35. Універсальні діоди. Вимоги до універсальний діодів

• До універсальних (високочастотних) діодів належать одноперехідні напівпровідникові прилади, що застосовують для випрямлення (при меншому електричному наванта­женні), модуляції, детектування та інших нелінійних перетворювань електричних сигналів, частота яких не пере­вищує 1000 МГц. Третій елемент їх позначення – цифра 4.

• На високих частотах можна вважати, що діод має односторонню провідність, якщо Z_зв >> Z_пр, де Z_зв, Z_пр  повні зворотний та прямий опори (імпеданси) діода.

Z=U/I = , r - активний, х - реактивний опори, х_С= 1/C; x_L=  L.

• При прямому включенні діода ємність С_диф зашунто­вана малим диференціальним опором r_{д пр} (рис. з екв. схемою), і можна вважати Z_пр = r₁+ r_{д пр}. При зворотному включенні діода великий диференціальний опір r_{д пр} зашунтований ємні­стю С_бар, і тому на високих частотах Z_зв= r₁+ 1/C_бар.

Тоді Z_пр = r₁+ r_{д пр ,} Z_зв= і умовою односторонньої провідності є

>> r₁+ r_{д пр} , або остаточно

>> r_{д пр}

• Виконання цієї умови можливе при зменшенні ємності pn переходу. Це стає можливим при застосуванні точково-контактного або мікросплавного способів його виготовлення. Тому універсальні діоди – це здебільшого точкові або мікросплавні діоди. Останні розраховані на більші допустимі струми і мають кращі характеристики при зворотному включенні.

• ВАХ універсального діода (рис.) не має ділянки насичення на зворотній гілці. Це пояснюється, зокрема, нагріванням унаслідок незадовільного відведення тепла та ударною іонізацією, що спричиняється неоднорідністю електричного поля у переході. До параметрів універсальних діодів належать, крім перелічених раніше, ємність діодів при заданій зворотній напрузі, а також діапазон робочих частот і температур.

36.Імпульсні діоди та перехідні процеси в них. Шляхи отримання необхідних параметрів.

• Якщо тепер змінити напрям напруги на запірний в момент t₅ (рис.), то зворотний струм I_зв різко зростає до значення I_{пр max} (рис. б) внаслідок того, що опір бази не може зрости миттєво. Ще у стані прямого ввімкнення діода поле pn переходу виштовхує дірки з n-області бази, створюючи дрейфовий струм. Безпосередньо після моменту перемикання t₅ ефективність екстракції стає значно вищою (за рахунок зменшення дифузійного струму), і нерівноважні дірки розсмоктуються з бази, збільшуючи її опір (рис. в). Розсмоктуванню неосновних носіїв з бази сприяє і рекомбінація дірок з електронами. Цей процес проходить впродовж часу відновлення зворотного опору бази t_від =t₈ - t₅ до того моменту, поки струм не зменшиться до рівноважного усталеного значення I_{зв уст}, яке відповідає великому опору включеного в зворотному напрямі pn переходу і збідненої на носії бази.

Швидкодія імпульсних діодів збільшується при введенні в матеріал спеціальних легуючих домішок, які зменшують середню тривалість життя неосновних носіїв. Такими домішками для Si n-типу є, наприклад, золото.

Іншим способом зменшення часу відновлення зворотного опору бази є використання бази з нерівномірною концентрацією домішок. Це можна здійснити, наприклад, за допомогою дифузії акцепторів до напівпровідника n-типу.