лаб / лаб3

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики»

Лабораторная работа №3

на тему «Полупроводниковые диоды и их компьютерные модели»

Вариант №6

Москва 202г.

Цель работы:

Изучение особенностей полупроводниковых диодов различных типов и

их компьютерных моделей различной степени сложности и точности.

№ варианта	Тип диода
6	MR818

Краткие теоретические сведения:

«теоретическая» вольт-амперная характеристика (ВАХ):

I₀ – ток насыщения – главный параметр диода, определяющийся размерами, особенностями конструкции, типом полупроводника;

VT – термический потенциал kT/q. График такой ВАХ представлен на рис. 1, кривая 1.

На рис. 2 приведена ВАХ более сложной и точной модели. Уравнение (2) описывает участок пробоя, уравнение (4) – линейную часть ВАХ при прямом напряжении. Уравнение (3) – уравнение Шокли, которое хорошо описывает среднюю часть ВАХ диода.

Зависимость тока насыщения I₀ от температуры T учитывается соотношением:

IS – ток насыщения при комнатной температуре T_комн, EG – ширина запрещенной зоны, k – постоянная Больцмана.

Полная емкость

CJ и CD - барьерная и диффузионная емкость диода соответственно.

CJ0 – барьерная емкость при нулевом напряжении, VJ – контактная разность потенциалов, М – коэффициент, учитывающий степень влияния обратного напряжения на величину барьерной емкости, TT – среднее время жизни (пролёта) неосновных носителей в базе, I – прямой ток.

Ход работы:

1. Тип перехода:

кремниевый p-n переход, т.к. характерна ширина запрещенной зоны

EG = 1,11 эВ

2. Назначение диода: Высоковольтный диод (напряжение BV = 1000 В),

сильноточный диод (сопротивление открытого состояния RS = 1.6285*10^-2 Ом),

высокочастотный диод (емкость CJ0 = 23.509P),

3. Максимальная величина Ррасс = 0.27 Вт

4. Мощностная категория диода: до 1 Вт (среднемощный диод)

5. ВАХ диода:

График 1 - прямая ветвь ВАХ диода.

График 2 - максимальные для представленного графика значения напряжения и тока.

Графики 3, 4, 5 – Повышенная температура 57 (27,57),

на графиках минимальные, промежуточные и максимальные значения токов и напряжений.

График 6 - обратная ветвь ВАХ диода.

Графики 7, 8, 9 – Повышенная температура 57 (27,57),

на графиках минимальные, максимальные и промежуточные значения токов и напряжений.

Вывод:

Температурная зависимость напряжения пробоя влияет на работу диодов: напряжение пробоя — это минимальное напряжение, при котором диод начинает пропускать ток в прямом направлении, а при повышении температуры напряжение пробоя может снижаться, что может привести к неправильной работе диода или его полному выходу из строя.

Помимо этого, температура может влиять на эффективность охлаждения диода. Некоторые диоды, особенно мощные и высокочастотные, требуют активного охлаждения. При повышении температуры, его эффективность может снижаться, что может привести к повреждению диода и ухудшению его работы.