Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов. Назначение, область применения и общий принцип их действия. Вольтамперная характеристика и основные параметры полупроводниковых диодов. Диод Есаки (туннельный диод) и его модификации.
Аннотация к работе
Диодами называют двухэлектродные элементы электрической цепи, обладающие односторонней проводимостью тока.Основные виды диодов: 1) Выпрямительные диоды - п/п диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока. 2) Высокочастотные диоды (СВЧ-диоды) - эти диоды предназначены для работы в устройствах высокой и сверхвысокой частоты. 3) Варикапы - это диоды, работа которых основана на изменении емкости электронно-дырочного перехода в зависимости прикладываемого обратного напряжения. Эти диоды применяются в качестве конденсаторов с управляемой емкостью. В этих диодах используется наличие у диода критического обратного напряжения, при котором наступает электрический пробой.Классификация диодов производится по следующим признакам: 1) По конструкции: - плоскостные диоды; Условное обозначение диодов подразделяется на два вида: - маркировка диодов; По старому ГОСТУ все диоды обозначались буквой Д и цифрой, которая указывала на электрические параметры, находящиеся в справочнике. Новый ГОСТ на маркировку диодов состоит из 4 обозначений: I - показывает материал полупроводника: Г (1) - германий; К (2) - кремний; А (3) - арсенид галлия; И (4) - соединения индия. IV - модификация диодов в данной (третьей) группе. а) выпрямительные, высокочастотные, СВЧ, импульсные и диоды Гана; б) стабилитроны; в) варикапы; г) тоннельные диоды; д) диоды Шоттки; е) светодиоды; ж) фотодиоды; з) выпрямительные блокиВ полупроводнике n-типа основными носителями свободного заряда являются электроны; их концентрация значительно превышает концентрацию дырок (nn >> np). При контакте двух полупроводников n-и р-типов начинается процесс диффузии: дырки из р-области переходят в n-область, а электроны, наоборот, из n-области в р-область. В результате в n-области вблизи зоны контакта уменьшается концентрация электронов и возникает положительно заряженный слой.Основой плоскостных и точечных диодов является кристалл полупроводника n-типа проводимости, который называется базой транзистора. База припаивается к металлической пластинке, которая называется кристаллодержателем. Для плоскостного диода на базу накладывается материал акцепторной примеси и в вакуумной печи при высокой температуре (порядка 500 °С) происходит диффузия акцепторной примеси в базу диода, в результате чего образуется область р-типа проводимости и p-n переход большой плоскости (отсюда название). Вывод от р-области называется анодом, а вывод от n-области - катодом (рис. Большая плоскость p-n перехода плоскостных диодов позволяет им работать при больших прямых токах, но за счет большой барьерной емкости они будут низкочастотными.Вольтамперная характеристика реального диода проходит ниже, чем у идеального p-n перехода: сказывается влияние сопротивления базы. После точки А вольтамперная характеристика будет представлять собой прямую линию, так как при напряжении Ua потенциальный барьер полностью компенсируется внешним полем. Кривая обратного тока ВАХ имеет наклон, так как за счет возрастания обратного напряжения увеличивается генерация собственных носителей заряда. Прямое и обратное статическое сопротивление диода при заданных прямом и обратном напряжениях: -Если выпрямленный ток больше максимально допустимого прямого тока диода, то в этом случае допускается параллельное включение диодов (рис. Если напряжение в цепи превосходит максимально допустимое обратное напряжение диода, то в этом случае допускается последовательное включение диодов (рис. Шунтирующие сопротивления величиной несколько сот КОМ включают для выравнивания падения напряжения на каждом из диодов. Диоды в схемах выпрямителей включаются по одно-и двухполупериодной схемам. Если взять один диод, то ток в нагрузке будет протекать за одну половину периода, поэтому такой выпрямитель называется однополупериодным.Стабилитроном называется полупроводниковый диод, предназначенный для стабилизации уровня постоянного напряжения. Принцип действия стабилитрона основан на том, что на его вольтамперной характеристике имеется участок, на котором напряжение практически не зависит от величины протекающего тока. Так как участок электрического пробоя - это обратное напряжение, то стабилитрон включается обратным включением (рис. При уменьшении входного напряжения ток через стабилитрон и падение напряжения на Ro может уменьшаться, а напряжения на стабилитроне и на нагрузке останутся постоянными, исходя из вольтамперной характеристики. При увеличении входного напряжения ток через стабилитрон и URO увеличивается, а напряжение на нагрузке все равно остается постоянным и равным напряжению стабилизации.Импульсные диоды предназначены для работы в импульсных цепях с длительностями импульсов от нескольких нс до нескольких мкс. В промежуток времени от 0 до t1 p-n переход закрыт (обратным напряжением пренебрегаем). В момент t1 p-n переход открывается, но ток через него и через нагрузку достигает своего максимального, то есть установившегося значения, не мгновенно, а за время туст., которое необходимо для заряда барьерной емкости p-n перехода. Не успевши
План
Содержание
Введение
1. Назначение и область применения
2. Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов
3. Общий принцип действия
4. Конструкция полупроводниковых диодов
5. Вольтамперная характеристика и основные параметры полупроводниковых диодов
6. Выпрямительные диоды
7. Стабилитроны, варикапы, светодиоды и фотодиоды
8. Импульсные, высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды
9. Диод Есаки (туннельный диод) и его модификации
10. Эффекты полупроводника
11. Переход Шоттки
12. Изготовление
13. Достоинства и недостатки
14. Перспективы развития
Заключение
Список литературы
Введение
Диодами называют двухэлектродные элементы электрической цепи, обладающие односторонней проводимостью тока. В полупроводниковых диодах односторонняя проводимость обуславливается применением полупроводниковой структуры, сочетающей в себе два слоя, один из которых обладает дырочной (p), а другой - электронной (n) электропроводностью.
Полупроводниковый диод представляет собой прибор с двумя выводами и одним электронно-дырочным переходом.