выпрямительные диоды
advertisement
ПОЛУПРОВОДНИКОВ ЫЕ ДИОДЫ НА ОСНОВЕ P-N ПЕРЕХОДОВ И БАРЬЕРОВ ШОТТКИ Выполнили студенты 21306 группы Радаев А.Э Ховатов И. А. ЧТО ТАКОЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД? Полупроводниковый диод — нелинейный электронный прибор с двумя выводами. В зависимости от внутренней структуры, типа, количества и уровня легирования внутренних элементов диода и ВАХ свойства полупроводниковых диодов бывают различными. ВИДЫ П/П ДИОДОВ Выпрямительные диоды Стабилитроны Варикапы Туннельные диоды Обращенные диоды ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ Основа – электронно-дырочный переход ВАХ имеет ярко выраженную нелинейность Важные дифференциальные параметры: Коэффициент выпрямления Характеристическое сопротивление Ёмкость диода ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ Выпрямление в диоде происходит при больших амплитудных значениях Uвх >0,1 В |Vg|>> kT/q VG, B 0,01 K, отн. ед. 1,0 0,025 0,1 0,25 1 1,1 55 2,3·104 2,8·1020 - коэффициент выпрямления P-N ПЕРЕХОД В ДИОДЕ ПРИ ПРЯМОМ СМЕЩЕНИИ JnD – диффузионная компонента электронного тока JnD – диффузионная компонента дырочного тока Jрек – рекомбинационный ток P-N ПЕРЕХОД В ДИОДЕ ПРИ ОБРАТНОМ СМЕЩЕНИИ JnE – дрейфовая компонента электронного тока JnE – дрейфовая компонента дырочного тока Jген – генерационный ток ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ Дифференциальное сопротивление: Сопротивление по постоянному току: На прямом ВАХ сопротивление по постоянному току больше, чем дифференциальное сопротивление RD > rD, а на обратном участке – меньше RD < rD. Вблизи нулевого значения Vg<< kT/q ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ДИОДА ДЛЯ НИЗКИХ ЧАСТОТ rоб – омическое сопротивление базы диода rд – дифференциальное сопротивление Сд – диффузионная ёмкость Сб – барьерная ёмкость ВАРИКАПЫ Полупроводниковый диод реализующий зависимость барьерной емкости от напряжения обратного смещения. Максимальное значение емкости варикап имеет при VG=0 Емкость варикапа определяется шириной обедненной зоны. В случае однородного легирования СТАБИЛИТРОНЫ ВАХ имеет области резкой зависимости тока от напряжения на обратном участке. При U<Uстаб Rдиф→0 Основное назначение – стабилизация напряжения на нагрузке при изменяющимся напряжении во внешней цепи Стабилитрон также называют опорным диодом Два механизма: лавинный пробой туннельный пробой ЛАВИННЫЙ ПРОБОЙ Критерии: 1)Uвх от 6 до 1000В 2)qλεпр≥Eg Коэффициент лавинного умножения: I M I0 1 U 1 U U – напряжение n лавинного пробоя U – напряжение n – коэффициент, равный 3 или 5 для Ge или Si соответственно. 3)W>>λ ТУННЕЛЬНЫЙ ДИОД Критерии: 1) Сильнолегированные области p+ - n+ 2) W~λD ВАХ на прямом смещении N-образная с участком отрицательного дифференциального сопротивления ВАХ ТУННЕЛЬНОГО ДИОДА ОБРАЩЕННЫЙ ДИОД Обращенный диод – это туннельный диод без участка с ОДС. Высокая нелинейность ВАХ при малых напряжениях вблизи нуля позволяет использовать этот диод для детектирования слабых сигналов в СВЧ-диапазоне. ВАХ такого диода при обратном смещении такая же, как и у Туннельного ДИОД ШОТТКИ Диод — полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении. Используют переход металл-полупроводник в качестве барьера Шоттки. Ток в барьере Шоттки обусловлен основными носителями электронами. По этой причине диоды на основе барьера Шоттки являются быстродействующими приборами, поскольку в них отсутствуют рекомбинационные и диффузионные процессы ЗОННАЯ ДИАГРАММА БАРЬЕРА ШОТТКИ а) VG = 0; б) VG > 0, прямое смещение; в) VG < 0, обратное смещение СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
