- •Физические основы полупроводниковой электроники.
- •Зонная теория твёрдого тела.
- •Распределение носителей зарядов по энергетическим уровням в полупроводниках.
- •Уравнение электронейтральности.
- •Неравновесные процессы в полупроводниках.
- •Непрямые процессы в объёме и на поверхности полупроводника в условиях динамической неравновесности.
- •Квазиуровни и квазипотенциалы Ферми.
- •Теория р-n перехода
- •2.1)Структура р-n перехода в состоянии термодинамического равновесия.
- •2.2)Работа р-n перехода при внешнем воздействии.
- •2.3)Методы создания электронно-дырочных переходов.
- •2.4)Вольт-амперная характеристика р-n перехода.
- •Полупроводниковые диоды.
- •3.1) Выпрямительные диоды, стабилитроны, стабисторы, диоды Шоттки.
- •Параметры
- •[Править]Свойства диодов Шоттки
- •3.2) Переходные процессы в диодах с р-n переходом.
- •Биполярный транзистор.
- •4.1) Структура и принцип работы.
- •4.2) Статистическая модель биполярного транзистора. Распределение концентрации носителей в области базы, эмиттера, коллектора. Математическая модель Эберса-Молла.
- •4.3) Параметры биполярного транзистора.
- •4.4) Статические характеристики биполярных транзисторов.
- •4.6) Работа транзистора на нагрузку.
- •4.7) Квазистатический режим работы транзистора.
- •4.8) Типы биполярных транзисторов.
- •5.2) Основные параметры полевых транзисторов.
- •6) Переключающие приборы .Тиристоры.
- •6.1) Основные особенности конструкции и классификации тиристоров.
- •[Править]Вольтамперная характеристика тиристора
- •6.2) Тринистор –управляемый динистор. Вах тринистора , зависимость параметров от тока управления . Симисторы ,конструкция и вах.
- •7) Компоненты оптоэлектроники .
- •7.1) Механизм генерации излучения в полупроводниках .
[Править]Свойства диодов Шоттки
Достоинства
В то время, как обычные кремниевые диоды имеют прямое падение напряжения около 0,6—0,7 вольт, применение диодов Шоттки позволяет снизить это значение до 0,2—0,4 вольт. Столь малое прямое падение напряжения присуще только диодам Шоттки с максимальным обратным напряжением порядка десятков вольт, выше же падение напряжения становится сравнимым с аналогичным параметром кремниевых диодов, что ограничивает применение диодов Шоттки.
Барьер Шоттки (открыл нем. физик Вальтер Шоттки — Walter Schottky) также имеет меньшую электрическую ёмкость перехода, что позволяет заметно повысить рабочую частоту. Это свойство используется в интегральных микросхемах, где диодами Шотткишунтируются переходы транзисторов логических элементов. В силовой электронике малое время восстановления позволяет строитьвыпрямители на частоты в сотни кГц и выше. Например, диод MBR4015 (15 В, 40 А), оптимизированный под высокочастотное выпрямление, нормирован для работы при dV/dt до 10 кВ/мкс.
Благодаря лучшим временны́м характеристикам и малым ёмкостям перехода выпрямители на диодах Шоттки отличаются от традиционных диодных выпрямителей пониженным уровнем помех, поэтому они предпочтительны в традиционных трансформаторныхблоках питания аналоговой аппаратуры.
Недостатки
при кратковременном превышении максимального обратного напряжения диод Шоттки необратимо выходит из строя (КЗ — короткое замыкание), в отличие от обычных кремниевых p-n диодов, которые переходят в режим обратимого[1] пробоя, и, при условии непревышения рассеиваемой на диоде максимальной мощности после падения напряжения, диод полностью восстанавливает свои свойства.
диоды Шоттки характеризуются повышенными (относительно обычных кремниевых p-n диодов) обратными токами, возрастающими с ростом температуры кристалла. Для вышеупомянутого 30CPQ150 обратный ток при максимальном обратном напряжении изменяется от 0,12 мА при +25 °C до 6,0 мА при +125 °C. У низковольтных диодов в корпусахТО220 обратный ток может превышать сотни миллиампер (MBR4015 — до 600 мА при +125 °C). При неудовлетворительных условиях теплоотвода положительная обратная связь по теплу в диоде Шоттки приводит к его катастрофическому перегреву.
Разновидности и классификация полупроводниковых диодов.
Полупроводниковый диод — это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство электрического перехода (незначительная коррекция данного определения может понадобиться лишь для очень узкого круга приборов, например, для некоторых диодов СВЧ и прецизионных стабилитронов).
К противоположным областям выпрямляющего электрического перехода привариваются или припаиваются металлические выводы, и вся система заключается в металлический, металлокерамический, стеклянный или пластмассовый корпус. Область полупроводникового кристалла диода, имеющая более высокую концентрацию примесей (следовательно, и основных носителей заряда), называется эмиттером, а другая, с меньшей концентрацией, —базой. По аналогии с электровакуумными диодами, ту сторону диода, к которой при прямом включении подключается отрицательный полюс источника питания, часто называют катодом, а другую — анодом.
В зависимости от области применения полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы:
выпрямительные,
универсальные,
импульсные,
сверхвысокочастотные,
стабилитроны,
варикапы,
туннельные,
обращенные,
фотодиоды,
светоизлучающие диоды,
генераторы шума,
магнитодиоды.
По конструктивному исполнению полупроводниковые диоды делятся на плоскостные иточечные, а по технологии изготовления на сплавные, диффузионные и эпитаксиальные(следует понимать, что существует множество разных подвидов этих технологий). В плоскостных диодах электрический переход имеет линейные размеры значительно большие толщины самого перехода. К точечным относят диоды, у которых размеры электрического перехода, определяющие его площадь, меньше толщины области объемного заряда. Такой диод образуется, например, в месте контакта небольшой пластины полупроводника и острия металлической пружины (точечно-контактные диоды).
В технологии изготовления диодов определяющей является методика внесения примесей в полупроводник, а также способ соединения кристалла полупроводника с металлическими контактами. Существует большое количество возможных форм исполнения самых разнообразных переходов, которые обладают множеством разнообразных свойств. Эти свойства могут использоваться для создания полупроводниковых диодов различного принципа действия и конструкции. Многие из таких диодов имеют свои исторически-сложившиеся названия, которые могут характеризовать конструкцию диода, физический эффект, определяющий характеристики диода, и т.д. (лавинно-пролетные диоды, туннельные диоды, диоды Шоттки, диоды Ганна, варакторы, диоды с накоплением заряда, ...).Часто эти группы диодов отличаются областью применения и/или маркировкой.
