характеристик. Такие приборы позволяют упростить ряд импульсных схем, в том числе релаксационных генераторов, схем с двумя устойчивыми состояниями; кроме того, эти приборы обладают свойствами газоразрядных приборов и внедряются в силовые устройства (управляемые выпрямители, преобразователи и др.).

Двухбазовый диод (рис. 9-107) представляет собой пластинку из германия или кремния п-типа с двумя выводами бь 6 и расположенным сбоку р-п переходом. Ток, проходящий через пластинку от источника Ее, создает внутреннее падение напряжения С/вы на участке, входящем в цепь р-п перехода. В результате этого не только при обратной полярности напряжения Ub, но и при прямых напряжениях, не превышающих величину Use,

р-п переход остается запертым и в его цепи проходит небольшой обратный ток /о (рис. 9-108). При напряжении- Ub>Ubii переход открывается и, действуя подобно эмиттеру транзистора, инъектирует в пластинку-базу неосновные носители. Увеличение концентраций носителей, происходящее главным об-

Рис. 9-107. Конс-грукция двухбазового диода.

Рис. 9-108. Статические характеристики двухбазового диода.

разом в нижней на рис. 9-107 части базы, приводит к уменьшению ее сопротивления, причем уменьшается и внутреннее падение напряжения вн. Это содействует увеличению прямого тока через р-п переход. При соответствующем выборе геометрии прибора и свойств материала базы сопротивление пластинки уменьшается быстрее увеличения тока через р-п переход, т. е. нарастание тока Is сопровождается понижением напряжения Use-

Лавинный транзистор. Характеристикой того же типа, что и у двухбазового диода, обладают лавинные транзисторы (рис. 9-106), конструкция которых в принципе не отличается от конструкции обычных плоскостных транзисторов. Лавинные транзисторы обычно представляют собой

сплавные германиевые приборы структуры р-п-р (см. рис. 9-46) с достаточно низкоом-ной областью базы (рб<0,5 ом-см), что содействует развитию лавинного умножения носителей в коллекторном р-п переходе (см. стр. 414) при сравнительно низких обрат-

но /,

-ts и -го

Рис. 9-109. Статические характеристики лавинного транзистора структуры р-п-р.

А - активная область, используемая у обычного транзистора; Б - область рабочих режимов лавинного транзистора.

ных напряжениях, и за счет роста коэффициента лавинного умножения М коэффициент усиления по току а при напряжениях выше превышает единицу.

Пороговое напряжение лавинного транзистора, при котором а=1, составляет:

ta=fnp/l- 0.

(9-242)

где i/np-пробивное напряжение коллекторного р-п перехода; п - постоянная, равная 3 для германиевого транзистора структуры р-п-р;

Оо-начальное значение а (при низком коллекторном напряжении). Поскольку коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером выражается соотношением

rf/б

(9-243)

то при приближении а к единице он стремится к бесконечности, чем и обусловлено резкое нарастание коллекторного тока при напряжении U в отсутствие тока базы (кривая /б=0 на рис. 9-109).

Приложение к эмиттерному р-п переходу обратного напряжения, вызывающего в цепи базы ток обратного направления (/б>0), задерживает развитие лавинного пробоя в цепи коллектор - эмиттер. Но после возникновения условий пробоя при более высоком напряжении (когда возрастающий обратный ток коллектора скомпенсирует запирающий ток в цепи базы) напряжение может быть понижено почти до величины

Ua

Четырехслойный диод р-п-р-п, или ди-нистор, представляет собой структуру, состоящую из трех р-п переходов, из которых один (средний) включен навстречу двум другим (крайним). При рабочей полярности внещнего напряжения (рис. 9-ПО, с) крайние р-п переходы смещены в прямом

Рис 9-110. Структура четырехслойного диода (а) и эквивалентная комбинация из двух транзисторов (б).

направлении и могут быть уподоблены эмиттерным переходам двух транзисторов структур р-п-р и п-р-п, а средний р-п переход смещен в обратном направлении и является как бы общим коллекторным р-п переходом этих транзисторов (рис. 9-ПО, 6). При этом ток среднего р-п перехода можно представить в виде суммы:

h = 1 /i -}- Ог [g -Ь /ко.

где ai и Иг - коэффициенты усиления по току двух составляющих р-п-р-п структуру транзисторов, а /ко - обратный ток среднего р-п перехода. Поскольку через все р-п переходы проходит один и тот же ток (/i = =h=h=I), его величина определяется со-отнощением

J ко

~ 1 - (аг+ аг)

Очевидно, при условии ai-fa2=l ток / будет бесконечно нарастать, т. е. произойдет пробой. Оба коэффициента усиления ai и as возрастают от весьма малых значений (0,1-0,2) по мере увеличения тока, кото-)ый первоначально определяется значением ко и растет при повыщении напряжения. При некотором напряжении (<7пр на рис. 9-111) сумма ai-fas достигает значения 1 и ток / лавинообразно увеличивается. Поскольку при этом может происходить даль-нейщее увеличение ai и аг, условие а\+а2= = 1 продолжает выполняться при все меньшем и меньшем напряжении и в вольт-амперной характеристике появляется участок отрицательного сопротивления (АБ на рис. 9- 11). Вслед за этим идет область весьма низкого сопротивления (БВ), в которой через прибор проходят большие токи при малом падении напряжения.

Выключение тока в цепи четырехслойного диода происходит при снижении тока через диод до величины, меньшей чем /выки (рис. 9-111).

Рис. 9-111. Вольт-амперная характеристика четырехслойного диода.

Четырехслойные диоды выполняются иэ кремния, причем ток в запертом состоянии (до наступления пробоя) обычно не превышает десятков микроампер, пробивные напряжения составляют десятки - сотни вольт, а падение напряжения во включенном состоянии - порядка 1 е.

Управляемый четырехслойный переключатель или тиристор, отличается от четырехслойного диода наличием дополнительного вывода от одного из крайних р-п переходов (рис. 9-112). Этот вывод позволяет /

независимо от величины напряжения в переключаемой цепи управлять током одного из эмиттеров и, изменяя этим самым коэффициент Нь создавать условия пробоя всей структуры. Семейст- --во статических характе- 0-ристик такого прибора

0 < п

+ -0

при различных величи- ynpaвSяeмo-нах прямого тока управ- го четырехслой-ляющего эмиттера пока- ного переключа-зано на рис. 9-113. Для включения достаточно ввести в цепь эмиттера кратковременный импульс тока существенно меньшей величины, чем ток в цепи нагрузки. Выключение же обычно осуществляется, как и в неуправляемом четырехслойном диоде, путем снижения тока в цепи нагрузки. Однако в принципе возможно выключение тиристора и путем подачи в цепь управляющего эмиттера достаточного импульса тока обратного направления. Этот принцип реализуется в специальных тиристорах с выключением по входной цепи.

Важную разновидность управляемых многослойных переключателей образуют так называемые кремниевые управляемые вентили (КУВ). Это - мощные приборы, способные переключать токи в десятки и сотни ампер в цепях высокого напряжения (сотни вольт). Они находят большое

применение в управляемых выпрямителях с регулировкой фазы включения, в различных устройствах силового управления, автоматического регулирования (в том числе в системах электропривода), в инверторах тока и др.

Помимо структур р-п-р-п, в КУВ используют также структуру р-п-р-т, в которой один из крайних слоев полупровод-

Рис. 9-113. Семейство статических характеристик управляемого четы-рехслойного переключателя.

ника заменен металлическим электродом (т). Контакт металл - полупроводник подобно р-п переходу в кремнии используется в качестве эмиттера, эффективность которого повышается с увеличением тока и обеспечивает переход прибора из закрытого состояния в открытое при подаче соответ-ствуюшего импульса управляющего тока.

ЛИТЕРАТУРА

1. Б е р м а и Л. С, Новые радиотехнические полупроводниковые приборы. Серии Полупроводники , вып. 8, изд. леннЬградского Дома научно-технической пропаганды, 1963.

2. Б е р м а и Л. С., Нелинейная полупроводниковая емкость, Физматгиз, 1963.

3. Волошин и др.. Полупроводники и их применение в технике, изд-во Беларусь , 1963.

4. Г о р о x о р В. А., Эквивалентные схемы и параметры фотодиодов и фототранзисторов, сб. Полупроводниковые приборы и их применение , вып. 10, изд-во Советское радио , -1963.

5. Д а и л э п У., Введение в физику полу- -проводников, ИЛ, 1959.

6. И о ф ф е А. Ф., Физика полупроводников, Изд-во АН СССР, 1957.

7. И о ф ф е А. Ф., Полупроводниковые термоэлементы, Изд-во АН СССР, 1956.

8. Каменецкий Ю. А., Эквивалентные схемы кристаллических триодов, сб. Полупроводниковые приборы и их применение , вып. 2, изд-во Советское радио , 1957.

9. Куделин К. М., О расчете теплоотвода для мощных транзисторов, Радиотехника, т. 19, № 2, 1964.

10. М а р а н ц В. Г., Маркович М. И., Петрова Л. П., Параметры, характеризующие транзисторы, предназначенные для применения в импульсных схемах, сб. Полупроводниковые приборы и их применение , вып. 6, изд-во Советское радио , 1960.

11. Миддлбрук Р. Д., Введение в тео рию транзисторов, Атомиздат, 1960.

12. Николаенко Н. С, Температурная стабилизация и компенсация полупроводниковых усилителей, сб. Полупроводниковые приборы н их применение , вып. 9, изд-во Советское радио , 1963.

13. П а с ы н к о в В. В., Савельев Г. Д., Ч и р к и н Л. К., Нелинейные полупроводниковые сопротивления, Судпромгиз, 1962.

14. Полупроводники в науке и технике, т. 1. Изд-во АН СССР, 1957.

15. Полупроводники в иауке и технике, т. 2, Изд-во АН СССР, 1958.

15а. Полупроводниковые управляемые вентили, сборник статей под ред. В. Г. Комара и В. А. Ла- бунцова, Госэнергоиздат, 1962.

16. П о т р я с а й В. Ф., Рыжов А. С... С у т я г и н В. Я., Шумы транзисторов, сб. Полупроводниковые приборы и их применение , вып. 5, изд-во Советское радио , 1960.

17. Рыжов А. С. и др.. Экспериментальное исследование шумовых свойств отече твенных транзисторов дрейфового типа, сб. Полупроводниковые приборы и их применение , вып. 9, изд-во Советское радио , 1963.

18. С а в е л ь е в СЛ., Челноков О. А., Высокочастотные параметры и эквивалентная схема транзистора П411, сб. Полупроводниковые приборы и их применение , вып. 10, изд-во Советское радио , 1963.

19. Самохвалов М. М., Германиевые сплавные диффузионные триоды. Госэнергоиздат, 1962.

20. Смит Р., Полупроводники, ИЛ, 1962.

21. С п и р и д о н о в Н. С, Расчет параметров дрейфового триода с учетом зависимости подвижности носителей от концентрации примеси в базе, сб. Полупроводниковые приборы и их применение , вып. 6, изд-во Советское радио , 1960.

22. С т е п а н е н к о И. П., Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Издание второе, Изд-во Энергия , 1967.

23. Ф е д о т о в Я. А., Основы физики полупроводниковых приборов, изд-во Советское радио , 1963.

24. Ф о к и и а В. Ф., Исследование коэффициента шума транзисторов типа П416, сб. Полупроводниковые приборы и их применение , вып. 10, изд-во Советское радио , 1963.

25. Ч е р н е X. И., Взаимосвязь между параметрами полупроводникового триода в различных схемах его включения. Радиотехника, т. 13, Na 2, 1958.

26. Ф о м и н а В. Ф., Исследование коэффициента шума транзисторов, сб. Полупроводниковые приборы и их усиление , вып. 10, стр. 299. вып. 12, стр. 76, изд-ЕО Советское радио , 1963, 1964.

27. Н е д о л у ж к о И. Г., К а г а н о в И. Л Расчет переходных процессов в полупроводниковых триодах методом заряда, сб. Полупроводниковые приборы и их усиление , вып. 13, стр. 228, изд-во Советское радио , 1965.

28. Т и щ е н к о Н. М., М а л ы ш к и и В. Г., Динисторы и тиристоры и их применение в автоматике, Биб-ка по автоматике, вып. 163, изд-во Энергия , 1966.

29. Кремниевые управляемые вентили-тиристоры. Технический спрйвочник, нзд-во Энергия . 1964.