ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………...6

1. СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА………………………………………………..…….………………....7

2. ПРЯМОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ДИОДА …………………….…...……………….8

3. ОБРАТНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ДИОДА………………………………………..9

4. ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО СОПРАТИВЛЕНИЯ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИИ…………………………………………………………10

5. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА

1. Исходные данные ……………………………………………………..11

2. Модель выпрямительного диода ….…………………………………12

3. Диффузионные процессы ………………………………………….…13

4. ВАХ характеристика………………………………………………….18

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….19

7. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………..20

Введение

Основными элементами большинства полупроводниковых приборов является электрический переход – структура, содержащая переходный слой в полупроводниковом материале между двумя областями. С различными типами электропроводностей или различными значениями удельной электрической проводимости, где одна из областей может быть металлом.

Электрический переход между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электропроводность n - типа(электронную), а другая p – типа(дырочную), называют электронно-дырочном переходом или p-n переходом. Полупроводниковые диоды на основе p-n перехода: собственно p-n переход и два омических перехода, используемых в качестве электрических выводов. Свойства диодов описываются совокупностью различных характеристик: вольт-амперные характеристики(ВАХ), переходные характеристики, температурные характеристики.

1. Структурные особенности полупроводникового диода

Полупроводниковым диодом называют электро-преобразовательный прибор с одним (или несколькими) выпрямляющим электрическим переходом и двумя омическими выводами для подключения к внешней цепи. Принцип работы большинства диодов основан на использовании физических явлений в p-n-переходе.

В зависимости от технологических процессов, используемых при изготовлении диодов, различают: сплавные, диффузионные, планарно-эпитаксиальные диоды и их разновидности. Устройство полупроводникового диода, изготовленного по планарно-эпитаксиальной технологии, приведено на рис. 1.

Рисунок 1 Устройство полупроводникового диода

Большинство полупроводниковых диодов выполняют на основе несимметричных p-n-переходов. В качестве структурных элементов диодов используют также p-i-, n-i-переходы, переходы металл-полупроводник, p+-p-, p+-n-переходы, гетеропереходы. Изготовляются также диоды с p-i-n-, p+-p-n- и n+-n-p-структурами.

2. Прямое включение диода

При прямом напряжении на диоде внешнее напряжение частично компенсирует контактную разность потенциалов на p-n-переходе, так как внешнее электрическое поле при прямом включении диода направлено противоположно диффузионному полю. Поэтому высота потенциального барьера перехода уменьшается пропорционально приложенному к диоду напряжению. С уменьшением высоты потенциального барьера увеличивается количество носителей заряда, которые могут преодолеть потенциальный барьер и перейти в соседнюю область диода, где они окажутся неосновными носителями.

Этот процесс называется инжекцией неосновных носителей заряда через p-n-переход. Типичная ВАХ полупроводникового диода изображена на рисунке 2.

Рисунок 2 – ВАХ полупроводникового диода

3. Обратное включение диода

Обратный ток диода, как видно из рисунка 2, начиная с очень малых значений обратного напряжения, не будет изменяться с изменением напряжения. Этот неизменный с изменением напряжения обратный ток через диод, называемый током насыщения, объясняется экстракцией неосновных носителей заряда из прилегающих к переходу областей. Это приводит к уменьшению граничной концентрации неосновных носителей заряда около p-n-перехода и дальнейшему расширению области пространственного заряда из-за увеличения потенциального барьерa.

С хема обратного включения диода.

Рисунок 3 ­­– Схема обратного включения диода.