Ухтинский техникум железнодорожного транспорта –

филиал федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Петербургский государственный университет путей

Сообщения Императора АлександраI»

(УТЖТ – филиал ПГУПС)

_______ ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА _________

Наименование дисциплины

Преподаватель Давыдов В. М. ______________

Контрольная работа № ___1_____ ______________________Гонохов_______________________

Фамилия, имя,

______________Андрей Сергеевич_________________

Отчество студента

Шифр __А-2-15-Г-692 _________________

Адрес студента ____РК г. Инта пст. Абезь___________

________________ул. Полярная 18 кв. 1___________

Задача 7

Укажите виды пробоя электронно-дырочного перехода. Поясните явление теплового пробоя электронно-дырочного перехода.

Пробоем называют резкое изменение режима работы p-n-перехода, находящегося под большим обратным напряжением. ВАХ для больших значений обратных напряжений показана на рис. 1.

Рисунок 1.

Началу пробоя соответствует точка А. После этой точки дифференциальное сопротивление перехода стремится к нулю.

Различают три вида пробоя p-n-перехода:

1. Туннельный пробой (А-Б),

2. Лавинный пробой (Б-В),

3. Тепловой пробой (за т.В).

Туннельный пробой возникает при малой ширине p-n-перехода (например, при низкоомной базе), когда при большом обратном напряжении электроны проникают за барьер без преодоления самого барьера. В результате туннельного пробоя ток через переход резко возрастает и обратная ветвь ВАХ идет перпендикулярно оси напряжений вниз.

Лавинный пробой возникает в том случае, если при движении до очередного соударения с нейтральным атомом кристалла электрон или дырка приобретают энергию, достаточную для ионизации этого атома, при этом рождаются новые пары электрон-дырка, происходит лавинообразное размножение носителей зарядов; здесь основную роль играют неосновные носители, они приобретают большую скорость. Лавинный пробой имеет место в переходах с большими удельными сопротивлениями базы («высокоомная база»), т.е. в p-n-переходе с широким переходом.

Тепловой пробой характеризуется сильным увеличением тока в области p-n-перехода в результате недостаточного теплоотвода.

Если туннельный и лавинный пробои, называемые электрическими, обратимы, то после теплового пробоя свойства перехода меняются вплоть до разрушения перехода.

Электрический пробой вызывается совместным действием двух факторов: ударной ионизацией атомов и туннельным эффектом. Ударная ионизация возникает, когда под действием обратного напряжения электроны проводимости приобретают на расстоянии, равном длине свободного пробега, энер­гию, достаточную для отрыва других электронов при столкновении с атомами кристалла. При этом происхо­дит лавинообразное увеличение количества носителей заряда и ток возрастает.

Туннельный эффект выражается в том, что элек­трон с энергетического уровня области р проникает сквозь потенциальный барьер без потери энергии на такой же энергетический уровень области n. При уве­личении напряжения до U_Kpвероятность таких перехо­дов возрастает, что и приводит к увеличению обрат­ного тока.

Задача №19

Пользуясь вольтамперной характеристикой полупроводни­кового диода (рис. 1), определить сопротивление диода постоянному току при прямом напряжении U_np и обратном напряжении U_о6p. Пояснить влияние температуры на величи­ны прямого и обратного сопротивлений диода. Перечислить основные типы полупроводниковых диодов, указав их особен­ности и область применения.

Числовые значения исходных данных приведены в табл. 2.

Таблица 2

Исходные данные
	19
Unp. В	0,3
Uобр,В	15

Для вычисления сопротивления диода постоянному току при прямом напряжении U_np по ВАХ находим величину тока в точке М.

U_np = 0,3 В; I_np = 0,8мA;

Для вычисления сопротивления диода постоянному току при обратном напряжении U_о6p по ВАХ находим величину тока в точке N.

U_обр = 15 В; I_обp = 50 мA;

На электропроводимость полупроводников значительно влияет температура. Если температура повышается, то возрастает генерация пар носителей заряда и при этом электропроводимость возрастает. В этой связи прямой и обратный токи увеличиваются. Например для германиевых диодов при увеличении температуры на каждые 10° С обратный ток может возрасти в два раза, а для кремниевых диодов в 2,5 раза. Прямой ток при нагреве диода возрастает незначительно, так как такой ток получается за счет примесной проводимости. Также с повышением температуры незначительно возрастает барьерная электроемкость диода.

Типы диодов по назначению

• Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

• Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.

• Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала

• Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты.

• Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности.

• Параметрические

• Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения.

• Умножительные

• Настроечные

• Генераторные

Типы диодов по частотному диапазону

• Низкочастотные

• Высокочастотные

• СВЧ

Типы диодов по размеру перехода

• Плоскостные

• Точечные

Типы диодов по конструкции

• Диоды Шоттки

• СВЧ-диоды

• Стабилитроны

• Стабисторы

• Варикапы

• Светодиоды

• Фотодиоды

• Pin диод

• Лавинный диод

• Лавинно-пролётный диод

• Диод Ганна

• Туннельные диоды

• Обращённые диоды