Фоторезистор, будова, принцип дії, застосування

Терморезистор, будова, принцип дії, застосування.

Залежність питомого опору напівпровідників від темпе­ратури широко використовується для вимірювання температур, автоматичного регулювання сили струму в різних керуючих реле тощо. Прилади, дія яких ґрунтується на використанні значної залежності опору напівпровідників від температури, дістали назву терморезисторів (або термісторів).

Для виготовлення терморезисторів використовуються напівпровідникові матеріали з великим температурним кое­фіцієнтом опору. Терморезистори широко використовуються в різних установках автоматики й телемеханіки, радіо­техніці, термометрії тощо. Принцип дії цих установок такий. Терморезистор, опір якого значно перевищує опір інших елементів, вмикають в електричне коло пристрою. Коли в колі проходить електричний струм, його сила визначається опором терморезистора (або його температурою). З під­вищенням температури терморезистора сила струму в колі зростає ід навпаки, зі зниженням температури сила струму зменшується. Таки чином, зміни температури термо­резистора впливають на зміни сили струму в колі. Ця важлива обставина дає змогу застосовувати терморезистори в різних схемах і створювати багато автоматичних пристроїв, просто й надійно здійснювати дистанційне вимірювання і регулювання температури, пожежну сигналізацію, контроль за темпе­ратурним режимом працюючих машин і механізмів тощо.

Залежність опору напівпровідників від освітлення використовується у фоторезисторах (фотоопорах). Найпро­стіший фоторезистор — це діелектрична пластинка, на яку нанесено тонкий шар напівпровідника. На кінцях цього шару закріплені металеві електроди, а всю систему вміщують у пластмасовий корпус з віконцем для світлових променів.

Фоторезистори використовуються в різних пристроях авто­матики й телемеханіки, у пристроях для відтворення оптичного запису звуку тощо. Вони дають змогу керувати на відстані виробничими процесами, автоматично відрізняти порушення нормального ходу процесу і зупиня­ти його в таких випадках.

Вдень сонячне світло освітлює фоторезистор, і від того його опір незначний. За цих умов у колі проходить струм значної сили, і якір реле притягується до осердя котушки. Коло освітлювальної лампи розімкнуте. Від настання сутінок опір фоторезистора різко зростає, сила струму в його колі зменшується майже до нуля, якір відходить від осердя і замикає коло освітлювальної лампи.

Аналогічні реле на фоторезисторах застосовуються в автоматичних лініях для підрахунку і сортування виробів масової продукції на виробництві за їх розмірами і кольором. Фоторезистори мають такі переваги: практично необме­жений строк служби, малі розміри, простота виготовлення, висока чутливість і надійність у роботі тощо. Це зумовило їх широке застосування в різноманітних автоматичних при­строях і приладах.

3.Напівпровідниковий тріод – транзистор.

Мал. 1 Мал. 2 222 w22186

Особливо широко почали застосовувати напівпровідники в техніці після створення у 1948 р. напівпровідникових підсилювачів електричних коливань — транзисторів. Ці напівпровідникові прилади діють подібно до вакуумних електронних ламп із сітками. Розглянемо будову і принцип дії одного з напівпровідникових приладів, які діють аналогічно до трьохелектродної електронної лампи (тріода) і дістали назву напівпровідникового тріода.

Транзистор є кристалом германію, в якому внесенням домішок створені три ділянки з чергуванням типів провід­ності: діркова — електронна — діркова (можливе й інше чер­гування: електронна — діркова — електронна), між якими знаходяться два р —n -переходи.

Ці три ділянки називають відповідно емітером,базою (або основою) і колектором транзистора.

Увімкнемо між колектором і базою джерело напруги Е ₁ в запірному напрямі р—n -переходу, а між емітером і базою — джерело напруги Е₂ в пропускному напрямі (мал. 1). Замкнувши спочатку лише вимикач, побачимо, що в колі колектора через р— n - перехід проходить дуже слабкий струм. Якщо тепер замкнути вимикач К₂, то міліамперметр покаже значне зростання сили струму в колі колектора, яка зростатиме зі збільшенням напруги джерела Е₂ і зменшуватиметься під час її зменшення.

З'ясуємо причину зміни сили струму в колі колектора зі зміною напруги на емітері., Основну частину електричного струму в емітері створює переміщення дірок у напрямі до бази транзистора, і внаслідок цього відбувається проникнення дірок у базу, тобто в ділянку з електронною провідністю. Оскільки база робиться звичайно дуже вузькою, то дірки не встигають рекомбінувати з електронами і досягають другого р— n переходу. Тут на дірки починає діяти електричне поле, створюване джерелом напруги Е₂, і вони, проникаючи в колектор, створюють в його колі додатковий струм. Таким чином, будь-яка зміна сили струму в колі емітера приводить до значних змін сили струму в колі колектора. Це пов'язано зі змінами напруг за законом Ома, тому, змінюючи напругу в колі емітера, можна одержати значно більші зміни напруги в колі колектора, тобто підсилити напругу. Отже, транзистор дає змогу підсилити потужність.

Транзистори мають ряд істотних переваг над електронними лампами. Вони не мають розжарюваного катода і тому споживають меншу потужність, не потребують вакууму, їх надійність і термін слугування більші, ніж в електронних ламп, вони мають значно менші розміри. Транзистори успішно застосовують замість електронних ламп у багатьох радіотехнічних схемах і в електронно-обчислювальних маши­нах. Недоліком напівпровідникових приладів є сильна залеж­ність їхніх електричних характеристик від температури.

Крім розглянутого транзистора, існують й інші їх типи, так само, як й інші схеми вмикання.

Питання для самоперевірки:

1.Який принцип дії термо – та фото – резисторних приладів?

2.Поясніть принцип роботи напівпровідникового транзистора.

3. В чому переваги транзисторів над електронними лампами?

4. Намалювати схему підключення транзистора.

Завдання для самоперевірки:

1. Чому ширина бази в транзисторі повинна бути малою?

2. Як називаються І,ІІ,ІІІ області транзистора?

3.За рахунок якої енергії дістають підсилення сигналів?

4.Чому концентрація домішок в емітері транзистора значно більша, ніж у базі?

Творче завдання:

Написання доповіді на тему: «Майбутнє напівпровідниковіх приладів»

Література: С.У. Гончаренко Фізика 10клас (§77,79)

ТЕМА 8

Розділ: Електромагнетизм.

Тема: Магнітні властивості речовини.

Мета вивчення: ознайомлення з поняттям магнітної проникливості середовища; визначити властивості пара -, діа-. феромагнетиків.

План вивчення:

1.Магнітні властивості речовини.

2.Парамагнетики. Діамагнетики.

3.Феромагнетики.

Дата добавления: 2015-05-23