promel (967628), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Лавинооб- разное развитие теплового пробоя обусловливается тем, что увели- чение числа носителей заряда за счет повышения температуры вызы- вает Увеличение обратного тока н, следовательно, еще больший р'зогрев участка р-п-перехода, Процесс заканчивается расплавлением э~ого о"о Участка и выходом прибора из строя. ного, Тепловой пробой может произойти в результате перегрева отдельо участка р-п-и. Рехоаа вследствие протекания большого обратного Ри лавинном или туннельном пробое (участок 4 — 5 на рис. 1.12). тока и еплов " повыш лозой пробой здесь является следствием недопустимого Роатно 'шенин обратного напряжения (перенапряжения).
Велика ве- Р „носгь наступления теплового пробоя при общем перегреве "ерехода вниду ухудшения, например, условий теплоотвода, В этом случае он может произойти при меньшем напряжении С' ь минуя стадии лавинного или туннельного пробоя. Возможность теплового пробоя р-и-перехода учитывается указа кием в паспорте на прибор допустимого обратного напряжения Оья„ и температурного диапазона работы.
Величина допустимого обрат ного напряжения устанавливается с учетом исключения возможиост электрического пробоя и составляет (О,бчэ 0,8) 0„р. Емкости р-п-перехода Емкость р-и-перехода равна сумме так называемых барьерной 1 диффузионной емкостей. В а р ь е р н а я гиля з а р я д и а я) емкость характеризуетс сосредоточением по обе стороны границы раздела р и а-слоев объем' ных зарядов, создаваемых ионами примесей. Физическим аналого барьерной емкости приближенно может служить емкость плоског конденсатора. Наличие барьерной емкости проявляется протеканием тока чере рммпереход вследствие изменения объемных зарядов (а следовательно ширины р-п-перехода) при изменении напряжения ва переходе ~ определяется соотношением Са = й)lйl.
Зарядная емкость возрастае с уменьшением толщины р-п-перехода, т. е. при снижении обратног напряжения. Она выше при прямых напряжениях, чем при обратных Величина барьерной емкости зависит от площади и-и-перехода и мо жет составлять десятки и сотни пикофарад. Зависимость барьерно емкости р-и-перехода от обратного напряжения используется и в а р и к а п а х (параметрических диодах), применяемых в качеств конденсаторов переменной емкости, управляемых напряжением, В отличие от барьерной емкости, определяемой шириной облает объемного заряда р-п-перехода, д и ф ф у з и о н н а я е м к о с т обусловливается изменением суммарных зарядов неравновесных элек тронов и дырок соответственно слева и справа от р-п-перехода в р зультате изменения напряжения на нем (см.
рис. 1.9, в). Так ка эти заряды создаются за счет диффузии (инжекции) носителей чере р-п-переход, диффузионную емкость следует учитывать при прямо напряжении смещения. В несимметричных р-п-переходах, для кот рых ря Ъ |г„, диффузионная емкость определяется преимущественн суммарным зарядом неравновесных дырок в п-слое, величина кот рого изменяется при изменении прямо~о напряжения. Величина диффузионной емкости зависит от протекающего через рпереход прямого тока и может составлять сотни и тысячи пикофара т.
е. она существенно больше барьерной емкости. Таким образо при прямых напряжениях смещения емкость р-п-перехода опред ляется в основном диффузионной емкостью, а при обратных напр жениях, когда диффузионная емкость равна нулю, — барьерно емкостью. Методы создания Р-л-переходов При изготовлении диодов полупроводниковые д-а-структуры создаются по сплавной или диффузионной технологии (сплавные и диффузионные диоды).
При сплавной технологии р-и-переход получают путем вплавления таблетки акцепторного элемента в пластину германия или кремния и-типа. Акцепторным элементом для германия служит индий, а для кремния — алюминий. При этом атомы расплавленной таблетки акцепторного элемента, диффундируя в исходный полупроводник, компенсируют в его близлежащей области донорную примесь и придают этой области дырочную элеитропроводвость. Д и ф ф у з и о н н а я т е х н о л о г и я нашла наибольшее применение при изготовлении кремниевых диодов, в частности р-а-переходов для диодов средней и большой мощности.
Исходным материалом здесь также является кремний и-типа. Для создания р-слоя используют диффузию акцепторного элемента (бора или алюминия) через поверхность исходного материала. Диффузия может производиться из трех состояний акцепторного вещества: твердого, жидкого или газообразного. При диффузионном методе достигаются достаточно точная воспроизводимость глубины р-слоя и концентрации примеси в нем на большой площади ромперехода, что важно для получения трсбуемых параметров диодов. Типы диодов Промышленностью выпускаются германиевые и кремниевые диоды.
Преимущества кремниевых диодов; малые обратные токи, возможность использования при более высоких температурах окружающей среды н ббльших обратных напряжениях, болыпие допустимые плотности прямого тока (60 — 80 А!см' против 20 — 40 А/смз у германие. зых); преимущества германиевых диодов; малое падение напряжения при пропускании прямого тока (0,3 — 0,8 В против 0,8 — 1,2 В у кремниевых). По назначению полупроводниковые диоды подразделяют на выпрямительные диоды малой, средней и большой мощности, импульсные ""оды и полупроводниковые стабилитроны. Выпрямительные диоды малой мощности.
К ним относятся диоды, поставляемые промышленностью на прямой ток до 800 мА. Справочным и параметром выпрямительных диодов малой мощности является допустимый выпрямленный ток (допустимое срс деляет р с д н е е з н а ч е н и е п р я м о г о т о к а), который опреод зна ' яет в заданном диапазоне температур допустимое среднее за перито(а си качение длительно протекающих через диод импульсов прямого синусоидальной формы при паузах в 180' (полупериод) и частоте ОРц, М назоне Максималыюе обратное напряжение этих диодов лежит в диапромышл е от десятков вольт до 1200 В.
На более высокие напряжения шленностью выпускаются выпрямительные столбы, используюачз ЗЗ щие последовательное соединение диодов. Обратные токи не превы ша)от 300 мкА для германиевых диодов и 10 мкА для кремниевых, С точки зрения частотных свойств диоды рассматриваемого типа подразделяют на низкочастотные (до 400 Гц) и высоко- частоту(ые (1Π— 20 кГц). Конструкция выпрямительных диодо малой мощности приведена на рис. 1.13, а на пример 7,,А,И с Я а) Й 7а, лаА Рнс ).(3.
Ко)струкпня маломощных гермапневых выпря- ми "ельных диодов Л7А — Д7)К (а): ! — виегит!ий вывод (анодн У вЂ” трубка (штеигель);  — стеклянный иао. ватор; а — коряуе;  — внутренний вывод авода;  — таблетка индия; у — крлетьлл теряаняя;  — криствлладержатель) 9 — аношкин вывод (катод): нольт-амперная характернстнка диода )77)К (о) сплавного германиевого диода Д77К (!.,р,ов = 300 мА ~адов = 700 В), а его вольт-амперная характеристика — нп рис.
1.13, Выпрямительные диоды средней мощности. К этому типу отно сятся диоды, допустимое среднее значение прямого тока которы лежит в пределах 300 мА — 10 А. Больший прямой ток этих диодо по сравнению с маломощными диодами достигается увеличением ра нерон кристалла, в частности рабочей площади р-и-перехода. Диод средней мощности выпускаются преимущественно кремниевым В снязи с этим обратный ток этих диодов при сравнительно больш площади р-и-перехода достаточно мал (несколько десятков микр ампер). Теплота, выделяемая в кристалле от протекания прямого обратного токов в диодах средней мощности, уже не может быть ра сеяна корпусом прибора.
Для улучшения условий теплоотвода в этих диодах применя дополнительные охладители-радиаторы. Радиаторы изготовляют металла, обладающего хоро)пей теплопроводностью (обычно сплав алюминия) и развитой поверхностью для лучшей передачи теплот в окружающую среду.
Для улучшения излучающей способности р диаторы часто подверга(от чернению. В качестве радиатора иног может быть использовано шасси прибора. Для крепления радиато корпус диода имеет стержень с винтовой нарезкой. Диоды с плос основанием корпуса крепят (прижимают) к радиатору с помощ фланцевого соединения. Пример возможной конструкции вымря 34 тел ьн льных диодов средней мощности приведен на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
