3. Полупроводниковые диоды

П олупроводниковым диодом называют полупроводниковый прибор с одним p-n – переходом и двумя выводами от областей с разным типом электропроводности.

Вывод p-области – анод, n-области – катод.

По технологии изготовления их делят на точечные и плоскостные.

В точечном диоде площадь p-n – перехода не превышает 40 мкм², при этом емкость между электродами незначительна. Это позволяет использовать диоды в области очень высоких частот ( сотни МГц)

В плоскостных диодах площадь p-n – перехода составляет десятки см². Он может использоваться при больших токах, но из-за значительной емкости p-n – перехода область частот ограничена сотнями Гц.

Выпрямительные диоды

В ыпрямительный диод предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное, в нем используется свойство односторонней проводимости p-n – перехода. Условное графическое обозначение на схеме.

Основные параметры выпрямительных диодов:

• I прямое среднее – это среднее за период значение прямого (выпрямленного) тока, который может длительно протекать через диод при допустимом его нагреве.

• U обратное максимальное – это максимальное допустимое обратное напряжение , которое длительно выдерживает диод без нарушения работоспособности.

U_{обр.макс.} = (0,7..0,8)U_{обр.проб.}

В зависимости от величины I_пр.ср. выпрямленные диоды подразделяются на диоды:

• малой мощности I_пр.ср.≤ 0,3A

• средней мощности 0,3A< I_пр.ср.≤ 10A

• большой мощности I_пр.ср.> 10 A

ример использования выпрямительного диода простейший выпрямитель. Он преобразует переменное напряжение в постоянное.

4. Стабилитроны

_{С табилитирон – это попупроводниковый диод, рабочим режимом которого является режим электрического пробоя p-n – перехода. Он используется для стабилизации напряжении.}

_{Условное графическое обозначение:}

_{На рабочем участке ВАХ в области электрического прибоя напряжение на стабилитроне практически не зависит от тока.}

_{О сновные параметры стабилитрона:}

• _{Uст. ном = 1..1000 В}

• _{Iст.макс. = 50мА..2А (ограничено допустимой температурой p-n – перехода)}

• _{Iст.мин. = 1..10мА}

_{(ограничено нелинейностью ВАХ)}

• _{rдиф.ст. =}

• _{ткн (температурный коэффициент напяржения) =}

_{Примеры использования:}

_{Стабилитрон состоит из стабилитрона VD и баласного резистора Rб (служит дл ограничения тока через стабилитрон).}

_{При изменении постоянного входного напряжения (при изменении напряжения сети) изменяется ток через стабилитрон на величину Iст ± ∆Iст.}

_{Если эти изменения лежат в пределах между Iст.макс. и Iст.мин., то напряжение на стабилитроне, а значит и на нагрузке, останется неизменным.}

_{Качество стабилизации оценивают коэффициентом стабилизации:}

_{Для этой схемы Кст =30..50}

5. Фотодиоды

_{Ф отодиод – это полупроводниковый диод, обратный ток которого зависит от освещенности p-n – перехода. Фотодиод используется дл преобразования световой энергии в электрическую. Работа фотодиода основана на внутреннем фотоэффекте – образовании свободных носителей зарядов электронов и дырок под действием света.}

_{Условное обозначение фотодиода:}

_{В ольт-амперная характеристика фотодиода:}

_{Ф — световой потом [лм]}

_{S — интегральная чувствительность фотодиода [мА/лм]}

_{Фотодиод может работать в режимах:}

• _{фотогенератора}

• _{фотопреобразователя}

_{1.Режим фотогенератора (фото ЭДС)}

_{Работает без внешнего источника питании. Под действием света между p-n – областями возникает разность потенциалов – так называемое фото ЭДС/}

_{Если подключить нагрузку, то появится ток.}