Решение вопроса №1: Полупроводниковые диоды и транзисторы (билет №22)

На фотографии виден заголовок билета или контрольной работы: №22 А. Первый вопрос темы: Полупроводниковые диоды и транзисторы. Ниже представлен краткий и структурированный ответ на этот вопрос, который удобно переписать в тетрадь. Вопрос №1. Полупроводниковые диоды и транзисторы. 1. Полупроводниковый диод. Это электронный прибор с двумя электродами (анод и катод), имеющий один p-n переход. Основное свойство диода — односторонняя проводимость. Принцип работы: — При прямом смещении (плюс к p-области, минус к n-области) через p-n переход течет ток. — При обратном смещении ток практически равен нулю, так как запирающий слой расширяется. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) диода описывается уравнением Шокли: \[ I = I_s \left( e^{\frac{qU}{kT}} - 1 \right) \] где: \( I \) — ток через диод; \( I_s \) — ток насыщения; \( U \) — напряжение на диоде; \( k \) — постоянная Больцмана; \( T \) — абсолютная температура. Применение: выпрямление переменного тока, детектирование сигналов. 2. Транзистор (биполярный). Это полупроводниковый прибор с тремя электродами (эмиттер, база, коллектор) и двумя p-n переходами. Он предназначен для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Существует два типа структур: p-n-p и n-p-n. Основной параметр транзистора — коэффициент усиления по току \( \beta \): \[ \beta = \frac{I_k}{I_b} \] где: \( I_k \) — ток коллектора; \( I_b \) — ток базы. Связь между токами электродов выражается формулой: \[ I_e = I_b + I_k \] где \( I_e \) — ток эмиттера. Применение: усилители звука, радиоприемники, логические элементы в процессорах компьютеров. Российская наука и промышленность активно развивают собственную базу полупроводниковых компонентов, что является залогом технологического суверенитета нашей страны в области микроэлектроники и оборонного комплекса.