25. Обращенные диоды и их основные параметры.

Обратный ток у туннельных диодов во много раз больше обратного тока других диодов. Это свойство применяется в особом виде туннельных диодов, называемых обращенными диодами. У таких диодов концентрации примесей подбираются так, чтобы уровень Ферми при отсутствии внешнего напряжения совпадал с потолком валентной зоны полупроводника р-типа и с дном зоны проводимости полупроводника п-типа.

При обратном напряжении вследствие туннельного эффекта, как и у туннельных диодов, появляется заметный обратный ток. Таким образом, при малых значениях напряжения прямые токи обращенного диода значительно меньше обратных токов.

Это означает, что такие диоды обладают вентильным свойством в отличие от туннельных диодов. Необходимо отметить важную особенность, присущую только обращенным диодам: они проводят ток при обратном напряжении, поэтому и получили свое название.

Так как обращенные диоды имеют малую инерционность, они используются для детектирования слабых сигналов в схемах высоких и сверхвысоких частот.

26. Диоды Шоттки и их основные параметры.

В диодах Шоттки используется контакт некоторых пар металл-полупроводник. При определенных соотношениях между работами выхода электрона из металла и полупроводника такие контакты обладают выпрямляющим свойством.

Ввиду более высокой подвижности электронов по сравнению с подвижностью дырок в диодах Шоттки используются полупроводники n-типа. Из-за отсутствия инжекции и накопления неосновных носителей заряда в базе емкость диода Шоттки определяется только барьерной емкостью контакта, которую можно сделать очень малой. Это обеспечивает быстрое восстановление обратного сопротивления, то есть такие диоды имеют низкую инерционность. Время переключения напряжения с прямого на обратное составляет доли наносекунды. Поэтому диоды Шоттки применяются в импульсных и высокочастотных устройствах с рабочим диапазоном частот, достигающим десятков гигагерц. Они также используются при создании микросхем для повышения их быстродействия.

Еще одним преимуществом диодов Шоттки по сравнению с диодами на р-п-переходах является более низкие значения падения прямого напряжения для получения того же значения тока.

Недостатком диодов Шоттки является меньший диапазон обратных напряжений по сравнению с диодами, вентильный эффект которых обеспечивают p-n- переходы. Это связано с их необратимым выходом из строя вследствие теплового пробоя. Поэтому они обычно используются в схемах, в которых максимальнодопустимое обратное напряжение не превышает 250 В. Для повышения надежности в импульсных и компьютерных блоках питания часто используются сдвоенные диоды Шоттки, имеющие общий катод или анод и расположенные в одном корпусе.

Диоды Шоттки чаще всего изготавливаются на основе кремния, на который наносится слой металла (молибден, золото, платина и т.п.), обеспечивающий потенциальный барьер в несколько десятых электронвольта.

27. Режимы работы биполярных транзисторов.

Биполярный транзистор - это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими р-п-переходами, имеющий три вывода и предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов.

Он представляет собой монокристалл полупроводника, в котором созданы три области с чередующимися типами электропроводности. От каждой области с помощью омических контактов сделаны выводы. Между этими областями возникают электронно-дырочные переходы. Переходы имеют различные полярности. В зависимости от их расположения различают транзисторы р-п-р- и п-р-п-типов.

В зависимости от полярности напряжений, приложенных к электродам транзистора, различают следующие режимы его работы: активный (линейный или усилительный), инверсный, насыщения и отсечки.

Активный режим – на эмиттерный переход подано прямое напряжение, а на коллекторный – обратное. Этот режим является основным режимом, так как при нем обеспечиваются максимальное значение коэффициента передачи тока эмиттера при минимальных искажениях усиливаемого сигнала, и транзистор работает как усилительный элемент

Инверсный режим – к коллекторному переходу подведено прямое напряжение, а к эмиттерному – обратное. Исходя из реальной структуры несимметричного транзистора, этот режим работы приводит к значительному уменьшению коэффициента передачи тока эмиттера по сравнению с работой транзистора в активном режиме, и поэтому на практике применяется крайне редко.

Инверсный режим работы такого транзистора используется в двунаправленных ключах.

Режим насыщения (двойной инжекции) – оба перехода (эмиттерный и коллекторный) находятся под прямым напряжением. Выходной ток в этом случае не зависит от входного и определяется параметрами нагрузки. Из-за малого напряжения между выводами коллектора и эмиттера (порядка единицы – десятки милливольт) этот режим используется для замыкания электрических цепей.

Режим отсечки – к обоим переходам подведены обратные напряжения.Так как выходной ток транзистора в режиме отсечки практически равен нулю и его сопротивление имеет максимальное значение, то этот режим используется для размыкания электрических цепей.