2.Полупроводниковые приборы.

полупроводниковые диоды

Полупроводниковым диодом называют полупроводниковый прибор, содержащий один или несколько электрических переходов и 2 вывода для подключения к внешней цепи. В зависимости от функционального назначения различают:

1. Выпрямительные диоды ; Лавинные диоды; Выпрямительные столбы; Выпрямительные блоки и сборки; Универсальные и импульсные диоды; Диоды с накоплением заряда; Диодные матрицы и сборки; Стабилитроны; Стабисторы; Ограничители напряжения; Генераторы шума; Варикапы; Варакторы; Туннельные диоды

2. Обращённые диоды; СВЧ-диоды;Светоизлучающие диоды; Излучающие диоды инфракрасного диапазона; Фотодиоды; И другие

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в однополярный. Принцип работы выпрямительных диодов основан на использовании односторонней проводимости /вентильных свойств/ электрического перехода для преобразования переменного тока в однополярный пульсирующий.

Выпрямительные диоды делятся на:

1. Силовые /низкочастотные/ /для использования в выпрямителях =50кГц/

1. Диоды малой мощности : < 300мА

2. Диоды средней мощности: 300мА < < 10А

3. Диоды большой мощности: 10А <

1. М аломощные /высокочастотные/ /для применения в разного рода детекторах =10 100МГц/

2. Такой выпрямитель называется однополупериодным. Конденсатор может выполнять функцию сглаживания.

Выпрямитель, пропускающий 2 периода, называется двуполупериодным выпрямителем.

При одинаковой C пульсация будет меньше, чем в однополупериодном.

Выпрямительные диоды широко применяют в источниках питания, ограничителях выбросов напряжений. Наибольшее использование нашли кремниевые, германиевые диоды, диоды с барьером Шотки, а в аппаратуре специального назначения и измерительной аппаратуре, работающей в условиях высокой температуры окружающей среды,- селеновые и титановые выпрямители.

Лавинные диоды – это разновидность выпрямительных диодов /нормируется напряжение лавинного пробоя/. Может использоваться в цепях защиты от перенапряжения.

Выпрямительные столбы – это совокупность выпрямительных диодов, включённых последовательно и собранных в единую конструкцию с двумя выводами, используется в высоковольтных выпрямителях.

Выпрямительные блоки и сборки – содержат несколько диодов, электрически независимых или соединённых в виде однофазного или трёхфазного моста. Позволяют упростить монтаж и уменьшить габариты аппаратуры.

Универсальные и импульсные диоды отличаются от выпрямительных диодов более высоким быстродействием и большими значениями импульсных токов, имеют другую систему параметров.

Диоды с накоплением заряда /ДНЗ/ – разновидность импульсных диодов, малое время обратного восстановления. Это достигается неравномерным легированием базы.

Диодные матрицы и сборки – представляют собой интегрированные в одном корпусе или кристалле универсальные и импульсные диоды /диоды соединяются в виде микросхем/. Могут быть соединены между собой или изолированы.

С табилитрон - полупроводниковый прибор, в котором для стабилизации напряжения используется слабая зависимость напряжения лавинного /или туннельного/ пробоя от обратного тока через переход.

Для уменьшения температурного коэффициента стабилизации разработаны прецизионные стабилитроны.

Импульсный стабилитрон от обычных стабилитронов отличается повышенным быстродействием и применяется для стабилизации амплитуды импульсов.

Д вухсторонний стабилитрон – два импульсных стабилитрона, включённых встречно. Стабилитроны обычно одинаковы, что приводит к симметричной ВАХ. Используются в двухсторонних ограничителях импульсов.

Стабистор – один или несколько последовательно включённых диодов, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь ВАХ.

КС107, КС113, КС119, D220С – Стабисторы

D-220 – Импульсные диоды

Ограничитель напряжения – полупроводниковый диод, работающий в режиме туннельного или лавинного пробоя, предназначен для защиты электрических цепей от перенапряжения. От обычных стабилитронов отличается высоким быстродействием и большими допускаемыми импульсными токами. Используется в промышленной электронике. В, быстродействие измеряется пикосекундами.

Генератор шума – это стабилитрон, работающий на грани пробоя. Напряжение пробоя стабилитрона в этом режиме нестабильно кроме постоянного напряжения генерируется шумовое напряжение. Спектр шума равномерен до частоты 3,5 МГц.

В арикап – нелинейный конденсатор на основе p-n-переходов, барьерная ёмкость которого перестраивается с изменением напряжения на нём.

Коэффициент перекрытия по ёмкости:

,

В арактор – варикап, используемый в умножителях частоты /силовой варикап/. Используется в радиопередатчиках, там где стоит задача генерировать сигналы большой мощности.

Т уннельный диод – полупроводниковый прибор на основе p-n-перехода, образованного вырожденными полупроводниками. В этих диодах туннельный эффект проявляется уже при небольших положительных напряжениях на p-n-переходах.

Туннельный диод – СВЧ прибор, который работает в сантиметровом диапазоне волн / см/. Туннельные диоды относятся к негатронам /имеют участок с отрицательным сопротивлением/ n-типа.

О бращённый диод отличается от туннельных диодов меньшей концентрацией примесей в p- и n-областях. Туннельный эффект проявляется только при обратном напряжении.

Отсутствует диффузионная ёмкость.Работают до частоты 50ГГц.

Используется при построении смесителей.

СВЧ-диоды предназначены для работы в сантиметровом и дециметровом диапазоне волн. В зависимости от выполняемой функции делятся на:

1. Смесительные

2. Д етекторные

3. Параметрические

4. Ограничительные, переключателиные

5. Умножительные и настроечные

6. Генераторные:

1. Лавинно-пролётные диоды /ЛПД/

2. Диоды Ганна

Предназначены для встраивания в волноводы.

Светоизлучающие диоды и Излучающие диоды инфракрасного диапазона предназначены для преобразования элементарной энергии в энергию некогерентного излучения в соответствующем диапазоне волн. Излучение возникает при рекомбинации неосновных носителей в базе прямосмещённого p-n-перехода с шириной запрещённой зоны > 1,8эВ.

Фотодиод предназначен для преобразования энергии световой или инфракрасного излучения в электрическую энергию. Используется в различных датчиках и оптронах.