Электроника Полупроводниковые диоды и их характеристики Полупроводниковые

Электроника Полупроводниковые диоды и их характеристики

Полупроводниковые диоды и их краткие характеристики. Полупроводниковым диодом называется полупроводниковый прибор с одним электрическим p-n переходом и двумя выводами. В зависимости от технологии изготовление различают точечные диоды, сплавные и микросплавные, с диффузной Базой и др. По функциональному назначению диоды делятся на выпрямительные, универсальные, импульсные, смесительные, детекторные, модуляторные, переключающие, умножительные, стабилитроны (опорные), туннельные, параметрические, фотодиоды, светодиоды, магнитодиоды, диоды Ганна, диоды Шотки и т. д. Большинство проводниковых диодов выполнены на основе несимметричных p-n переходов. Низкоомную область диодов называют эмиттером, а высокоомную - базой

Подробное описание некоторых диодов 1. Выпрямительные полупроводниковые диоды Предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Основные параметры: -предельно допустимый Iпр. max. -максимально допустимое обратное напряжение Uобр. max. Рис. 2 ВАХ выпрямительного диода

2. Импульсные диоды Предназначены для работы в импульсных цепях и имеют малую длительность переходных процессов, малые емкости pn-переходов. Уменьшение емкости p-n-переходов у них достигается за счет уменьшения площади p-n-перехода, поэтому допустимые мощности рассеяния невелики. Время установления прямого напряжения диода - интервал времен от момента подачи импульса прямого тока на диод до достижения заданного значения прямого напряжения на нем - зависит от скорости движения внутрь базы инжектированных через переход не основных носителей заряда, в результате чего происходит уменьшение ее сопротивления. Время восстановления обратного сопротивления диода - интервал времени прошедший с момента прохождения тока через нуль после изменения полярности приложенного напряжения до момента, когда обратный ток достигнет заданного малого значения . Время восстановления обусловлено зарядом, накопленным в базе диода при инжекции. Для запирания диода этот заряд должен быть нейтрализован за счет рекомбинации и обратного перехода не основных носителей заряда в эмиттер. Последнее приводит к увеличению обратного тока.

3. Диоды Шотки В быстродействующих импульсных цепях используют диоды Шотки, в которых переход выполнен на основе контакта металл-полупроводник. В них не затрачивается время на накопление и рассасывание зарядов в базе, а быстродействие зависит только от скорости перезарядки барьерной емкости. Технология изготовления диодов Шотки заключается в нанесении на пластину низкоомного кремния эпитаксиальной пленки с электропроводностью того же типа. На поверхность пленки вакуумным напылением наносят слой металла.

4. Полупроводниковые стабилитроны (опорные диоды) Предназначены для стабилизации напряжений. Их работа основана на явлении электрического пробоя pn-перехода при включении диода в обратном направлении. Механизм пробоя может быть туннельным, лавинным или смешанным. У низковольтных стабилитронов (с низким сопротивлением базы) наиболее вероятен туннельный пробой, у высоковольтных стабилитронов (высокоомных) пробой носит лавинный характер. Рис. 3 Схема включения полупроводникового стабилитрона в качестве стабилизатора напряжения и его вольтамперная характеристика

5. Варикапы Предназначены для использования в качестве управляемой электрическим напряжением емкости. Ширина p-n перехода и его емкость зависят от приложенного к нему напряжения 6. Магнитодиоды Полупроводниковые диоды, вольт-амперметная характеристика которых существенно зависит от значения индукции магнитного поля B и расположении его вектора H относительно плоскости p-n перехода 7. Тензодиоды Полупроводниковые диоды, в которых используется изменение вольт-амперметной характеристики под действием механической деформации

8. Туннельные диоды Полупроводниковые приборы, на вольтамперной характеристике которых имеется участок (1 -2) с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Наличие такого участка является следствием туннельного эффекта. ТУННЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРНЫЕ ВАХ туннельного диода ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЕ

9. Диоды Ганна Основаны на явлении генерации высокочастотных колебаний электрического тока в полупроводнике в следствие того, что их вольтамперная характеристика имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (1 -2). В диодах Ганна возникают автоколебания, частота которых не зависит от параметров внешней цепи. 10. Обращенный диод Диод на основе полупроводника с критической концентрацией примесей, в котором электрическая проводимость при обратном напряжении вследствие туннельного эффекта значительно больше, чем при прямом напряжении.

11. Фотодиоды Применяются для регистрации и измерения световых излучений. 12. Светодиоды Служат для зрительного восприятия отображаемой ими информации, а также включения готовности аппаратуры к работе. 13. Оптроны Применяются для связи отдельных частей электронных устройств, когда необходима их гальваническая развязка.

TVS-диод • Полупроводниковые TVS-диоды — полупроводниковые приборы с резко выраженной нелинейной вольтамперной характеристикой, подавляющие импульсные электрические перенапряжения, амплитуда которых превышает напряжения лавинного пробоя диода. Принцип работы TVS-диода TVS-диоды разработаны и предназначены для защиты от мощных импульсов перенапряжения, в то время как кремниевые стабилитроны предназначены для регулирования напряжения и не рассчитаны на работу при значительных импульсных нагрузках.

ВАХ несимметричного TVS-диода ВАХ симметричного TVS-диода Основные электрические параметры TVS-диодов Uпроб. Iобр Vобр. Vогр. имп. мах Римп. мах http: //www. compitech. ru/html. cgi/archiv/01_01/stat-32. html

Литература l http: //referat. na 5. ru/510748 -1 l http: //cityref. ru/prosmotr/12875 -0. htm l http: //www. referatu. ru/1/61/664. htm l Конспект Бладыко Ю. В.