- •Напівпровідникові прилади Загальна характеристика напівпровідників
- •Типи переходів
- •Властивості несиметричного p-n-переходу
- •Пряме вмикання p – n – переходу
- •Зворотне вмикання p – n – переходу
- •Перехід метал – напівпровідник (перехід Шоткі).
- •Властивості реальних p–n–переходів
- •Пробій p-n-переходів
- •По перетворювальній потужності
- •Основні характеристики і параметри діодів
- •Випрямні площинні діоди
- •Германієві діоди
- •Кремнієві діоди
- •Високочастотні діоди
- •Імпульсні діоди
- •4)Температурний коефіцієнт
- •Тунельні діоди
- •Частотні властивості тунельних діодів.
- •Температурна залежність параметрів тунельного діода
- •Частотні властивості варикапів
- •Позначення діодів
- •Транзистори
- •Біполярні транзистори
- •Принципи роботи та фізичні процеси в транзисторі
- •Схеми вмикання транзисторів
- •Характеристики транзистора ввімкненого зі спільною базою
- •Вхідні вольт-амперні характеристики схеми з спільною базою
- •Вихідні вольт-амперні характеристики схеми з спільною базою
- •Характеристики передачі струму схеми зі спільною базою
- •Характеристики зворотного зв’язку у схемі зі спільною базою
- •Характеристики транзистора ввімкненого по схемі з спільним емітером Вхідні вольт-амперні характеристики схеми зі спільним емітером
- •Вихідні вольт-амперні характеристики схеми зі спільним емітером
- •Характеристика передачі струму
- •Характеристики транзистора по схемі зі спільним колектором
- •Транзистор як еквівалентний чотириполюсник
- •Система z – параметрів
- •Фізичне значення z – параметрів:
- •Система y – параметрів
- •Система h – параметрів
- •Зв’язок між системами параметрів чотириполюсників
- •Фізична модель транзистора Вольт-амперні характеристики ідеалізованого транзистора
- •Активний режим
- •Режим насичення
- •Режим глибокої відсічки
- •Інерційні і частотні властивості транзистора
- •Інерційні властивості транзистора
- •Частотні властивості транзистора
- •Вплив ємності емітера
- •2. Вплив часу прольоту носіїв через базу
- •3. Вплив сталої часу колектора
- •4. Вплив сталої часу прольоту через від’ємний заряд
- •Частотні властивості реального транзистора
- •Складовий транзистор
- •Пробої транзисторів. Шуми транзисторів.
- •Лавинний пробій
- •Вторинний пробій
- •Шуми напівпровідникових приладів
- •Позначення напівпровідникових транзисторів
- •Структура і принцип роботи польового транзистора з керуючим p-n- переходом
- •Принцип роботи
- •Вольт-амперні характеристики польового транзистора
- •Теоретичний розрахунок вольт-амперних характеристик транзистора з керуючим p-n-переходом
- •Частотні властивості транзистора
- •Польові транзистори з ізольованим затвором
- •Польові транзистори з наведеним каналом
- •Принцип роботи і вольт-амперні характеристики
- •Вихідні вольт-амперні характеристики
- •Характеристики передачі струму
- •Польові транзистори з власним каналом
- •Вихідні вольт-амперні характеристики
- •Розрахунок вольт-амперних характеристик польового транзистора з ізольованим затвором
- •Прилади з зарядовим зв’язком
- •Регістр зсуву
- •Принцип дії приладу
- •Тиристори
- •Принцип роботи та вольт-амперні характеристики тиристора
- •Керовані тиристори
- •Методи переключення тиристора
- •Включення тиристора
- •Виключення тиристора
- •Симетричні тиристори (симістори).
- •Позначення тиристорів та їх параметри
- •Тиристор, як і діод, має декілька позначень
- •Потужні польові транзистори
- •Біполярні транзистори з ізольованим затвором
- •Випромінюючі напівпроводникові прилади
- •Принцип дії та характеристики світло діодів
- •Основні характеристики і параметри лазерів
- •Фотоприймачі
- •Фото діод Фото резистор
- •Фото резистори
- •Основні характеристики і параметри фото резисторів Основними характеристиками фото резисторів є:
- •Фото діоди
- •Оптрони
Властивості реальних p–n–переходів
В ідеальному p-n-переході зворотний струм при невеликій зворотній напрузі практично досягає свого максимального значення і не залежить від прикладеної напруги. Для реальних p-n-переходів спостерігається сильне збільшення зворотного струму при збільшенні прикладеної напруги.
Це залежить від наступних факторів:
при проходженні зворотного струму на p-n-переході втрачається потужність, яка перетворюється у теплову енергію,
при цьому збільшується температура p-n-переходу, а, відповідно, збільшується генерація пар носіїв заряду.
при збільшенні напруги, прикладеної до p-n-переходу, відбувається створення канальних струмів і струмів витоку. Канальні струми обумовлені наявністю поверхневих енергетичних зон, які приводять до появи інверсних шарів поблизу поверхні напівпровідника; скривлені зони поблизу поверхні називаються каналами, а струми, створені за рахунок цих каналів, - канальними.
У реальному напівпровідниковому переході існує ємність p-n-переходу, вона обумовлена наявністю позитивних і негативних іонів на межі контакту.
Існує дві ємності:
бар’єрна, яка обумовлена перерозподілом зарядів в p–n–переході.
дифузійна, обумовлена перерозподілом заряду поблизу p–n–переходу.
При прямому включені переходу в основному проявляється дифузійна ємність, при зворотному – бар’єрна. Основне значення для p–n–переходу, що характеризує властивість p–n–переходу являється бар’єрна ємність. Якщо до p-n-переходу не прикладена напруга, то ємність буде С0 , яка залежить від параметрів переходу, а при прикладній напрузі буде рівна Сбар
В залежності від технологічного отримання p-n-переходу, вони діляться на 2 групи: сплавні і дифузійні.
В залежності від характерних параметрів: точкові переходи і площинні переходи. Характерними параметрами в цьому випадку являються площа і довжина p-n-переходу.
Пробій p-n-переходів
В p-n-переходах існує три основних типи пробоїв рис.6.
Тунельний пробій p-n-переходу.
Спостерігається у напівпровідникових p-n-переходів, створених із матеріалів з малою забороненою зоною і підвищеною концентрацією домішок. Тунельний пробій використовується в низьковольтних стабілітронах, при цьому пробої падіння напруги на ньому практично залишається постійним при зміні струму
.
Лавинний пробій.
Відбувається в переходах створених із напівпровідників з низькою концентрацією домішок і високою забороненою зоною (кремній, арсенід галію) за рахунок широкого p-n-переходу, який буде значно більше дифузійної довжини. Електрони, рухаючись з великою швидкістю ударяють зустрічний атом, вибивають вільний електрон, і починається лавинний процес створення додаткових носіїв заряду. Зовнішній струм буде при цьому пробої обмежуватися опором навантаження. Падіння напруги на p-n-переході практично залишається постійним при змінах струму в колі. При відключенні зовнішньої напруги властивості p-n-переходу при тунельному і лавинному пробоях відновлюються, якщо був обмежений стум в колі зовнішнім опором.
Рисунок 6 Електричні процеси в р-n – переході при підключеній
зовнішній напрузі в зворотному напрямі та пробої
Тепловий пробій.
На любому переході, якщо кількість тепла, яка відводиться від p-n-переходу менше кількості тепла, що виділяється, температура підвищується, збільшується кількість носіїв заряду (термічної генерації); і наступає незворотний процес (вигорання, сплавлення) переходу і прилад виходить з ладу.
Діоди
Діод – це прилад, який має один випрямляючий перехід і два омічних виводи.
В залежності від технології виготовлення діоди поділяються на сплавні, точкові, епітаксиальні, діоди з дифузійною базою та інші.
За функціями призначення діоди поділяються на випрямляючі, універсальні, імпульсні, перемикаючі, детекторні, стабілітрони, тунельні діоди Ганна та інші.
За частотними властивостями діоди діляться на:
Низькочастотні (до 100-150 кГц)
Середньо частотні (до 1-2 мГц)
Високочастотні (більш ніж 1 мГц)
Надвисокочастотні НВЧ (100-1000 мГц)