Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Диоды: выпрямительные, импульсные, СВЧ, стабилитроны, варикапы, туннельные, обращенные

Диод – двухэлектродный полупроводниковый прибор (ППП) с одним p–n- переходом, обладающий односторонней проводимостью тока.

Выпрямительные диоды. Вблизи границы двух полупроводников образуется слой, лишенный подвижных носителей заряда (из-за рекомбинации) и обладающий высоким электрическим сопротивлением, – так называемый запирающий слой. Этот слой определяет контактную разность потенциалов (потенциальный барьер). Если к p–n -переходу приложить внешнее напряжение, создающее электрическое поле в направлении, противоположном полю электрического слоя, то толщина этого слоя уменьшится и при напряжении 0,4…0,6 В запирающий слой исчезнет, а ток существенно возрастет (этот ток называют прямым). При подключении внешнего напряжения другой полярности запирающий слой увеличится и сопротивление p–n- перехода возрастет, а ток, обусловленный движением неосновных носителей заряда, будет незначительным даже при сравнительно больших напряжениях.

Прямой ток диода создается основными, а обратный – неосновными носителями заряда. Положительный (прямой) ток диод пропускает в направлении от анода к катоду.

 

Импульсные диоды применяются в маломощных схемах с импульсным характером подводимого напряжения. Отличительное требование к ним – малое время перехода из закрытого состояния в открытое и обратно (типичное время 0,1…100 мкс).

I
Imax
Imin
U пр
К специфическим параметрам импульсных диодов относятся:

– время восстановления T восст – это интервал времени между моментом переключения напряжения на диоде с прямого на обратное и моментом, когда обратный ток уменьшится до заданного значения

– время установления T уст – это интервал времени между началом протекания через диод прямого тока заданной величины и моментом, когда напряжение на диоде достигнет 1,2 установившегося значения

– максимальный ток восстановления I обр.имп.макс., равный наибольшему значению обратного тока через диод после переключения напряжения с прямого на обратное.

Туннельные диоды применяют в качестве переключателей, усилителей или генераторов колебаний, поскольку ВАХ этих диодов (рис. 1.3) имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. При этом частота переключений может достигать 40 ГГц. Для получения туннельных диодов используют полупроводниковые материалы с очень большим содержанием примесей и добиваются очень малой ширины p–n- перехода (на два порядка меньше, чем у обычных плоскостных выпрямительных диодов).

 

 

Обращенные диоды получают при концентрации примесей в p- и n-областях меньшей, чем у туннельных диодов,
но большей, чем у обычных выпрямительных диодов. Такой диод оказывает малое сопротивление проходящему току при обратном включении (рис.1.4) и сравнительно большое сопротивление при прямом включении. Поэтому их применяют при выпрямлении малых сигналов с амплитудой напряжения в несколько десятых вольта.

I,м А
 
 
0,1
U, В
0,4
0,2
 
 
 
Рис.1.4. УГО и ВАХ обращенных диодов
 

 

 

 

Высокочастотные диоды - это приборы универсального назначения, которые могут быть использованы для выпрямления, детектирования и других нелинейных преобразований электрических сигналов в диапазоне до 600 МГц. Они изготовляются, как правило, из германия или кремния и имеют точечную структуру. Точечная структура высокочастотных диодов обеспечивает небольшую величину емкости p-n перехода (не более 1 пФ), что позволяет эффективно использовать их на высоких частотах. Однако малая площадь контакта между частями полупроводника с проводимостью n и р не позволяет рассеивать в области р-n перехода значительные мощности, поэтому высокочастотные диоды не используются в схемах, рассчитанных на большие напряжения и токи, и применяются, главным образом, в измерительной аппаратуре и низковольтных слаботочных выпрямителях.

Стабилитроны – полупроводниковые диоды, напряжение на которых в области электрического пробоя слабо зависит от тока. Их используют для стабилизации напряжения.Рабочим участком на ВАХ стабилитрона является зона электрического пробоя (рис. 1.6).

I
U
D Uст
I ст.мин
I ст.макс
Рабочий участок

 

 

 

Чаще всего материалом для стабилитронов служит кремний. Основные параметры стабилитрона:

1) напряжение стабилизации Uст;

2) дифференциальное сопротивление на участке стабилизации R д = dUст /dI ст;

3) минимальный и максимальный токи стабилизации I ст.мин и I ст.макс. Минимальный ток стабилизации обусловлен нелинейностью обратной ветви ВАХ, максимальный – допустимой температурой кристалла;

4) температурный коэффициент напряжения на участке стабилизации, показывающий на сколько (в процентах) изменится Uст при изменении температуры кристалла на 1°С (прил.2): TKU=dUст/UdT∙100 %

Варикапы. Это полупроводниковые диоды, используемые в качестве емкостного элемента, управляемого электрическим напряжением. Емкость диода зависит от величины обратного напряжения (рис.1.7). Основными параметрами варикапа являются общая емкость С, фиксируемая обычно при небольшом обратном напряжении 2…5 В, и коэффициент перекрытия по емкости

Кс = Смакс / Смин при двух заданных значениях обратных напряжений. В большинстве случаев С =10…500 пФ и Кс =5…20. Варикапы применяют в системах дистанционного управления и автоматической подстройки частоты.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Полупроводниковые резисторы: варисторы, термо-, тензорезисторы | Биполярные транзисторы. Устройство, режимы работы и схемы включения
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 1054; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.013 сек.