В ах идеального и реального p-n перехода. Вольт-фарадная характеристика перехода.
Прямая ветвь ВАХ p-n перехода: 1 – идеальный p-n
переход; 2 – реальный p-n переход
Полупроводниковые диоды. Классификация по конструкции, материалу, назначению. Маркировка диодов. Основные свойства и применение.
Полупроводниковым диодом называется электропреобразовательный прибор, который, как правило, содержит один или несколько электрических переходов и два вывода для подключения к внешней цепи. Принцип работы большинства полупроводниковых диодов (ППД) основан на использовании физических свойств и явлений в электрическом переходе. Основные свойства электронно-дырочного перехода, который активно применяется в ППД, заключаются в следующем:
- ассиметрия вольтамперной характеристики электронно-дырочного перехода;
- электрический пробой электронно-дырочного перехода;
- зависимость барьерной ёмкости от напряжения на электронно-дырочном переходе.
В зависимости от области применения полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы: выпрямительные, универсальные, импульсные, сверхвысокочастотные, варикапы, туннельные, обращенные, фото- и излучательные, стабилитроны.
По типу p-n перехода различают полупроводниковые диоды плоскостные и точечные. Плоскостным называют p-n переход, линейные размеры которого, определяющие их площадь, меньше толщины области объемного заряда.
Выпрямительные диоды. Классификация. Влияние материала, степени легирования и температуры на вах выпрямительных диодов. Основные параметры. Особенности применения.
Выпрямительными диодами называют диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока. Вторым элементом обозначения этих диодов является буква «Д»
Для стабилизации свойств диода применяют электроформовку точечного p-n-перехода путем пропускания через него коротких импульсов тока. Энергия этих импульсов должна быть достаточной для сплавления конца иглы с полупроводником. Материал иглы подбирают так, чтобы он являлся акцептором для полупроводника n-типа. Например, иглу изготавливают из бериллиевой бронзы или покрывают ее конец индием, алюминием и т.д. На характеристики диодов существенное влияние оказывает температура окружающей среды. С ростом температуры становиться интенсивнее генерация носителей зарядов и увеличиваются обратный и прямой токи диода. Для приближенной оценки можно считать, что с увеличением температуры на 10 градусов обратный ток германиевых диодов возрастает в 2, а кремниевых – в 2.5 раза.
Работа диода с нагрузкой. Понятие нагрузочной прямой, методы ее построения. Графоаналитический метод решения задачи преобразования диодом гармонического сигнала..
Кремниевые стабилитроны. Виды пробоев. ВАХ стабилитрона и ее параметры. Зависимость ВАХ от степени легирования и температуры. Термостабилизация стабилитронов. Схема и параметры простейшего стабилизатора напряжения. Области применения стабилитронов.
Импульсные диоды. Особенности конструкции, ВАХ импульсных диодов. Основные параметры, применение. Переходный процесс прямого и обратного переключения диодов. Работа диодов от источника тока. Методы повышения быстродействия диодов.
Импульсными называют полупроводниковые диоды, используемые в качестве ключевых элементов в схемах при воздействии импульсов малой длительности (микросекунды, доли микросекунд). Второй элемент обозначения импульсных диодов - буква "Д". Из-за инерционности электрических процессов переключение импульсного диода из проводящего состояния в непроводящее и обратно происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени, причем переходный процесс зависит от амплитуды входного сигнала (уровня инжекции) и внутреннего сопротивления генератора.