31. Основні параметри гетеропереходів: контактна різниця потенціалів, розподіл напруженості поля та потенціалу. Ширина збідненої області

• Розподіл електричного поля і потенціалу в ОПЗ для ГП буде описуватися тими ж виразами що і у випадку p-n переходу, але з різними значеннями діелектричних сталих  для лівої і правої частин. Розв'язання рівняння Пуассона в цьому випадку дає наступні вирази для електричного поля E, потенціалу U_k і ширини збідненої області d_n і d_p при наявності зовнішньої напруги:

• E_1max= , E_2max= , U_kn= , U_kp= , ,

• Повна ширина ОПЗ ГП, яка дорівнює d = d_n + d_p, буде описуватися наступним рівнянням:

• U_k=U_kn+U_kp.

• U_k = =

• Функціональна залежність електричного поля і потенціалу в ОПЗ ГП від координати буде відповідати лінійній і квадратичній, як і у випадку р-п переходу. Стрибок електричного поля на кордоні ГП обумовлений різними значеннями діелектричних сталих ε₁ і ε₂. У цьому випадку, згідно теоремі Гаусса ε₁E_1max =ε₂E_2max.

32. Класифікація та система позначень діодів.

За конструктивно-технологічною ознакою розрізняють діоди точкові і площинні.

За призначенням напівпровідникові діоди поділяють на такі основні групи: випрямні, універсальні, імпульсні, варикапи, стабілітрони (опорні діоди), Стабистор, тунельні діоди, звернені діоди, лавинно-пролітні (ЛПД), тиристори, фотодіоди, світлодіоди та оптрони.

Діоди характеризуються такими основними електричними параметрами:

- Струмом, що проходить через діод в прямому напрямі (прямий струм Іпр);

- Струмом, що проходить через діод у зворотному напрямку (зворотний струм Іобр);

- Найбільшим допустимим випрямленою СТРУМОМ Івипр.макс;

- Найбільшим допустимим прямим струмом Іпр.доп.;

- Прямим напругою Unp;

- Зворотною напругою іобР;

- Найбільшим допустимим зворотним напругою іобр.макс

- Ємністю Сд між висновками діода;

- Габаритами і діапазоном робочих температур.

   Система позначень

У відповідності до системи позначень, розробленої до 1964 р., скорочене позначення діодів складалося з двох або трьох елементів. Перший елемент буквений, Д – діод. Другий елемент – Номер, відповідний типу діода: 1 … 100 – точкові германієві, 101 … 200 – точкові кремнієві, 201 … 300 – площинні кремнієві, 801 … 900 – стабілітрони, 901 … 950 – Варикапи, 1001 … 1100 – випрямні стовпи. Третій елемент – буква, що означає різновид приладу. Цей елемент може бути відсутнім, якщо різновидів діода немає.

33. Випрямні діоди. Їх особливості та використання. Основні параметри.

Випрямний напівпровідниковий діод, двоелектродний прилад з переважно однобічною (уніполярною) електричною провідністю. Випрямний ефект виникає на переході метал — напівпровідник або в електронно-дірковому переході в кристалі (германій, кремній, закис міді, селен і ін.), службовців основою приладу. Ст п. д. застосовують в електро- і радіотехнічних пристроях для перетворення змінного струму (напруга) в пульсуючий струм однієї полярності (постійний струм), тобто для випрямлення струму, замикання і розмикання електричних ланцюгів, детектування і комутації електричних сигналів і інших перетворень

Діоди широко використовуються в електротехніці, електроніці та радіотехніці. З різною метою, в залежності від їх характеристик.

Властивість діода — проводити струм лише в одному напрямку, застосовують у випрямлячах — для перетворення змінного струму на постійний.

Діоди використовуються при демодуляції амплітудно-модульованого радіосигналу, тобто виділення низькочастотної складової з високочастотного сигналу.

Разом із іншими електронними компонентами, діоди можуть використовуватися для створення AND і OR логічних елементів.

Світлодіоди використовуються як джерела світла, а фотодіоди — як його індикатори.

Робота діодів чутлива до радіоактивних променів, що дозволяє використовувати їх у якості детекторів іонізуючого випромінювання, зокрема детекторів елементарних частинок. Одна така частинка має енергію в сотні тисяч і мільйони електронвольт. Проходячи через напівпровідник вона створює значну концентрацію носіїв заряду. Неосновні носії заряду легко проходять через p-n перехід діода, підключеного у зворотному напрямку, створюючи струм, вимірюючи який можна оцінити характеристики частинки.

Постійне опромінення впливає на характеристики діода, а тому діоди можна використовувати не тільки для детектування частинок, а й для вимірювання доз опромінення. Для цієї мети особливо зручні PIN-діоди, в яких p- та n-області розділені широкою ділянкою ізолятора (нелегованого напівпровідника). Завдяки ширині такої області, радіаційні пошкодження детектувати легше.

Діоди використовуються, також, для вимірювання температури, оскільки падіння напруги на діоді (при прямому включенні) залежить від температури.

Для характеристики випрямних діодів використовуються наступні параметри:

• – максимально допустима зворотна напруга U_{зв макс} (звичайно U_{зв макс} ≈ 0,5 - 0,8 U_проб);

• – максимально допустимий прямий струм I_{пр макс};

• – постійна пряма напруга U_пр при заданому прямому струмі;

• – максимально допустимий постійний зворотний струм I_{зв макс} при прикладенні до нього напруги U_{зв макс};

• – максимальна частота де прилад працює без зниження характеристик.

• По максимально допустимому випрямленому струму діоди діляться на три групи:

• – діоди малої потужності (I_пр < 0,3 А);

• – діоди середньої потужності (0,3 А < I_пр < 10 А);

• – потужні (силові) діоди (I_пр >10 А) .

• Іноді в паспорті указують

середній випрямлений струм,

середній зворотній струм,

імпульсний прямий струм або його максимально допустиме значення

34. Напівпровідникові стабілітрони і стабістори. Принцип роботи. Їх вольт-амперна характеристика. Застосуванн

• У низьковольтних стабілітронах (з великою концентра­цією домішок) зі зростанням температури зменшується ширина забороненої зони, в результаті зростає ймовірність тунельного пробою (переходу носія з валентної зони однієї області в зону провідності іншої області), який відбувається при менших напругах, ніж це було при початковій температурі.

• Стабістор - напівпровідниковий діод, в якому для стабілізації напруги використовується пряма гілка ВАХ (тобто в області прямого зміщення напруга на стабісторі слабо залежить від струму). Відмінною особливістю стабісторів порівняно зі стабілітронами є менша напруга стабілізації, яка становить приблизно 0,7 В. Їх ВАХ зображена на рисунку.

• До основних параметрів стабілітронів належать:

• напруга стабілізації U_ст при даному струмі стабілізації;

• мінімально допустимий струм стабілізації I_{ст min};

• максимально допустимий струм I_{ст max};

• максимально допустима потужність P_max, що розсіюється стабілітроном;

• диференціальний опір r_ст=dU_ст/dI_ст;

• т емпературний коефіцієнт напруги стабілізації (ТКН), який визначається відношенням відносної зміни напруги стабілізації (U_ст/U_ст ) до абсолютної зміни температури при постійному струмі I_ст: = 100%

Пряма гілка ВАХ стабістора

Диференціальні параметри різних стабілітронів