14-04-2020-ЭЛЕКТРОНИКА-1.1-ГЛАЗАЧЕВ (1171923), страница 11

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

Текст из файла (страница 11)

они не обладают вентильнымисвойствами. Более того, обратный ток у них во много раз больше обратного тока других диодов. Этосвойство используется в другом типе полупроводникового прибора – обращенном диоде.Выводы:1. Отличительной особенностью туннельных диодов является наличие на прямой ветви вольтамперной характеристики участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Это позволяет использовать туннельный диод в качестве усилительного элемента.2. Туннельный эффект достигается за счет очень высокой концентрации примесей в p- иn-областях.3. Так как возникновение туннельного тока нес вязано с инжекцией носителей заряда, туннельные диоды имеют малую инерционность и вследствие этого могут применяться для усиления и генерации высокочастотных колебаний.2.5. Обращенный диодОбращенный диод – эторазновидность туннельного диода, у которого концентрацияпримесей подобрана таким образом, что в уравновешенномсостоянии при отсутствии внешнего напряжения потолок валентной зоны материала р-типасовпадает с дном зоны проводимостиматериалап-типа(рис.

2.15, а).В этом случае туннельныйэффект будет иметь место только при малых значениях обратного напряжения и вольтамперная характеристика такогоI пр , мА1,51,00,5pЕFnЕFpnЕВn 0,4U обр , В0,4 0,5I обр , мАбаРис. 2.15. Зонная энергетическая диаграмма (а)и вольт-амперная характеристика (б) типичного обращенного диода35U пр , ВА.В. Глазачев, В.П. Петрович. Электроника 1.1. Конспект лекцийприбора будет аналогична обратной ветви вольт-амперной характеристики туннельного диода(рис.

2.15, б). Поэтому обратные токи в обращенных диодах оказываются довольно большими приочень малых обратных напряжениях (десятки милливольт).При прямом напряжении на p–n-переходе прямой ток связан с диффузией носителей через понизившийся потенциальный барьер и вольт-амперная характеристика его аналогична прямой ветви вольтамперной характеристики обыкновенного диода. Поэтому прямой ток образуется только в результатеинжекции носителей заряда через потенциальный барьер p–n-перехода, но при прямых напряженияхв несколько десятых долей вольта.

При меньших напряжениях прямые токи в обращенных диодахменьше обратных.Таким образом, этот диод оказывает малое сопротивление току, проходящему в обратномнаправлении и сравнительно высокое прямому току. Поэтому используются они тогда, когда необходимо выпрямлять очень слабые электрические сигналы величиной в малые доли вольта.При этом включается он в обратном направлении, что и предопределило название такого диода.2.6.

Диоды ШотткиПотенциальный барьер, полученный на основе контакта «металл – полупроводник», часто называют барьером Шоттки, а диоды, использующие такой потенциальный барьер, – диодами Шоттки.Как уже было рассмотрено выше, в контакте «металл – полупроводник» не происходит накоплениянеосновных носителей в базе из-за отсутствия инжекции неосновных носителей, вследствие чего значительно уменьшается время восстановления обратного сопротивления, что в сочетании с малой величиной барьерной ёмкости создает идеальные условия для использования таких диодов в импульсных ивысокочастотных устройствах.Диоды Шоттки изготавливаются обычно на основе кремния Si или арсенида галлия GaAs , режена основе германия Ge .

Выбор металла для контакта с полупроводником определяет многие параметры диода. В первую очередь важна величина контактной разности потенциалов, образующейся на границе контакта. Чаще всего используются металлы Ag , Au , Pt , Pd ,W , которые наносятся на полупроводник и дают величину потенциального барьера 0,2 0,9 эВ.Рис. 2.16. Условное графическоеДиоды Шоттки на электрических принципиальных схемах изобобозначение диода Шотткиражают условным обозначением (рис. 2.16), которое используетсятолько тогда, когда необходимо сделать акцент на том, что в схеме используется именно диод Шоттки.2.7.

ВарикапыВарикап – это полупроводниковый диод, в котором используется зависимость барьерной ёмкостир–п-перехода от обратного напряжения.Таким образом, варикап можно рассматривать как конденсатор, ёмкость которого можно регулировать при помощи электрическогосигнала. Максимальное значениеСобр, пФёмкости варикап имеет при нулевом обратном напряжении. При25увеличении обратного напряжения20ёмкость варикапа уменьшается.

Нарис. 2.17 показана зависимость ём15кости варикапа КВ126А-5 от приложенного напряжения.10бОсновные параметры варикапов:51.Номинальная ёмкость Cн– ёмкость между выводами, изме0510 15 20 25 Uобр, Вренная при заданном обратномваРис. 2.17. Варикапы: вольт-амперная характеристика (а); конструкции (б);напряжении;условное графическое изображение варикапов (в)2.Добротность варикапа36А.В. Глазачев, В.П.

Петрович. Электроника 1.1. Конспект лекцийQ – отношение реактивного сопротивления варикапа на заданной частоте к сопротивлению потерь призаданной ёмкости или обратном напряжении;3. Коэффициент перекрытия по ёмкости K C – отношение максимальной ёмкости Cmax вари-капа к его минимальной ёмкости Cmin при двух заданных значениях обратного напряжения.4. Температурный коэффициент ёмкости  – относительное изменение ёмкости варикапа,Cприходящееся на один градус изменения температуры окружающей среды:  .C T2.8.

СтабилитроныСтабилитронами называют полупроводниковые диоды, использующие особенность обратнойветви вольт-амперной характеристики на участке пробоя изменяться в широком диапазоне изменениятоков при сравнительно небольшом отклонении напряжения. Это свойство широко используется присоздании специальных устройств – стабилизаторов напряжения.Напряжение пробоя стабилитрона зависит от ширины р–п-перехода, которая определяется удельным сопротивлением материала полупроводника. Поэтому существует определенная зависимость пробивного напряжения (т.е.

напряжения стабилизации) от концентрации примесей.Низковольтные стабилитроны выполняют на основе сильно легированного кремния. Ширина р–пперехода в этом случае получается очень маленькой, а напряженность электрического поля потенциальногобарьера – очень большой, что создает условия для возникновения туннельного пробоя.

При большой ширине р–п-перехода пробой носит лавинный характер. При напряжении стабилизации U ст от 3 до 6 В в p–nпереходах наблюдается практически туннельный пробой. В диапазоне от 6 до 8 В имеют место процессы кактуннельного, так и лавинного пробоя, а в пределах 8 200 В – только лавинного.Конструкции стабилитронов очень незначительно, а в некоторых случаях практически не отличаются от конструкций выпрямительных диодов (рис. 2.18).Вольт-амперная характеристика стабилитрона представлена на рис.

2.18, б. Рабочий ток стабилитрона (его обратный ток) не должен превышать максимально допустимое значение I ст max во избежаниеперегрева полупроводниковой структуры и выхода его из строя.I прI пр maxU ст max U ст minU обрI ст min U прI ст maxI обрабвРис. 2.18. Стабилитроны: конструкции (а), вольт-амперная характеристика (б)и условное графическое обозначение (в)Существенной особенностью стабилитрона является зависимость его напряжения стабилизации оттемпературы. В сильно легированных полупроводниках вероятность туннельного пробоя с увеличениемтемпературы возрастает.

Поэтому напряжение стабилизации у таких стабилитронов при нагреванииуменьшается, т.е. они имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения стабилиза1 U ст ст  100 % ,ции (ТКН):(2.4)U ст Ткоторый, показывает – на сколько процентов изменится напряжение стабилизации при изменении температуры прибора на 1 C .37А.В. Глазачев, В.П. Петрович.

Электроника 1.1. Конспект лекцийI прT2T2 > T1T1UIU ст max U ст minU прU обрI стUI обрРис. 2.19. Температурная зависимость вольт-ампернойхарактеристики стабилитронаВ слабо легированных полупроводниках приувеличении температуры уменьшается длина свободного пробега носителей, что приводит к увеличению порогового значения напряжения, при котором начинается лавинный пробой. Такие стабилитроны имеют положительный ТКН (рис.

2.19).Для устранения этого недостатка и созданиятермокомпенсированных стабилитронов последовательно в цепь стабилитрона включают обычныедиоды в прямом направлении. Как известно, уобычных диодов в прямом направлении падениенапряжения на р–п-переходе при нагреванииуменьшается. И если последовательно со стабилитроном (рис. 2.20) включить n диодов в прямомU, ( U – изменение пряUмого падения напряжения на диоде при нагревании от T1 до T2 ), то можно почти полностью компенсировать температурную погрешность стабилитрона.направлении, где n VD1VD2VD3VD4Рис.

Характеристики

Список файлов учебной работы