Свойства и особенности применения полупроводниковых приборов

Высокая экономичность и надежность, малые размеры и широкий диапазон рабочих частот полупроводниковых приборов позволяет успешно заменять электронные лампы il создавать оригинальные схемы усилителей и приемников с высокими качественными показателями.

Отличительной особенностью полупроводниковых диодов и транзисторов является их способность эффективно работать при низких (до единиц вольт) напряжениях источников питания.

Однако используемые в настоящее время полупроводниковые приборы имеют и недостатки, такие, как зависимость параметров от температуры и частоты электрических колебаний, малые входные сопротивления транзисторных усилителей, сравнительно небольшую мощность, особенно на высоких частотах, относительно большой уровень шумов, а, также чувствительность даже к кратковременным перегрузкам по току, напряжению и мощности.

При замене вышедших из строя диодов и транзисторов необходимо учитывать их особенности и выполнять следующие требования:

сохранять герметичность корпуса прибора, для чего выводы нужно изгибать на расстоянии не менее 10 мм от корпуса;

крепить транзисторы и мощные диоды допускается только за корпус;

обеспечивать наилучший тепловой контакт корпуса прибора с радиатором (из меди, алюминия) или с шасси и свободную конвекцию окружающего воздуха;

не допускать механического резонанса в диапазоне частот, предусмотренном техническими условиями на приборы и радиоприёмники.

Классификация и система обозначений полупроводниковых диодов и транзисторов

Промышленность выпускает много типов полупроводниковых приборов, различных по назначению и конструкции, а также по параметрам и характеристикам. Основным материалом для изготовления полупроводниковых диодов и транзисторов являются германий, кремний, селен, карбид кремния и арсенид галлия.

Полупроводниковыми диодами называются электропреобразовательные устройства с р — n-переходом, предназначенные для работы в схемах выпрямления переменного тока, а также в качестве детекторов низкой частоты, смесителей и видеодетекторов.

В зависимости от площади и конструкции контакта между материалами ери n-проводимостями различают точечные и плоскостные диоды. По назначению они бывают выпрямительные (в основном плоскостные), предназначенные для выпрямления переменных токов низкой частоты, и высокочастотные (точечнце ), используемые в схемах выпрямления и детектирования высокочастотных сигналов и сигналов промежуточной частоты в диапазоне до нескольких сотен мегагерц. По мощности эти диоды подразделяются на маломощные — на выпрямленный ток до 0,3А — и средней мощности;— на выпрямленный ток более 10 А.

К числу других типов диодов специального назначения относятся опорные диоды, варикапы, светодиоды и др.

Опорные диоды, или стабилитроны, используются для стабилизации напряжения. При изменении величины тока, протекающего по стабилитрону, обратно пропорционально изменяется внутреннее сопротивление его, а это позволяет обеспечивать потребитель стабилизированным напряжением.

Варикап—диод специальной конструкции, у которого используется барьерная емкость запертого р — п-перехода , зависящая обратно пропорционально от величины приложенного к диоду обратного напряжения. Отрицательный полюс управляющего напряжения должен быть включен на вывод варикапа, обозначенный знаком + . Основной параметр варикапа — величина номинальной емкости. Сном — емкость между выводами варикапа при номинальном напряжении смещения (обычно равное 4 В). Коэффициент перекрытия емкости К о указывает отношение максимальной емкости варикапа (при малом напряжении смещения) к минимальной (при наибольшем допустимом напряжении смещения).

Светодиоды — специальные полупроводниковые диоды, излучающие свет при прохождении через них тока в прямом направлении. Яркость свечения светодиодов изменяется от долей до сотен кандел на квадратный метр при изменении прямого тока от единиц до десятков миллиампер. Применяют светодиоды в качестве индикаторов (например, индикаторов настройки приемников), в визуальных фотометрах и фотоэкспонометрах.

Транзистор представляет собой электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, имеющий три или более вывода.

По принципу действия транзисторы разделяют на биполярные и униполярные. К биполярным относятся транзисторы, в которых используются носители зарядов двух типов (структура р —n —р и n —р —п ), В униполярных (однопереходные и полевые) транзисторах применяются носители только одного знака — электроны или дырки.

Конструктивно транзисторы выполняются в фигурных или цилиндрических герметизированных металлических или пластмассовых корпусах.

ГОСТ 10862—72 устанавливает обозначения на разрабатываемые и модернизируемые полупроводниковые приборы: транзисторы, диоды, тиристоры и стабилизаторы тока.

Первый элемент обозначения полупроводниковых приборов определяет исходный полупроводниковый материал, из которого изготовлен прибор.

Для устройств широкого применения исходные материалы обозначаются буквами: германий или соединения германия — Г; кремний или его соединения — К ; химические соединения галлия — А.

Для приборов, используемых в устройствах специального назначения, устанавливаются обозначения цифрами: германий или соединения германия—I ; кремний или его соединения — 2; соединения галлия — 3.

Второй элемент определяет подкласс прибора: транзисторы — Т (за исключением транзисторов полевых — П); диоды (выпрямительные, универсальные, импульсные) — Д; выпрямительные столбы и блоки — Ц; диоды сверхвысокочастотные — А; варикапы — В; тиристоры диодные — Н; тиристоры триодные — У; стабилизаторы тока— К; стабилизаторы и стабисторы —- С.

Третий элемент -о бозначения транзисторов, диодов и тиристоров определяет назначение прибора и выражается цифрой. Например: 1 — транзисторы малой мощности с граничной частотой коэффициента передачи тока не более 3 МГц; 2 — транзисторы с граничной частотой коэффициента передачи тока от 3 МГц до 30 МГц; 3 — транзисторы с граничной частотой коэффициента передачи тока более 30 МГц. Транзисторы средней мощности обозначены соответственно цифрами 4, 5. и 6, а транзисторы большой мощности— ци фрами 7, 8 и 9. Диоды выпрямительные малой мощности обозначаются цифрой. 1, средней мощности — 2, диоды универсальные — 4. При обозначении стабилитронов третий элемент определяет индекс мощности,

Четвертый и пятый элементы обозначения определяют порядковый номер разработки технологического типа прибора и обозначаются от 01 до 99.

Шестой элемент обозначения транзистров и диодов определяет деление технологического типа на параметрические группы, а стабилитронов и стабисторов — последовательность разработки — и обозначается буквами русского алфавита от А до Я. Например: ГТ605А —т ранзистор, предназначенный для устройств широкого применения, германиевый, средней мощности, номер разработки 05, группа А; ГД412А —диод полупроводниковый универсальный, предназначенный для устройств широкого применения, германиевый, номер разработки 12, группа А.

Транзисторы, выпускаемые в последнее время, имеют обозначение из букв и четырех цифр или цветной код из четырех точек, например транзисторы серии КТ3107. Первая точка указывает на серию транзистора, вторая —н а группу внутри серии, третья и четвертая — соответственно на месяц и год изготовления. Группа цветового кода обозначает: А — розовый, В — желтый, В — темно-голубой, Г — бежевый, Д —о ранжевый, Е — фиолетовый, Ж — светло-зеленый, И — зеленый, К — красный, Л — серый. Оформлены эти транзисторы в пластмассовом корпусе.

Селеновые выпрямители

Выпускаемые нашей промышленностью селеновые выпрямители предназначены для выпрямления переменного тока частотой до 1000 Гц. В них, как и в полупроводниковых диодах, выпрямление происходит на границе двух слоев! селена (дырочный тип) и сульфида или селенида кадмия (электронны й- тип). Элементы селеновых выпрямителей представляют собой алюминиевые пластинки различных размеров и формы. На поверхность их нанесен слой кристаллического селена и слой из сплава олова и кадмия. Селеновые полупроводниковые выпрямители применяются в радиоприёмниках в качестве выпрямителей питания.

Наибольшее применение получили пакетные выпрямители АВС-80-260 и АВС-120-270, собранные по мостовой схеме. Маркировка их состоит из трех элементов (для малогабаритных добавляется буква М).

Перв-ый элемент — буквы ABC (алюминиевый выпрямитель селеновый);

второй элемент — число, обозначающее среднюю величину выпрямленного тока, мА;

третий.э лемент — число, которое указывает действующее значение подводимого к выпрямителю переменного напряжения, В. Например: АВС-80-260, АВС-1-30М и др.

Полярность выводов выпрямителей маркируется в ы- штампованными значками +,—, ~ или цветными полосками (точками) следующих цветов: плюс — красный, минус — синий, переменный ток — желтый.

При замене вышедших из строя выпрямителей (разборка их не допускается) необходимо знать, что они рассчитаны на работу с теплоотводом через радиатор. В приемниках радиатор укрепляют непосредственно на металлическое шасси без прокладок.