基本电子功能
整改
整流,或将交流电(AC)转换为直流电(DC),在本节中已提到电子管时代.一个二极管,或两端设备,为该过程所必需。半导体二极管由一个晶体组成,其中的一部分是n类型和部分p类型。这两部分之间的边界称为ap-n结(看到 ).如上所述,有一个孔的人口p型侧的结和电子的总体n类型的一面。如果将负电压施加到p型侧,表示施加于n-型方,孔在p类型区域将被吸引离开p-n结,电子也会n类型的一面。的两侧的区域p-n交界处将是耗尽电荷载体,从而成为有效的绝缘子.在这种情况下,称为反向偏置,只有一个非常小的泄漏电流流动。
然而,如果这些电压反向,产生一种称为正向偏置的条件,则电极上的正电压p型边将击退孔横跨p-n结;负电压也会排斥电子n类型的一面。空穴和电子都会穿过p-n在相反的方向连接,创造一个电流(看到 ).
在这个简单的描述中,空穴和电子运动的许多细节被省略了,但原理似乎很清楚。的p-n半导体二极管中的结用一个导电流极性具有外加电压但不具有其他极性的。典型的小二极管的导电性约为0.1安培大概是1.5-伏特正向偏压,他们将承受100或更多伏特与可忽略的电流流在相反的方向。大型工业二极管可携带高达5000安培的电流,并可阻挡数千伏特的电压。
放大
使用n-p-n晶体管
晶体管由两个晶体管构成p-n结是平行的,彼此非常接近。的典型配置是n-p-n晶体管(看到 ),这两名运动员的兴奋剂水平不同n类型区域和其他提高效率的特征;在图中所示的设计中n-p-n区域对应于源(或发射器),门(或基地),沥干(或收集器)的电路.在正常操作中,如在放大器电路(看到 ),有规定(电池在这种情况下)应用一个小的正向偏置到基极-发射极结和一个大的反向偏置到基极-集电极结。电阻每一个都是串联的电池建立稳态运行条件,并建立交流信号源包含在底座引线中。当交流信号源关闭时,发射极基电路中的电池导致小电流流过串联电阻器以及正向偏置发射极-基极结。这导致多余的电子存在于p-type晶体管基区。更多的电子被强反相吸引到集电极区偏见在收集器上比在底座上吸引连接。平均而言n-p-n晶体管中,从发射极到基极每1个电子,就有超过100个电子从发射极传到集电极。
交流信号源接通后,基极电流交替增大和减小。集电极电流以同样的方式变化,但变化幅度要大上百倍;实际上,信号被放大了。通过集电极串联电阻的变化的集电极电流引起变化的压降,其可作为后续放大电路的信号源。本例使用了一个n-p-n晶体管。与一个p-n-p在晶体管中,除了空穴是主要的载流子外,其作用是类似的电池因此电流的方向是相反的。
利用场效应管
20世纪60年代早期开发的另一种重要类型的晶体管是晶体管场效应晶体管,例如金属氧化物半导体场效应晶体管,或MOSFET (看到 ).另一种是结场效应晶体管,工作方式类似,但使用频率要低得多。MOSFET由两个区域组成:(1)源(此处显示连接到硅衬底)和(2)一种电导率类型的漏极嵌入相反电导率类型的体中。源极和漏极之间的空间被一层薄的二氧化硅在氧化气氛中加热硅而形成的。该设备的第三部分,即栅极,是沉积在二氧化硅上的薄金属层。
有几种类型的mosfet,包括n-通道类型,如此命名是因为,当它在工作时,应用一个正电压到栅极相对于p型区域会导致在基体中形成以电子为主的薄导电区p-type区域正好在门下面。栅极电压排斥空穴并吸引电子p-型区域,其中有一些电子,即使主要载流子是空穴。薄层的富电子物质,即通道,连接源和漏电流,并允许电流之间流动时,漏有偏见的就源头而言是积极的。电流的大小由开关控制门电压。没有栅极电压,没有电流流动,因为p-n漏极区周围的结是反向偏置的,因为没有通道存在。mosfet广泛应用于集成电路。