Это одна из тем, с которых лучше начинать знакомство с радиодеталями. Всё достаточно просто, до изобретения полупроводников вся электроника базировалась на других принципах, и основу усилительной техники составляли лампы.
Немного о лампах в электронике скажу так: они имеют лучшие усилительные свойства, в сравнении с полупроводниками, лучшую стабильность в работе, но есть ряд минусов - это большие размеры, большое потребление энергии, низкая надежность и большое время выхода на рабочий режим, плюс огромное тепловыделение.
А теперь непосредственно к нашей теме.
Проводники - все, что проводит электричество.
Проводники электрического тока. [current conductors] — вещества, обладающие высокой электропроводностью, т.е. низким удельным сопротивлением ρ.
Определение достаточно понятное. Для нас это: медь, алюминий, сталь, золото, серебро, дорожка на плате или металлический корпус, все, в основном, чем можно соединить источник и нагрузку. В радиодеталях это может быть медь (индуктивность), электролит (конденсатор), проводящая пленка (резистор). Сам человек может быть проводником только в поезде (шутка), пропускать через себя электрический ток можно, но не стоит - это опасно для здоровья.
Диэлектрики - материалы, которые имеют низкую проводимость (сухое дерево, виды пластика, воздух). Особенность в том, что они имеют бесконечное сопротивление (в реальности, ГОмы) и, по сути, пропускают наноамперы или еще меньшие токи. Но, как правило, суммарный ток утечки всегда есть. Все изолирующие вещества создаются из диэлектриков - изолента, пвх изоляция, и так далее.
Теперь, для примера, рассмотрим устройство резистора
Обратите внимание, что основной элемент резистора - это резистивный слой, тонкая пленочка, имеющая заданную удельную проводимость и, как итог, резистор имеет проводник и диэлектрик. Все остальное - вспомогательные элементы.
Конденсатор
Как видим, в основе опять взяты диэлектрик и проводник, в другом сочетании.
Катушка индуктивности - это, вообще, просто проводник в изоляторе. Только свернутый особым образом.
Единственное, чем дополнили катушку для уменьшения магнитного сопротивления - это ферромагнитный сердечник.
Как видите, основные детали - это сочетание проводников и диэлектриков.
А теперь переходим к самому интересному - полупроводникам. Всего их существует два типа: p- тип и n-тип. С точки зрения кристаллической решетки они имеют разную составляющую по основным носителям. Но здесь бы я не стал вдаваться в подробности, мы не студенты ВУЗа, к тому же все детали ужи придуманы. Наша задача - понять, как работает полупроводник, и это использовать.
Есть понятие p-n переход, и он критичен к правильности включения (полярность). То есть, от того, как он включен, зависит и протекание тока через него.
Начнем с того, что есть прямое включение, тогда переход открыт, и характеристика тока зависит от напряжения.
Обратите внимание: в правой части две характеристики, для каждого материала своя. При этом напряжение, при котором происходит открытие, резко идет вверх меньше чем 1 вольт. Рабочий ток диода от нескольких миллиампер, может доходит до сотен ампер (зависит от исполнения). А вот слева характеристика в другом масштабе. Обратное напряжение может достигать сотни или тысячи вольт, а ток будет всего несколько микроампер, что в 1000 раз меньше прямого тока.
Я привожу всегда для сравнения пример с золотником. То есть, накачивая колесо, вы чуть-чуть создаете давление и золотник открывается, далее, при увеличении давления, будет увеличение расхода воздуха. Как только мы перестаем качать, обратное давление может давить в несколько атмосфер, а золотник держит. Это и есть принцип работы полупроводника.
Но, так же как и проводник с изолятором, разное сочетание полупроводников дают разные элементы - транзисторы, тиристоры, стабилитроны и много других, но об этом в другой раз.
Понравилась статья, ставь лайк и подписывайся на канал.