Е.А. Москатов - Электронная техника (1076439), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Вызван носителями заряда, преодолевающими потенциальный барьер при относительно высоком прямом напряжении.Вольтамперная характеристика p-n перехода при тоннельном эффекте будет иметь вид, изображённый на рисунке 23.IIAАIT.ПP+I ПРIT.ПPВIBIПP0I T.OБPUAUB UРис. 23На участке АВ прямой тоннельный ток уменьшается за счёт снижения потенциального барьера и в точке В он становится равным нулю, а ток проводимости незначительно возрастает. Засчёт этого общий ток на участке АВ уменьшается. Особенностью тоннельного эффекта является то, что на участке АВ характеристики имеет место отрицательное динамическое сопротивление.U Uв  UаRi IIв  IаЕ. А.

Москатов. Стр. 15Тоннельный эффект применяется в тоннельных диодах, которые используются в схемах генераторов гармонических колебаний и как маломощные бесконтактные переключающие устройства.2) Эффект ГанаЭффект Гана проявляется в полупроводниках n-типа проводимости в сильных электрическихполях.IBADCOEпорEкрEРис. 24Участок ОА – линейный участок, на котором соблюдается закон Ома. Участок АВ – при сравнительно больших напряжённостях электрического поля уменьшается подвижность электронов (показывает, как легко электроны проходят сквозь кристаллическую решётку проводника)за счёт увеличения амплитуд колебания атомов в узлах кристаллической решётки.

И за счётэтого рост тока замедляется. Участок ВС – сильное уменьшение подвижности электронов, чтоприводит к уменьшению тока. Участок CD – при очень больших напряжённостях значительноувеличивается генерация носителей зарядов и, хотя подвижность электронов уменьшается, токвозрастает за счёт увеличения количества зарядов.Сущность эффекта Гана состоит в том, что если в полупроводнике создать напряжённостьэлектрического поля, большую Екр, но меньшую Епор, т. е. на участке ВС характеристики, тов полупроводнике возникнут электрические колебания сверхвысокой частоты (СВЧ).Эффект Гана применяется в диодах Гана, которые используются как маломощные генераторыСВЧ.3) Эффект ХоллаЭффект Холла проявляется в полупроводниках n-типа проводимости с протекающими черезних токами и помещёнными в магнитное поле.-N+I+F--ExSРис. 25На движущиеся электроны в полупроводнике будет действовать сила Лоренца F, под действием которой электроны будут отклоняться к дальнему краю пластинки (смотри рисунок 25),следовательно, там будет сгущение электронов, а около переднего края – недостаток их.Поэтому между этими краями возникнет ЭДС, которая называется ЭДС Холла.Эффект Холла применяется в магнитометрических датчиках.Е.

А. Москатов. Стр. 16Полупроводниковые приборыУстройство, классификация и основныепараметры полупроводниковых диодов1) Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов2) Конструкция полупроводниковых диодов3) Вольтамперная характеристика и основные параметры полупроводниковых диодов1) Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов. Полупроводниковым диодом называется устройство, состоящее из кристалла полупроводника, содержащее обычно один p-n переход и имеющее два вывода.Классификация диодов производится по следующим признакам:1] По конструкции:плоскостные диоды;точечные диоды;микросплавные диоды.2] По мощности:маломощные;средней мощности;мощные.3] По частоте:низкочастотные;высокочастотные;СВЧ.4] По функциональному назначению:выпрямительные диоды;импульсные диоды;стабилитроны;варикапы;светодиоды;тоннельные диодыи так далее.Условное обозначение диодов подразделяется на два вида:- маркировка диодов;- условное графическое обозначение (УГО) – обозначение на принципиальных электрическихсхемах.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:К С -156 АГ Д -507 БI IIIII IVРис.

26I – показывает материал полупроводника:Е. А. Москатов. Стр. 17Г (1) – германий; К (2) – кремний; А (3) – арсенид галлия.II – тип полупроводникового диода:Д – выпрямительные, ВЧ и импульсные диоды;А – диоды СВЧ;C – стабилитроны;В – варикапы;И – туннельные диоды;Ф – фотодиоды;Л – светодиоды;Ц – выпрямительные столбы и блоки.III – три цифры – группа диодов по своим электрическим параметрам:101  399выпрямительныеД401  499 ВЧдиоды 501  599импульсныеIV – модификация диодов в данной (третьей) группе.УГО:~+~а)б)в)г)д)е)ж)з)а) Так обозначают выпрямительные, высокочастотные,СВЧ, импульсные и диоды Гана; б) стабилитроны; в)варикапы; г) тоннельные диоды; д) диоды Шоттки; е)светодиоды; ж) фотодиоды; з) выпрямительные блокиРис.

272) Конструкция полупроводниковых диодов. 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 ввакуумной печи при высокой температуре (порядка 500 °С) происходит диффузия акцепторной примеси в базу диода, в результате чего образуется область p-типа проводимости иp-n переход большой плоскости (отсюда название).Вывод от p-области называется анодом, а вывод от n-области – катодом (смотрите рисунок28).Е.

А. Москатов. Стр. 18Аак цепторнаяприм ес ьбазаPк рис таллод ерж ательnКР ис. 28Большая плоскость p-n перехода плоскостных диодов позволяет им работать при большихпрямых токах, но за счёт большой барьерной ёмкости они будут низкочастотными.Точечные диоды.базаIАкристаллодержательnКР ис. 29К базе точечного диода подводят вольфрамовую проволоку, легированную атомами акцепторной примеси, и через неё пропускают импульсы тока силой до 1А. В точке разогрева атомы акцепторной примеси переходят в базу, образуя p-область (смотрите рисунок 30).В оль ф рам ов ая иглаОбласть p-типаОбласть n-типаPnР ис.

30Получается p-n переход очень малой площади. За счёт этого точечные диоды будут высокочастотными, но могут работать лишь на малых прямых токах (десятки миллиампер).Микросплавные диоды.Е. А. Москатов. Стр. 19Их получают путём сплавления микрокристаллов полупроводников p- и n- типа проводимости. По своему характеру микросплавные диоды будут плоскостные, а по своим параметрам –точечные.3) Вольтамперная характеристика и основные параметры полупроводниковых диодов.ВАХ идеальногоp-n переходаIпрВАХ реальногоp-n переходаАUобрUаUпрIобрРис.

31Вольтамперная характеристика реального диода проходит ниже, чем у идеального p-n перехода: сказывается влияние сопротивления базы. После точки А вольтамперная характеристикабудет представлять собой прямую линию, так как при напряжении Uа потенциальный барьерполностью компенсируется внешним полем. Кривая обратного тока ВАХ имеет наклон, таккак за счёт возрастания обратного напряжения увеличивается генерация собственных носителей заряда.IпрmaxIпрIпрUэл.проб. Uобр max UобрUобрI'прUпрU'пр Uпр UпрmaxIобр. maxIобрРис. 32Максимально допустимый прямой ток Iпр.max.Прямое падение напряжения на диоде при максимальном прямом токе Uпр.max.Максимально допустимое обратное напряжение Uобр.max = (⅔ ÷ ¾) ∙ Uэл.проб.Обратный ток при максимально допустимом обратном напряжении Iобр.max.Прямое и обратное статическое сопротивление диода при заданных прямом и обратномUnp.Uoбнапряжениях: RсT .пр ; RсT .обр .Inp.Ioб .Е.

А. Москатов. Стр. 20Uп Прямое и обратное динамическое сопротивление диода: Riп  Iп. ;Riп Uп  U ' пUoбUoб  U ' oб; Rioб ; Rioб .Iп  I ' пIoб.Ioб  I ' oбВыпрямительные диоды1) Общая характеристика выпрямительных диодов2) Включение выпрямительных диодов в схемах выпрямителей1) Общая характеристика выпрямительных диодов. Выпрямительным диодом называетсяполупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный в силовых цепях, то есть в источниках питания. Выпрямительные диоды всегда плоскостные, они могут быть германиевые или кремниевые.

Германиевые диоды лучше кремниевыхтем, что имеют меньшее прямое падение напряжения. Кремниевые диоды превосходят германиевые по диапазону рабочих температур, по максимально допустимому обратному напряжению, а также имеют меньший обратный ток.Если выпрямленный ток больше максимально допустимого прямого тока диода, то в этомслучае допускается параллельное включение диодов (смотрите рисунок 33).VD1Rд1VD2Rд2VD3Rд3Рис.

33Добавочные сопротивления Rд величиной от единиц до десятков Ом включаются с целью выравнивания токов в каждой из ветвей.Если напряжение в цепи превосходит максимально допустимое обратное напряжение диода,то в этом случае допускается последовательное включение диодов (смотрите рисунок 34).Rш1Rш2VD1Rш3VD2VD3Рис. 34Шунтирующие сопротивления величиной несколько сот кОм включают для выравнивания падения напряжения на каждом из диодов.2) Включение выпрямительных диодов в схемах выпрямителей. Диоды в схемах выпрямителей включаются по одно- и двухполупериодной схемам.

Характеристики

Список файлов книги