо русский словарь по электротехнике и… … Справочник технического переводчика

запирающий слой — запирающий слой; отрасл. запорный слой Обеденный слой между двумя областями полупроводника с различными типами электропроводности (или между полупроводником и металлом) … Политехнический терминологический толковый словарь

запирающий слой — užtvarinis sluoksnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. barrier layer; blocking layer; internal barrier layer vok. Sperrschicht, f rus. барьерный слой, m; запирающий слой, m; запорный слой, m pranc. couche barrière, f; couche d’arrêt, f; … Fizikos terminų žodynas

запирающий слой — užtvarinis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Plonas medžiagos paviršiaus sluoksnis, silpninantis jos sąveiką su besiliečiančiomis medžiagomis. atitikmenys: angl. barrier layer rus. барьерный слой; запирающий слой ryšiai: sinonimas –… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

запирающий [граничный] слой — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN barrier layer … Справочник технического переводчика

запорный слой — запирающий слой; отрасл. запорный слой Обеденный слой между двумя областями полупроводника с различными типами электропроводности (или между полупроводником и металлом) … Политехнический терминологический толковый словарь

барьерный слой — užtvarinis sluoksnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. barrier layer; blocking layer; internal barrier layer vok. Sperrschicht, f rus. барьерный слой, m; запирающий слой, m; запорный слой, m pranc. couche barrière, f; couche d’arrêt, f; … Fizikos terminų žodynas

запорный слой — užtvarinis sluoksnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. barrier layer; blocking layer; internal barrier layer vok. Sperrschicht, f rus. барьерный слой, m; запирающий слой, m; запорный слой, m pranc. couche barrière, f; couche d’arrêt, f; … Fizikos terminų žodynas

барьерный слой — užtvarinis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Plonas medžiagos paviršiaus sluoksnis, silpninantis jos sąveiką su besiliečiančiomis medžiagomis. atitikmenys: angl. barrier layer rus. барьерный слой; запирающий слой ryšiai: sinonimas –… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Полупроводниковая электроника — отрасль электроники (См. Электроника), занимающаяся исследованием электронных процессов в полупроводниках и их использованием главным образом в целях преобразования и передачи информации. Именно с успехами П. э. связаны, в основном,… … Большая советская энциклопедия

Источник

Что такое запирающий слой

В современной электронной технике полупроводниковые приборы играют исключительную роль. За последние три десятилетия они почти полностью вытеснили электровакуумные приборы.

В любом полупроводниковом приборе имеется один или несколько электронно-дырочных переходов. Электронно-дырочный переход (или –-переход) – это область контакта двух полупроводников с разными типами проводимости.

–-переход обладает удивительным свойством односторонней проводимости.

Полупроводниковые диоды используются в выпрямителях для преобразования переменного тока в постоянный. Типичная вольт-амперная характеристика кремниевого диода приведена на рис. 1.14.2.

Полупроводниковые диоды обладают многими преимуществами по сравнению с вакуумными – малыми размерами, длительными сроками службы, механической прочностью. Существенным недостатком полупроводниковых диодов является зависимость их параметров от температуры. Кремниевые диоды, например, могут удовлетворительно работать только в диапозоне температур от –70 °C до 80 °C. У германиевых диодов диапазон рабочих температур несколько шире.

Пластинку транзистора называют базой (Б), одну из областей с противоположным типом проводимости – коллектором (К), а вторую – эмиттером (Э). Обычно объем коллектора превышает объем эмиттера. В условных обозначениях на схемах стрелка эмиттера показывает направление тока через транзистор.

Оба –-перехода транзистора соединяются с двумя источниками тока. На рис. 1.14.5 показано включение в цепь транзистора ––-структуры. Переход «эмиттер–база» включается в прямом (пропускном) направлении (цепь эмиттера), а переход «коллектор–база» – в запирающем направлении (цепь коллектора).

Пока цепь эмиттера разомкнута, ток в цепи коллектора очень мал, так как для основных носителей свободного заряда – электронов в базе и дырок в коллекторе – переход заперт.

При замыкании цепи эмиттера дырки – основные носители заряда в эмиттере – переходят из него в базу, создавая в этой цепи ток э. Но для дырок, попавших в базу из эмиттера, –-переход в цепи коллектора открыт. Большая часть дырок захватывается полем этого перехода и проникает в коллектор, создавая ток к. Для того, чтобы ток коллектора был практически равен току эмиттера, базу транзистора делают в виде очень тонкого слоя. При изменении тока в цепи эмиттера изменяется сила тока и в цепи коллектора.

Однако такая схема усилителя на транзисторе является неэффективной, так как в ней отсутствует усиление сигнала по току, и через источники входного сигнала протекает весь ток эмиттера э. В реальных схемах усилителей на транзисторах источник переменного напряжения включают так, чтобы через него протекал только небольшой ток базы б = эк. Малые изменения тока базы вызывают значительные изменения тока коллектора. Усиление по току в таких схемах может составлять несколько сотен.

Интегральной микросхемой называют совокупность большого числа взаимосвязанных элементов – сверхмалых диодов, транзисторов, конденсаторов, резисторов, соединительных проводов, изготовленных в едином технологическом процессе на одном кристалле. Микросхема размером в может содержать несколько сотен тысяч микроэлементов.

Применение микросхем привело к революционным изменениям во многих областях современной электронной техники. Это особенно ярко проявилось в электронной вычислительной технике. На смену громоздким ЭВМ, содержащим десятки тысяч электронных ламп и занимавшим целые здания, пришли персональные компьютеры.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Запирающий слой

Запирающий слой возникает в селене на границе со сплавом. [3]

Запирающий слой представляет собой тонкий слой вблизи контакта, характеризующийся резким изменением потенциальной энергии электронов на протяжении слоя. Возникновение такого слоя связано с тем, что по обе его стороны происходит скопление электрических зарядов противоположных знаков. Образуется так называемый двойной электрический слой зарядов, взаимодействующих с теми зарядами, которые проходят через контакт. [4]

Запирающий слой свободно проводит ток в одном направлении, называемом прямым, и почти не проводит тока в обратном направлении. Это свойство широко используют при изготовлении полупроводниковых диодов, служащих для выпрямления переменного тока. [6]

Запирающий слой 18, образовавшийся между селеном и сплавом, как мы уже знаем, пропускает ток только в направлении от селена к сплаву олова и кадмия. [7]

Запирающий слой неоднороден, так как средняя глубина проникновения диффундирующих частиц уменьшается с возрастанием их концентрации. Это объясняется сокращением времени существования ( времени жизни) частиц в обогащенной ими прослойке перехода. Электрическая нейтраль оказывается смещенной в сторону области с меньшей концентрацией примеси. [9]

Запирающий слой возникает в селене на границе со сплавом. [11]

Запирающий слой обеднен подвижными носителями зарядов, поэтому сопротивление этого слоя значительно выше сопротивления объемов полупроводника, лежащих за пределами слоя I. В действительности в слое I находится некоторое количество подвижных носителей заряда, так как электроны и дырки, обладая тепловой энергией, проникают в запирающий слой и отражаются полем § к. Кроме того, в запирающем слое могут протекать процессы генерации подвижных носителей заряда и их рекомбинации. Эти явления мы рассмотрим несколько позже, при обсуждении физических процессов в реальных приборах ( см. гл. Используя это идеализированное представление р-п перехода, определим основные физические величины. [12]

Запирающий слой сузится и его сопротивление уменьшится. [14]

Запирающий слой 18, образовавшийся между селеном и сплавом, пропускает ток только в направлении от селена к сплаву олова и кадмия. [15]

Источник

Полевой транзистор с управляющим PN-переходом (JFET-транзистор)

Полевой транзистор с управляющим PN-переходом — это очень мутная тема для многих начинающих электронщиков.

Электрическое поле

Как вы знаете, поле бывает разным. Бывает такое:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Но речь пойдет совсем о других полях: невидимых… Мы их не видим, не слышим, но можем почувствовать. Например, гравитационное поле Земли тянет нас к центру Земли, хотим мы этого или нет. Некоторые виды полей без специальных приборов мы даже и не заметим. Это электрическое и магнитное поле. В данной статье мы с вами разберем электрическое поле.

Представьте себе, что мы взяли пару металлических пластинок. На одну из них мы подаем плюс питания, а на другую – минус.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

В результате, они заряжаются, и между этими двумя пластинами создается однородное электрическое поле, которое характеризуется таким параметром, как напряженность. По идее, чем больше мы подадим напряжения между пластинами, тем напряженнее стает поле между этими пластинами. Физика, 7-8 класс 😉

Но самое интересное, что это поле может влиять непосредственно на электроны. Если электрон пролетит между этими двумя пластинами, плюсовая пластина начнет притягивать его к себе и траектория полета электрона будет уже искривлена. Чем больше напряженность поля, тем больше оно будет влиять на траекторию движения электрона. На этом принципе основана работа кинескопных телевизоров.

Какой вывод можно сделать из всего этого? Электрическое поле влияет на электроны и не только на электроны, но и на другие частицы, обладающие положительным, либо отрицательным зарядом. Это утверждение запомним. Оно нам еще пригодится.

Также вы со школы должны помнить еще одно утверждение: одноименные заряды отталкиваются, а разноименныепритягиваются:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Взаимодействие полупроводников

Мы с вами знаем из статьи Биполярный транзистор, что есть два типа искусственных легированных полупроводников. Это полупроводник N-типа и полупроводник P-типа. Как вы помните, в полупроводнике N-типа у нас избыток электронов (там их ОЧЕНЬ много):

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

А в полупроводнике P-типа избыток дырок:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Если вы не забыли, электроны у нас обладают отрицательным зарядом ( — ), а дырки – положительным зарядом ( + ). Поэтому, на картинках мы заполнили наши бруски полупроводников соответствующими зарядами.

А что будет, если соединить их друг с другом?

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Так как электроны и дырки постоянно находятся в хаотическом движении, на границе соединения P и N полупроводников начнется диффузия. Что такое диффузия? Как говорит нам Википедия, диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого вещества. (более подробно в статье про строение атома).

Если пустить шептуна на парах, то в этом случае ваши вонючие молекулы из пукана будут смешиваться с молекулами воздуха и сосед через парту учует ваш запах пельменей, которые вы съели на ужин.

На границе полупроводников происходит то же самое! Электроны и дырки начинают смешиваться.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Но если ваши вонючие молекулы, выпущенные из пукана, могут спокойно смешиваться с воздухом пока не займут все пространство кабинета, то на границе P-N перехода есть камень преткновения. И он заключается в том, что электроны и дырки обладают зарядом и начинают взаимодействовать с друг другом. Начинает работать правило, одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Так как электроны и дырки разноименных зарядов, они начинают притягиваться к друг другу. То есть с одной стороны идет диффузия, а с другой стороны взаимодействие зарядов. Когда все это устаканивается, получается вот такая картинка:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что такое запирающий слой

Область, которая возникает между этими зарядами, называется запирающим слоем. Его также называют обедненным, от слова «бедный», так как в нем нет основных носителей. Как вы помните, основные носители в N полупроводнике — это электроны, а в P полупроводнике — дырки. А раз нет свободных зарядов, то и электрический ток течь не может, так как электрический ток — это не что иное, как упорядоченное движение заряженных частиц в одном направлении. Получается, эта область по сути стает диэлектриком , то есть областью, которая не проводит электрический ток.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Ну а теперь самое интересное. Оказывается, мы можем управлять толщиной этого запирающего слоя! Для этого достаточно увеличить напряженность электрического поля с помощью источника питания, то есть увеличить подаваемое напряжение, соблюдая необходимую полярность. Плюс источника напряжения подаем на N полупроводник, а минус источника — на P полупроводник.

Вот что у нас получится:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Электроны стремятся всей толпой к плюсовой клемме батареи, а дырки — к минусовой. В результате этого, запирающий слой стает намного шире. Это равносильно тому, что мы подаем обратное смещение на P-N переход. Чем больше напряжения мы подаем на P и N полупроводник, тем больше ширина запирающего слоя. Все элементарно и просто 😉

Если бы мы подали на P полупроводник плюс, а на N — минус, то у нас бы запирающий слой равнялся бы нулю и электрический ток прошел бы беспрепятственно через P-N переход. Как вы помните, это называется прямым включением P-N перехода. Но в этом случае мы должны подать напряжение больше, чем контактная разность потенциалов на границе переходов. Она равняется 0,6-0,7 Вольт, если используется материал кремний. Как только напряжение стает больше, чем 0,6-0,7 Вольт, начинается движение электрических зарядов. Диффузия усиливается еще тем, что электроны бегут к плюсовой клемме, а дырки — к минусовой. Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Применение запирающего слоя в JFET транзисторах

Но где же можно применить свойство «изменение толщины диэлектрика под воздействием напряженности электрического поля»? А давайте рассмотрим небольшой пример. Может быть вам потом станет ясно, где можно применить это свойство 😉

Итак, провинциальный городок X. Обычный будний день. Поток людей спешит по своим делам. Около тротуара стоит лавка с хот-догами. Пока что она еще не открылась, так как продавец сладко спит, поэтому все проходят мимо этой лавки:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Но вот она открывается, и первые зеваки начинают «тусить» возле нее, чтобы отведать позавчерашних холодных протухших хот-догов)).

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Продавец видит, что дела идут в гору и начинает еще быстрее обслуживать клиентов. То есть он вкладывает всю свою энергию, чтобы выдержать темп. Он начинает работать напряженнее. Чем напряженнее он обслуживает клиентов, тем их становиться больше. Зевакам ведь интересно, что за тусовка там намечается. А раз все покупают, то и они тоже хотят. Народу становится чуток больше.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Народ тихонько подваливает и продавец, чтобы не упустить выгоду, начинает работать изо всех сил. Наш бедный продавец работает, как белка в колесе. Тут уже не расслабишься, иначе народ уйдет к продавцу пончиков. На лбу у него выступил пот, напряжен так, что вот-вот уже лопнет от усталости! Но гляньте на тротуар… Движение ПЕРЕКРЫЛИ зеваки, которые жить не быть хотят купить эти протухшие хот-доги. Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Мораль сей басни такова:

Коль хочешь жрать, готовь с утра).

Теперь давайте представим, что тротуар — это проводник. Люди — это электроны. Продавец — это какой-либо заряд, который если захочет, может работать либо напряженнее, либо вообще закрыть лавку.

Итак, что у нас тогда получается. Пока лавка закрыта, толпа зевак спокойно идет по своим делам в одном направлении. Продавца нет на месте. То есть заряд ноль. Это значит, что в данном направлении у нас спокойно течет электрический ток, так как упорядоченное движение заряженных частиц — это и есть электрический ток

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Как только продавец открыл лавку и стал работать, некоторые зеваки стали толпиться у лавки. Но эта кучка зевак теперь мешается на тротуаре людям, которые действительно куда-то спешат по делам. То есть эта кучка зевает оказывает сопротивление потоку людей, спешащим по делам. Уже интереснее. Раз мешаются, значит меньше людей сможет пройти ниже толпы зевак за какое-то время. А что у нас значит этот параметр? Не силу тока ли случайно? Вот именно! Сила тока стала меньше!

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Итак, теперь главный вопрос: от чего зависит поток людей? Да от продавца, мать его за ногу!

Как только он начинает орать: «Свежие хот-доги, бери, налетай, теще покупай!», народу стает больше. То есть как только он начинает работать напряженнее, так и толпа зевак начинает больше заграждать тротуар. И все может закончится тем, что движение на тротуаре встанет колом. И да, кстати. Стоящая толпа зевак — это уже не электроны. Это обедненный слой, диэлектрик)

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

И вот ученые инженеры, которые поняли, что можно менять силу тока, управляя напряженностью электрического поля, создали радиоэлемент, который назвали в честь электрического поля, и имя его полевой транзистор.

Схема полевого JFET-транзистора с управляющим PN-переходом

В нашем примере мы тоже будем использовать вместо «тротуара» полупроводник N-типа. То есть мы имеем какой-либо брусочек из N полупроводника. В нем преобладают электроны. Конечно, их не так много, как в проводниках, но все же их достаточно, чтобы через этот брусок мало-мальски тёк электрический ток.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что будет, если на него подать напряжение? Как я уже сказал, хотя в N полупроводнике избыток электронов, но их все равно не так много, как в проводниках. Поэтому через этот кусок N полупроводника побежит электрический ток, если мы приложим к нему постоянное или переменное напряжение.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Вы ведь не забыли, что хотя электроны и бегут к плюсу, но за направление электрического тока во всем мире принято движение от плюса к минусу источника напряжения?

А теперь давайте впаяем в этот брусок полупроводник P-типа. Получится что-то типа этого:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Можно сказать, что у нас уже получился полевой транзистор.

На границе касания теперь образовался PN-переход с небольшим запирающим слоем!

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Итого, у нас получился «кирпич» с тремя выводами.

Что такое сток, исток и затвор

Полевой транзистор имеет три вывода. Вывод, с которого начинают свой путь электроны (основные носители) называется ИСТОКОМ. От слова «источник». В разговорной речи мы источником называем родник, из которого бьет чистая вода.

Поэтому нетрудно будет запомнить, что ИСТОК — это тот вывод, откуда начинают свой путь основные носители заряда. В данном случае это электроны. Место, куда они стекаются, называются СТОКОМ.

Эти два понятия нетрудно будет запомнить, если вспомнить водосточную систему с крыш ваших домов.

Истоком будет труба, которая собирает всю капли дождя с шифера или профнастила

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

А стоком будет конец трубы, из которой вся дождевая вода будет выбегать на землю:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Но опять же, не забывайте, что мы говорим об электронах! А электроны бегут к плюсу. То есть по-нашенски получается что на СТОК мы подаем плюс, а на ИСТОК — минус.

А для чего нужен третий вывод?

Так, а давайте по приколу где-нибудь обрежем нашу водосточную трубу и воткнем туда вот такой прибамбас:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Называется он дисковым затвором. Чего бы мы добились, если бы воткнули этот дисковый затвор в нашу водосточную трубу? Да покрутив за баранку, мы могли бы регулировать поток воды! Мы можем вообще полностью перекрыть трубу, тогда в этом случае на стоке не стоит ждать дождевую водичку. А можем открыть наполовину, и регулировать поток воды со стока, чтобы при ливне у нас поток воды не смыл грядки и не сделал большую яму в земле. Удобно? Удобно.

Так вот, третий вывод полевого транзистора, который соединяется с P полупроводником называется тоже ЗАТВОРОМ и служит как раз для того, чтобы регулировать силу тока в бруске, через который бежит электрический ток 😉 Для этого достаточно подать на него напряжение, чтобы P-N переход был включен в обратном направлении, то есть в нашем случае подать МИНУС относительно ИСТОКА. Вся картина в целом будет выглядеть как-то вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Канал полевого JFET-транзистора

В этом случае, как вы видите на рисунке выше, запрещенный слой увеличивается в глубину бруска и начинает перекрывать дорогу электронам. В результате получается, что ширина «тротуара» для электронов стает меньше, и только некоторые электроны могут достичь назначенной цели, то есть СТОКА. Этот «тротуар» в полевом транзисторе называют каналом.

Так как у нас брусок сделан из N-полупроводника, следовательно и канал тоже у нас N-проводимости. Следовательно, такой полевой транзистор называется N-канальным полевым транзистором с управляющим P-N переходом. На буржуйский манер это звучит как Junction Field-Effect-Transistors или просто JFET. Также неплохо было бы запомнить английские название выводов: Drain — сток, Source — исток, Gate — затвор.

А что будет, если на Bat2 мы еще больше добавим напряжения? То есть мы сделаем так, чтобы U2>U1. В этом случае у нас запирающий слой еще больше уйдет в брусок. Канал станет еще тоньше. Следовательно, увеличится сопротивление канала, что в свою очередь вызовет уменьшение силы тока через канал:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Если мы еще увеличим напряжение (U3>U2), то заметим, что при каком-то напряжении U3 у нас вообще перестанет течь ток через канал. Запирающий слой ПОЛНОСТЬЮ его перекроет:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Все, приехали… В этом случае мы ПОЛНОСТЬЮ перекрыли канал для дальнейшего движения электронов. А раз движуха электронов закончилась, то откуда взяться электрическому току? Ведь электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц, не так ли? Поэтому через исток-сток электрический бежать не будет.

Как работает полевой JFET-транзистор на практике

Ну что же, приступаем к практике.

В гостях у нас полевой N-канальный полевой транзистор с управляющим P-N переходом 2N5485:

Его распиновка будет выглядеть вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

В живую он выглядит вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Для того, чтобы проверить писанину, которую вы прочитали, соберем вот такую схемку по рисункам выше:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Для удобства восприятия я нарисовал полевой транзистор, как он выглядит визуально.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

На Bat2 пока что устанавливаю 0 Вольт.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Если сравнивать эту ситуацию с продавцом хот-догов, то у нас это аналогично моменту, когда продавец еще дрыхнет дома:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

А давайте добавим напряжение на Bat2 до полувольта.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Смотрим на миллиамперметр

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Видели да? Сила тока через сток-исток уменьшилась!

Этот момент аналогичен тому, когда продавец только открыл свою лавку, и первые зеваки начинают тусить возле нее

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

А давайте еще добавим напряжение на Bat2 до 1 вольта:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что мы видим на миллиамперметре?

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Сила тока через Сток-Исток стала еще меньше! Но почему она стает меньше? Да дело в том, что запирающий слой стает все более толще от напряжения, тем самым уменьшая токопроводящий канал.

Это аналогично, когда продавец начинает уже тихонька напрягаться:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Давайте еще добавим полвольта на Bat2:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Смотрим на миллиамперметр:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Сила тока через канал стала еще меньше!

До какого же значения можно добавлять напряжение на Bat2? Уже при напряжении 2,3 Вольта

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Электрический ток через канал полностью перестает бежать.

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Канал стает полностью перекрытым.

Ну а этот момент аналогичен, когда продавец настолько напрягся, что перекрыл весь тротуар зеваками:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Дальнейшее увеличение напряжения на Bat2 уже ни к чему не приведет. Всегда можно подобрать такое обратное напряжение на ЗАТВОРЕ, при котором токопроводящий канал СТОК-ИСТОК будет полностью перекрыт.

Минуточку внимания. Все, что написано выше, мы применяли к N-канальному транзистору. Почему N-канальный, я думаю, вы уже догадались. Его внутреннее строение, как вы уже читали выше в статье, выглядит вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

И на схемах такой транзистор изображается вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Р-канальный JFET-транзистор с изолированным PN-переходом

Но есть также и P-канальный полевой транзистор с управляющим P-N переходом. Как вы уже догадались из названия, его канал сделан и полупроводника P-типа. Его внутреннее строение выглядит вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

На схемах обозначается так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Обратите внимания на стрелочку по сравнению с N-канальным транзистором.

Принцип его действия точно такой же, просто основными носителями заряда будут являться уже дырки. Следовательно, все напряжения в схеме меняем на противоположные:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Также не забываем, что вывод, откуда начинают движение основные носители (как вы помните в P полупроводнике это дырки), называется ИСТОКОМ.

Внутреннее строение транзистора с управляющим PN-переходом

Для того, чтобы проверить полевой транзистор с управляющим PN-переходом, достаточно вспомнить его внутреннее строение.

N-канальный выглядит вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

А P-канальный вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Теперь давайте вспомним, какой радиоэлемент у нас состоит из PN-перехода? Все верно, это диод. Получается что Затвор и Исток образуют один диод, а Затвор и Сток — другой диод. Сам канал обладает каким-то сопротивлением, а это есть нечто иное как резистор.

Для N-канального транзистора

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Эквивалентная схема будет выглядеть вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Эквивалентная схема будет выглядеть вот так:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Получается, для того, чтобы узнать целостность транзистора, нам достаточно проверить все эти три элемента 😉

Как проверить транзистор с управляющим PN-переходом с помощью мультиметра

У нас в гостях уже знакомый вам из прошлой статьи N-канальный полевой транзистор с PN-переходом 2N5485

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Сейчас мы будем проверять его на работоспособность.

Впрочем, не так быстро! Полевые транзисторы больше всего боятся статического электричества, особенно МОП-транзисторы. Поэтому, прежде чем начинать проверку, стоит снять статику с себя (и с того, чем ещё можем его коснуться). Можно заземлить себя, скажем, с помощью водосточной или отопительной трубы (коснувшись металлической части трубы без лакокрасочного покрытия). Но лучше всего для этого дела подойдет антистатический браслет.

Для этого нам понадобится мультиметр:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Для проверки полевого транзистора с управляющим PN-переходом первым делом качаем на него даташит и смотрим расположение его выводов (цоколевку).

Вот кусочек даташита моего транзистора с цоколевкой:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Если его повернуть задом к нам, как в даташите, то слева-направо у нас идет Затвор, Исток, Сток

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Там же в даташите указано, что он N-канальный.

Ну что же? Начнем проверку?

Так как транзистор N-канальный, следовательно, встаем на Затвор красным щупом мультиметра и проверяем диоды. Проверяем диод Затвор-Исток:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Проверяем диод Затвор-Сток:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Как вы помните, диод пропускает электрический ток только в одном направлении. Поэтому, когда мы поменяем полярность и снова проверим диоды, то увидим на экране мультиметра очень большое сопротивление:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Ну а теперь остается проверить сопротивление между Истоком и Стоком. Для того, чтобы его замерить, мы должны подать на Затвор 0 Вольт. Будет большим заблуждением, если мы оставим Затвор болтаться в воздухе, так как в этом случае вывод Затвора — это как маленькая антенна, которая ловит различные наводки, а следовательно имеет уже какой-то потенциал, что конечно же, сказывается на сопротивлении Исток-Сток. Поэтому, цепляемся мультиметром к Стоку и Истоку, а Затвор берем в руку. В идеале, хорошо было бы взяться другой рукой за отопительную батарею, чтобы полностью заземлить Затвор.

На мультике должно высветится какое-либо сопротивление:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

Что-то показывает? Значит все ОК ;-). Транзистор жив и здоров.

Как проверить транзистор с управляющим PN-переходом с помощью RLC-транзисторметра

Также есть второй способ проверки транзистора с управляющим PN-переходом. Но для этого нам понадобиться транзисторметр, прибор который умеет замерять почти всё. Вставляем транзистор в кроватку и зажимаем рычажком. Нажимаем зеленую кнопку «Пуск» и прибор нам выдает схемотехническое обозначение нашего подопечного с обозначением выводов:

Что такое запирающий слой. Смотреть фото Что такое запирающий слой. Смотреть картинку Что такое запирающий слой. Картинка про Что такое запирающий слой. Фото Что такое запирающий слой

N-JFET — N-канальный транзистор с управляющим P-N переходом. G-Gate-Затвор, D-Drain-Сток, S-Source-Исток. Также навскидку даются два параметра: Ugs и I. Ugs — это напряжение между Затвором и Истоком (Gate-Source). I — сила тока через канал, то есть через Исток-Сток. Следовательно, прибор показывает, какая сила тока будет течь через Исток-Сток, при таком-то напряжении на Затворе. По идее, эти два параметры на практике не нужны. Они вам просто показывают, что транзистор живой и что с него можно выжать.

Все те же самые операции касаются и P-канального транзистора. Только в этом случае «диоды» меняют свое направление на противоположное.

Заключение

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *