Вопрос 16. Импульсные диоды, особенности работы, параметры и характеристики.
Импульсные диоды. Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов и предназначены для работы в импульсных цепях. От выпрямительных диодов они отличаются малыми емкостями p-n-перехода и рядом параметров, определяющих переходные характеристики диода. Уменьшение емкостей достигается за счет уменьшения площади p-n-перехода, поэтому допустимые мощности рассеяния у них невелики (30—40 мВт). Основные параметры импульсных диодов
1.Общая емкость диода Сд (доли пФ—несколько пФ).
2.Максимальное импульсное прямое напряжение
3.Максимально допустимый импульсный
4.Время установления прямого напряжения диода t — интервал времени 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 неосновных носителей заряда, в результате которого наблюдается уменьшение ее сопротивления (доли нc—доли мкс).
5.Время восстановления обратного сопротивления диода tвос—интервал времени, прошедший с момента прохождения тока через нуль (после изменения полярности приложенного напряжения) до момента, когда обратный ток достигнет заданного малого значения (порядка 0,1I где I—ток при прямом напряжении; tвос — доли нc — доли мкс). Наличие времени восстановления обусловлено зарядом, накопленным в базе диода при инжекции. Для запирания диода этот заряд должен быть «ликвидирован». Это происходит за счет рекомбинаций и обратного перехода неосновных носителей заряда в эмиттер. Последнее приводит к увеличению обратного тока. После изменения полярности напряжения в течение некоторого времени t, обратный ток меняется мало (рис. а, б) и ограничен только внешним сопротивлением цепи. При этом заряд неосновных носителей, накопленных при инжекции в базе диода (концентрация р(х)), рассасывается(пунктирные линии на рис. в)
По истечении времени t1 концентрация неосновных носителей заряда на границе перехода равна равновесной, но в глубине базы еще имеется неравновесный заряд. С этого момента обратный ток диода уменьшается до своего статического значения. Изменение его прекратится в момент полного рассасывания заряда, накопленного в базе.
В быстродействующих импульсных цепях широко используют диоды Шотки, в которых переход выполнен на основе контакта металл — полупроводник. У этих диодов не затрачивается время на накопление и рассасывание зарядов в базе, их быстродействие зависит только от скорости процесса перезарядки барьерной емкости. Вольт-амперная характеристика диодов Шотки напоминает характеристику диодов на основе р-и-переходов. Конструктивно диоды Шотки выполняют в виде пластины низкоомного кремния, на которую нанесена высокоомная эпитаксиальная пленка с электропроводностью того же типа. На поверхность пленки вакуумным напылением нанесен слой металла.
Диоды Шотки применяют также в выпрямителях больших токов и в логарифмирующих устройствах.
Вопрос 17. Принцип работы стабилитронов, основные параметры и характеристики и схема включения.
Полупроводниковые стабилитроны. Полупроводниковые стабилитроны, называемые иногда опорными диодами, предназначены для стабилизации напряжений, Их работа основана на использовании явления электрического пробоя р-я-перехода при включении диода в обратном направлении. Механизм пробоя может быть туннельным, лавинным или смешанным. У низковольтных стабилитронов (с низким сопротивлением базы) более вероятен туннельный пробой. У стабилитронов с высокоомной базой (сравнительно высокоомных) пробой носит лавинный характер. При относительно небольших обратных напряжениях в p-n-переходе возникает сильное электрическое поле, вызывающее его электрический пробой. В этом режиме нагрев диода не носит лавинообразного характера. Поэтому электрический пробой не переходит в тепловой. В качестве примера на рис. 2.14, а приведены вольт-амперные характеристики стабилитрона КС510А при различных температурах. На рис. 2.14,6, в показаны условное обозначение стабилитронов и его включение в схему стабилизации напряжения.
Основные параметры стабилитронов и их типовые значения
1.Напряжение стабилизации- падение напряжения на стабилитроне при протекании заданного тока стабилизации (несколько вольт - десятки вольт).
2.Максимальный ток стабилизации - (несколько мА — несколько А).
3.Минимальный ток стабилизации(доли — десятки мА).
4.Дифференциальное сопротивление, которое определяется при заданном значении тока на участке пробоя (доли Ом — тысячи Ом).
5. Температурный коэффициент напряжения стабилизации-относительное изменение напряжения стабилизации при изменении температуры окружающей среды на T