20. Полупроводниковые резисторы

Полупроводниковым резистором зовется  полупроводниковый прибор, имеющий два вывода, в котором применяется способность изменять электрическое сопротивление этого прибора в зависимости от приращения (изменения) напряжения, освещенности, температуры и других факторов.    Чтобы получить полупроводниковые резисторы, полупроводники равномерно легируют специальными примесями. Благодаря применению разных типов примесей и видов конструкций резисторов, получают различные типы зависимости от внешних факторов. Классификация, а также графические условные обозначения даны на рис. 1.    Здесь первые два типа полупроводниковых резисторов, т. е. линейные и нелинейные (варисторы), у которых электрические характеристики почти не зависят от таких факторов, как окружающая температура, влажность, вибрация, освещенность и т. д. Для других типов полупроводниковых резисторов типична значительная связанность электрических характеристик от этих факторов, и потому их широко применяют как первичные преобразователи неэлектрических параметров в электрические. Под действием температуры сильно изменяются электрические характеристики терморезисторов, а на освещенность «реагируют» фоторезисторы, от механического давления меняется сопротивление тензорезистора.     В линейном резисторе используется слаболегированные примеси, например, кремний, арсенид галлия. Плотность электрического тока и напряженность электрического поля существенно не влияют на удельное электрическое сопротивление этого полупроводника. Вследствие этого сопротивление линейных полупроводниковых резисторов практически постоянно в больших пределах изменений токов и напряжений. Эти резисторы широко используют в интегральных микросхемах.    У варистора вольт-амперная характеристика выглядит нелинейной потому, что у него сопротивление зависит от напряжения, поданного на этот варистор. Варисторы изготовляют из карбида кремния. Причиной нелинейной характеристики варистора служит местный разогрев контактах среди множества кристаллов карбида кремния. При этом сопротивление контактов сильно уменьшается, что в итоге и приводит к снижению единого сопротивления варистора.  Вольт-амперная характеристика этого прибора показана на рис. 2. Основная величина варистора – коэффициент нелинейности.

21.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). Основой полупроводникового диода является р-n-переход, определяющий его свойства, характеристики и параметры. В зависимости от конструктивных особенностей р-n-перехода и диода в целом полупроводниковые диоды изготовляются как в дискретном, так и в интегральном исполнении. По своему назначению полупроводниковые диоды подразделяются на выпрямительные (как разновидность выпрямительных – силовые), импульсные, высокочастотные и сверхвысокочастотные, стабилитроны, трехслойные переключающие, туннельные, варикапы, фото- и светодиоды. Условные графические обозначения диодов показаны на рис. 1.10.

Рис. 1.10 Условные графические обозначения: а – выпрямительные и универсальные; б – стабилитроны; в – двухсторонний стабилитрон; г – туннельный диод; д – обращенные диоды; е – варикап; ж – фотодиодов; з – светодиод

В зависимости от исходного полупроводникового материала диоды подразделяются на германиевые и кремниевые. Туннельные диоды изготовляются также на основе арсенида галия GaAs и антимонида индия InSb. Германиевые диоды работают при температурах не выше +80 °С, а кремниевые – до +140 °С.

По конструктивно-технологическому признаку диоды делятся на плоскостные и точечные. Наиболее распространены плоскостные сплавные диоды, применение которых затруднительно лишь на повышенных частотах. Преимуществом точечных диодов является низкое значение емкости p-n-перехода, дающая возможность их работы на высоких сверхвысоких частотах.