.
Импульсные и цифровые устройства. Логические элементы Дешифраторы и шифраторы Мультивибраторы Проектные параметры резисторов Элементы инжекционной логики Конструкции МДП-транзисторов Проектирование топологии ИС

Физика решение задач

Тиристоры

 Тиристором называют полупроводниковый прибор с тремя (или более) переходами, вольтамперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который используется для переключения.

 Как диодный, так и триодный тиристоры имеют четырехслойную полупроводниковую структуру  с тремя переходами (рис. 14.12). Самый крайний слой выполняет функцию анода, а n слой катода.

 


 Рис. 14.12

Динистор это тиристор с двумя электродами (выводами). Переход динистора из одного состояния в другое осуществляется изменением значения или полярности напряжения на выводах. Триодный тиристор (тринистор) имеет дополнительно третий (управляющий) электрод. Управляющий электрод позволяет с помощью небольшого сигнала управления (импульса напряжения) перевести тиристор из закрытого состояния в открытое при неизменном (заданном) напряжении на основных электродах. Обратный переход из открытого состояния в закрытое с помощью управляющего напряжения невозможен. 

 Рис. 14.13

При повышении напряжения Uпр (что достигается увеличением э.д.с. источника питання) ток тиристора увеличивается незначительно, пока напряжение Uпр не приблизиться к некоторому критическому значению, равному напряжению Uвкл (рис. 14.13).

 Четырехэлектродные  полупроводниковые приборы с четырехслойной структурой называют тетристорами или бинисторами. Их вольтамперные характеристики по принципу действия схожи с динистором или тринистором. На рисунке 14.14 показаны схемы включения тристора в качестве динистора (рис. 14.14 а) также как тринистор (рис. 14.14б)

 


 Рис. 14.14

14.9. Области применения транзисторов и тиристоров

 Транзисторы и тиристоры оказались экономически эффективными при замене электронно вакуумных устройств, их применение дало возможность решить ряд новых задач в электронике и приборостроении.

 Следует отметить, что во многих случаях схемы с одним и тем же функциональным назначением могут быть собраны как на транзисторах, так и на тиристорах.

 Транзисторы и тиристоры находят применение в проводной связи и радиосвязи, в телевидении и радиолокации, в радионавигации, автоматике и телемеханике, в вычислительной и измерительной технике. Все отрасли современного народного хозяйства: промышленность и сельское хозяйство, транспорт и связь, энергетика и наука, медицина и бытовая техника требуют постоянного расширения ассортимента и увеличения количества полупроводниковых приборов.

 Особой областью применения мощных и сверхмощных тиристоров является электроэнергетика. Возможность создания малогабаритных, надежных и экономичных статических преобразователей любых параметров тока открывает огромные перспективы для дальнейшего совершенствования систем передачи и распределения электроэнергии, управления электроприводом и другими электротехническими устройствами.

Контрольные вопросы:

1. Рассказать о полупроводниковых транзисторах и о их типах.

2. Расскажите о методах включения транзисторов в электрическую схему.

3. Объясните вольтамперную характеристику биполярных транзисторов.

4. Сделайте расчет   параметра биполярных транзисторов.

5. Какие транзисторы называют дрейфовыми?

6. Объясните принцип работы полевых транзисторов.

7. Объясните принцип работы полевых транзисторов с изолированным затвором.

8. Объясните принцип работы тристоров приборы служащие для переключения.

9. Как можно изготовить тетристор или бинистор?

 10. В каких отраслях применяют транзисторы и тиристоры.

Классификация микросхем

Микросхемы принято классифицировать по следующим признакам [1, 3]:

конструктивно-технологическому способу исполнения;

конструктивному исполнению;

по области применения;

по функциональному назначению;

по степени интеграции.

По конструктивно-технологическому признаку ИМС разделены на три группы: полупроводниковые, гибридные и прочие. К прочим относят пленочные, вакуумные, керамические, на магнитных материалах и др. Конструктивно-технологический признак отображается в системе обозначений ИМС.

По конструктивному исполнению ИМС и МСБ подразделяют на:

корпусированные ИМС, в которых кристаллы или платы помещены в защитный корпус;

бескорпусные, для которых функцию первичной защиты выполняет пленка органического или минерального покрытия.

По области применения принято классифицировать ИМС общего (коммерческого) применения и ИМС специального применения. Этот признак классификации отображается в системе обозначений ИМС. Основными отличительными показателями ИМС по данному признаку являются специализация условий эксплуатации, условий приемки готовой продукции по допускам на параметры, по надежности, по внешнему виду для ИМС специального применения. Основными градациями ИМС специального применения обычно являются:

применения в технологическом оборудовании;

применения в транспортных средствах;

применения в военной и космической технике.

Изделия общего применения характеризуются наиболее низким уровнем требований к перечисленным выше параметрам и показателям.

По функциональному назначению ИМС подразделяют на цифровые и аналоговые.

Цифровая ИМС — интегральная микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. Частным вариантом цифровой микросхемы является логическая микросхема.

Аналоговая ИМС — интегральная микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. Частный вариант аналоговой ИМС — микросхема с линейной амплитудной характеристикой (линейная микросхема).

Признак функционального назначения отображается в системе обозначений ИМС.

Степень интеграции изделий машиностроения, и ИМС в частности, определяется числом элементов, объединенных в конструкции изделия. Степень интеграции количественно характеризуется коэффициентом интеграции Kи, определяемым для цифровых ИМС по формуле:

Kи = lg N, (1.1)

где N — число ЭРЭ в конструкции ИМС.

Значение Ки округляется до целого числа по общепринятым правилам при наличии дробной части в точном значении.

Степень интеграции в обозначении ИМС не отображается, однако характеризует уровень технологии на соответствующем хронологическом этапе ее развития.

В зависимости от конструктивной и функциональной сложности ИМС применяются такие определения, как:

малые интегральные схемы (МИС) — для совокупностей функциональных элементов с числом радиоэлементов до 100;

средние интегральные схемы (СИС) — для совокупностей функциональных узлов с числом радиоэлементов до 1000;

большие интегральные схемы (БИС) — для функциональных блоков с числом радиоэлементов до 10 000;

сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) — для функциональных устройств с числом радиоэлементов более 10 000.

Конструктивная сложность ИМС зависит от примененных в ней активных приборов, схем базовых функциональных элементов, вида преобразуемых сигналов. По этой причине, например, ИМС на биполярных транзисторах относят к СИС, БИС, СБИС при числе элементов N в (2–5) раз меньшем, чем принято для ИМС, выполненных на приборах структуры «металл — диэлектрик — полупроводник» (МДП). Аналоговые ИМС относят к МИС, СИС, БИС, СБИС при числе элементов N в (3–6) раз меньшем, чем принято для цифровых ИМС на биполярных транзисторах и (3–30) раз меньшем — в сравнении с цифровыми ИМС на МДП-транзисторах.


На главную