Полупроводниковые приборы. Общая класификация полупроводниковых приборов. Основные понятия, характеристики и классификация полупроводниковых диодов. План

1. Общая классификация полупроводниковых приборов

2. Основные понятия о полупроводниковых диодах

3. Классификация полупроводниковых диодов

4. Параметры полупроводниковых диодов

Вопросы для самоконтроля

Литература

Ключевые понятия и термины: полупроводниковый прибор, полупроводниковый резистор, полупроводниковые электрические приборы, комбинированные полупроводниковые приборы, анод, катод, прямое напряжение, обратное напряжение, выпрямительные диоды, универсальные диоды, импульсные диоды, варикап, стабилитрон.

1. Общая классификация полупроводниковых приборов

Полупроводниковые приборы - это РЭ, действие которых основано на использовании свойств полупроводниковых материалов.

Полупроводниковый, резистор - прибор с двумя выводами, в которых электрическое сопротивление зависит от приложенного напряжения, температуры, освещенности, деформаций и др. параметров (датчики освещенности, в системах тепловой зашиты, противопожарной безопасности)

Рисунок1 - Классификация полупроводниковых приборов

Полупроводниковые фотоэлектрические приборы - это приборы, в которых используется эффект взаимодействия оптического излучения (инфракрасное, ультрафиолетовое) и носителей заряда (электроны и дырки) элементы солнечных батарей, системы автоматики). Комбинированные полупроводниковые приборы - это различные полупроводниковые приборы, объединенные в один корпус.

2. Основные понятия о полупроводниковых диодах

Полупроводниковый диод - прибор с одним р-n переходом и двумя выводами, в котором используется свойство этого перехода.

60⁰ 5

4

Рисунок 2– Расположение анода и катода в полупроводниковом диоде

Анодом, т.е. положительным электродом, является область типа р, а катодом, т.е. отрицательным электродом, - область типа n. Диод может находиться в двух состояниях: в открытом (хорошо проводит электрический ток) и закрытом, когда он плохо проводит ток.

Напряжение, при котором диод открывается и через него идёт прямой ток, называют прямым (Unp) или пропускным, а напряжение обратной полярности, при котором диод закрывается и через него идёт обратный ток, называют обратным (Uo6p) или непропускным.

При прямом напряжении сопротивление диода не превышает нескольких десятков Ом, при обратном же его напряжении его сопротивление достигает нескольких сотен килоом, и даже мегаом.

Внутреннее сопротивление открытого диода - величина непостоянная и зависит от прямого напряжения, приложенного к диоду: чем больше это напряжение, тем больше прямой ток через диод, тем меньше его пропускное сопротивление.

3. Классификация полупроводниковых диодов

По исходному полупроводниковому материалу диоды делят на три группы: германиевые, кремниевые и из арсенида галлия.

По конструктивно - технологическому принципу различают точечные и плоскостные.

По назначению полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы:

- выпрямительные – применяются для выпрямления переменного тока в постоянный ток;

- универсальные – используются в детекторах различного типа;

- импульсные – предназначены для работы в импульсных режимах и быстродействующих импульсных устройствах с малыми длительностями импульсов;

- варикапы – используются в качестве элементов с электрически управляемыми емкостями;

- стабилитроны (опорные диоды) – работают на обратной ветви ВАХ – предназначены для стабилизации напряжения и подключаются к источнику напряжения в обратном направлении, то есть катод к плюсу, а анод – к минусу. Для двухстороннего стабилитрона нет необходимости соблюдать это условие;

- стабисторы – предназначены для стабилизации низких напряжений, отличаются от стабилитронов тем, что работают на прямой ветви ВАХ (включаются в прямом, проводящем направлении);

- туннельные диоды – являются безынерционными приборами, что дает возможность использовать их в различных схемах усиления, генерирования и быстродействующих импульсных и переключающих схемах с малым временем переключения;

- обращенные – разновидность туннельных диодов, работают на более высоких частотах, чем туннельные, обычно используются для детектирования слабых сигналов;

- лавинно-пролетные (ЛПД) – применяются в генераторах СВЧ;

- тиристоры - предназначены для переключения электрических цепей, регулирования напряжения, преобразование переменного тока в постоянный и т.д.;

- фотодиоды – применяются для регистрации и измерения световых излучений;

- светодиоды – служат для зрительного восприятия отображаемой ими информации, а также включения готовности аппаратуры к работе;

- оптроны - применяются для связи отдельных частей электронных устройств, когда необходима их гальваническая развязка.

Рисунок 3 – Классификация полупроводниковых диодов