5. Вольт-амперная характеристика (вах)

p-n-перехода представляет собой з ависимость тока от величины и полярности приложенного напряжения. В общем виде вольт-амперная характеристика (ВАХ) р-n перехода (рис. 1.10) представляется экспоненциальной зависимостью

I = I0 (exp U / φТ  - 1)

 где I₀ - обратный ток. Этот ток имеет небольшие величины , но довольно сильно увеличивается при повыше­нии температуры. Важным параметром р-п перехода является его дифференциальное сопротивление r_д:

П овышение обратного напряжения до определенного значения, называемого напряжением пробоя (U_{обр.проб}) приводит к пробою  электронно-дырочного перехода, т.е. к резкому уменьшению обратного сопротивления и, соответственно, росту обратного тока. C ростом тока дифференциальное сопротивление р-п перехода быстро падает. При расчете выпрямительных устройств часто пользуются другим параметром р-п перехода - сопротивлением постоянному току R_ст.

При прямом смещении р-п перехода (при протекании прямого тока) R_ст всегда больше сопротивления r_д.

Поскольку на р-п переходе при больших токах может выделяться достаточно большая мощность, температура перехода при этом может заметно превысить температуру отдельных областей полупроводникового элемента и окружающей среды.

6. –(7) Отличие реальн. полупроводникового диода от идеального.

Полупроводниковый диод – прибор, имеющий 1 p-n переход и 2 вывода. Полупроводниковые диоды изготовляют из германия, кремния. селена и других веществ. Идеальный диод – у которого сопротивление p-n перехода не учитывается.В реальном диоде необходимо учитывать сопротивление пассивных областей. В настоящее время диоды иёзобрит. таким образом чтобы одна из областей заряда имела концентрацию основных носителей зарядов много большей, чем концентрация основных носителей зарядов другой области. Область, сопротивление которой много меньше называется эмиттером; другая область – база.

7. Специальные типы полупроводниковых диодов.

В зависимости от структуры различают точечные и плоскостные диоды. У точечных диодов линейные размеры, определяющие площадь p-n-перехода, такие же, как толщина перехода, или меньше ее. Они имеют малую емкость перехода (обычно менее 1 пФ) и поэтому применяются на любых частотах, вплоть до СВЧ. 

По назначению полупроводниковые диоды подразделяются на выпрямительные диоды малой(до 300мА), средней(300мА-10А) и большой мощности, импульсные диоды и полупроводниковые стабилитроны и др.

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.

Стабилитроны изготавливаются исключительно из кремния, их также еще называют опорными диодами, т. к. в ряде случаев получаемое от них стабильное напряжение используется в качестве опорного.

Стабисторы - это полупроводниковые диоды, аналоги стабилитронов, но в отличие от последних у стабисторов используется не обратное напряжение, а прямое. Значение этого напряжение мало зависит от тока в некоторых пределах.

Варикапы - это плоскостные диоды, иначе называемые параметрическими, работают при обратном напряжении, от которого зависит барьерная емкость. Другими словами, варикап - это кондер переменной емкости, управляемый не механически, а электрически.

Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежут. частоты.

Типы диодов по конструкции: Диоды Шоттки, СВЧ-диоды, Стабилитроны, Стабисторы, Варикапы, Светодиоды, Фотодиоды, Туннельные диоды, Плоскостные.

(9)–(10) Схемы на полупроводниковых диодах. Параллельный диодный ключ и ограничитель. Передаточные хар-ики. Эпюры вых. напряжения при синусоидальном вх. напряжении.

Диодные ключи предназначены для пропускания импульсов определенной полярности и длительности в серии импульсов, поступающих от генератора импульсов. Генераторы импульсов работают непрерывно, посылая со своих выходов калиброванные прямоугольные импульсы. Диодные ключи применяются для точного и быстрого переключения напряжений и токов.

Ограничителем называют четырехполюсник, на выходе которого напряжение не изменяется, когда входное напряжение превышает некоторое пороговое значение (ограничение сверху), принимает значение ниже порогового (ограничение снизу) или превосходит пределы пороговых уровней (двухстороннее ограничение).  Диод проводит ток, если потенциал анода превышает потенциал катода. В зависимости от способа соединения нагрузки и лампы различают последовательные и параллельные диодные ограничители. В последовательном диодном ключе диод включен последовательно с сопротивлением нагрузки, а в параллельном - параллельно. В ограничителях с усилительной лампой возможны следующие режимы ограничения: сеточное, анодное и анодно-сеточное. В ней используются нелинейные свойства участка сетка - катод лампы. Этот участок фактически выполняет роль участка анод-катод диода, на котором собран параллельный диодный ограничитель. Эпю́ра — особый вид графика, показывающий распределение величины нагрузки на объект.

Эпюра выходного напряжения