12- маъруза Яримўтказгичли диодлар Режа 1. Яримўтказгичли диодлар, унинг ВАХ. 2. Диодларнинг параметрлари ва уларнинг температурага боғлиқлиги. 3. Тўғриловчи диодлар. 4. Диодларнинг турлари ва схемада белгиланиши. Яримўтказгичли диодлар Яримўтказгич диод деб икки электродли электрон асбобга айтилади. Улар битта p - n ўтказишга эга бўлиб, токни бир томонга ўтказади ва тескари томонга ўтказмайди. Диодлар радиоэлектрон қурилмаларда ишлатилиши ва бажарадиган вазифасига мувофиқ таснифланадилар. Диоднинг электродлари анод ва катод дейилади. Агар диодга тўғри кучланиш берилса, унда анод катодга нисбатан мусбат потенциалга эга, диод очиқ ва ундан тўғри ток ўтади, кичик қаршиликка эга. Аксинча агар диодга тескари кучланиш берилса, унда катод анодга нисбатан мусбат потенциалга эга, у ёпилади, унинг қаршилиги катта, тескари токи кам ва нолга тенг деса ҳам бўлади. Яримўтказгичли диодлар Яримўтказгичли диодлар Яримўтказгичли диодлар Агар диод занжирга уланмаган бўлса ҳам унинг ички қисмида ўзига хос жараёнлар содир бўлади. «n» қисмида ортиқча электронлар мавжуд ва у манфий потенциал ҳосил қилади, «р» қисмида эса мусбат зарядлар жамланган. Ўзаро ҳамкорликда бу зарядлар электр майдонини ҳосил қилади. Хар хил ишорали зарядлар бир бирига тортилиши натижасида электронлар «n» соҳадан «р» соҳага ўтади ва ковакларни тўлдиради. Натижада жуда кам миқдорли (заиф) ток ҳосил бўлади ва «р» соҳада моддалар зичлиги маълум бир қийматгача ортади. Бунда заррачалар текислик хажми бўйича тенг тақсимланадилар, яъни секин аста диффузия бўлади. Бунинг натижасида электронлар «n» соҳага қайтадилар. Диодни тескари уланиши Агар манбани диодни «n» соҳасига “+” «р» соҳасига “-” ни уласак, электронлар «n» соҳадан плюсли соҳага ўтади. Коваклар минусли қутб томонидан тортиладилар. Ўтиш соҳасида бўшлиқ ҳосил бўлади ва заряд ташувчилар бўлмайди. Кучланиш ортиши билан ковак ва электронлар бир-бирига кучлироқ тортишадилар ва ўтишда заряд ташувчилар қолмайди. Ўтишда бўшлиқ пайдо бўлади, заряд ташувчилар йўқ. Тескари уланганда ток ўтмайди. Тескари ток, тўғри ва тескари кучланиш Диод ёпиқ вақтида ундан кичик миқдорда ток ўтади (ноасосий ташувчилар кам). У асосий бўлмаган тескари томонга ҳаракатланаётган заряд ташувчилар томонидан ҳосил бўлади. Бу манба қутбини тескари улашда пайдо бўлади. Кристал температураси ошган сари уларнинг сони кўпаяди, тескари ток ҳам ошади ва бу ўз навбатида ўтишнинг бузилишига олиб келади. Температурани чеклаш мақсадида яримўтказгичлар корпусига совутувчи радиаторларни улашади. Диод очиқ ҳолатида унда тўғри кучланиш мавжуд. Тескари кучланиш диод ёпиқ вақтида ва ундан тескари ток ўтганда ҳосил бўлади. Тўғри кучланишда диод қаршилиги жуда кам. Яримўтказгичларнинг қаршилиги унинг кучланишига боғлиқ, кучланиш ошса, қаршилик камаяди ва аксинча. Диодни тўғри уланиши «n» соҳадаги электронлар манфий қутбдан кетишни ва ўтказувчан зонага ўтишни бошлайдилар. «р» соҳадаги мусбат зарядли коваклар манбанинг мусбат қутбидан узоқлашадилар. Электрон ва коваклар бирбирига қараб ҳаракатлана бошлайдилар. Хар хил зрядли заррачалар ўтиш соҳасиида жамланадилар, улар орасида электр майдони ҳосил бўлади. Электронлар р-n ўтишдан ўтиб «р» соҳага ҳаракатланадилар. Диодда тўғри ток ҳосил бўлади. Бунда унинг қаршилиги кўп эмас. Диоднинг ВАХ Диоднинг ВАХ I I 0 (exp(U / AT ) 1) Яримўтказгич диоднинг тўғри ва тескари йўналишларидаги қаршиликлари бир – биридан кескин фарқ қилади: тўғри йўналишда силжитилган диоднинг қаршилиги қиймати кичик, тескари силжитилган диодники эса – катта бўлади. Шу сабабдан диод бир томонга электр токини яхши ўтказади, иккинчи томонга эса – ёмон ўтказади. Диоднинг ВАХ Диоднинг асосий параметрлари Тескари максимал кучланиш Uтес -унинг шундай кучланишики, унда диод тескари уланганда у ўз қобилиятини (чидамкорлик) сақлайдии. Бунда ундан Iтес тескари ток оқади. Тескари кучланиш ортса (лавинный)тешилиши юз беради, натижада ток кескин ортиб кетади ва бу диодни иссиқлик бузилишига олиб келади. Максимал тўғри ток Iтўғ -бу диод тўғр и улангандаги тўғри йўналишдаги максимал токнинг оқиши. Максимал частота Fd , бу ошириб (кўтариб) бўлмайдиган частота. Агар у ортиб кетса диод тўғри ишламаслиги мумкин. Диоднинг асосий параметрлари 1. Статик қаршилик RCT uД [Ом] ; iД 2. Дифференциал қаршилик rдиф u [Ом] ; i 3. Характеристика тиклиги S i [А/В] . u Яримўтказгич параметрларини температурага боғлиқлиги Агар иккита хар хил яримўтказгични германий (Ge) ва кремний (Si) ни олсак, температурани бир хил тарзда оширсак германийнинг ўтказувчанлик қобилияти кремнийга қараанда ортади. Бу тақиқланган зона кенлиги номли параметрига га боғлиқ, электронвольтда (эВ) ўлчанади. Бу валент зонадан ўтказувчанлик зонасига ўтиш учун заряд ташувчиларга қанча миқдордаги энергия керак лигини кўрсатади. Валент зонадаги заряд ташувчи ток ўтишида иштирок этмайди, чунки у атом ядроси билан “боғланган”, аммо биз ташқаридан унга иссиқлик энергиясини берсак у атомидан узилади ва эркин заряд ташувчи пайдо бўлади. Германийни тақиқланган зона кенлиги кремнийникига қараганда кам (0,7 эВ , кремнийда 1,1 эВ), яъни узулиш (озод бўлиш) учун германийнинг валент зонасидаги заряд ташувчиларига кам миқдордаги энергия етади. Шунинг учун бир хил юқори температурада германий яхши ток ўтказади. Диод параметрларини температурага боғлиқлиги Диодга шу характерлийки унинг ёпилиш (отпирания ) кучланиши -55...+125ºC температур диапазонида температурага линей боғлиқ. Температура ошиши билан хар градусда тахминан 1,7 мВ га камаяди. Температура ортиши билан ВАХ график бўйича чапга силжийди, эгри чизиқ шакли ўзгармайди. Тўғриловчи диодлар Тўғриловчи диод- ўзгарувчан токни ўзгармас токка айлантириб бериш учун мўлжалланган. Бир ярим даврли оддий тўғриловчи диодни ишлаш принципини кўриб чиқамиз: Ўзгарувчан ток манбасидан кучланиш VD диод орқали ўтиб юкламага келади. Мусбат ярим давр вақтида диод очиқ ҳолатда бўлади ва ўзидан токни юкламага ўтказади. Сигналнинг манфий ярим даври навбати келганда диод ёпилади ва ток юкламага келмайди, яъни манфий яримдаври кесилади. Графикдан кўриб турибмиз, биз мусбат яримдаврли сигнални оламиз, яъни доимий токни. Қўлланиши: Ёритгич (фонарь) учун зяряд қурилмаси. Тўғриловчи диодлар Тўғриловчи диодлар ВАХ Диодларнинг турлари Стабилитронлар кучланишни стабилизациялаш учун мўлжалланган диодлардир. Улар аввал кўриб чиққан диодларимиздир, фақат улар диодлардан фарқлироқ тескари уланишлари керак, яъни, анод минусга, катод плюсга. Агар диодни ВАХ да мусбат чизиқ қўлланса, бунда тескари. Асосий параметри стабилизация кучланиши (Uст), у графикда 5 В га тенг. Диодларнинг турлари Варикап [англ. vari(able) - ўзгарувчан ва cap(acity) сиғим]. (сиғимли диод) унга берилган кучланишга қараб ўз қаршилигини ўзгартиради. У ЮЧ тебранишлар контурларини созлаш учун ўзгарувчан сиғимли бошқарилувчи конденсатор сифатида қўлланилади. Диодларнинг турлари Шоттки диоди –тўғри уланганда кичик кучланишлар тушушига эга бўлган яримўтказгичли диод. Буларда оддий диодлардан (p-n-ўтиш) фарқли Шоттки барьери сифатида металл-яримўтказгич ўтиш қўлланилади. Хусусиятлари: тўғри улангандаги кичик кучланиш, юқори силжиш (утечки) токи, жуда кичик тескари қайта тикланиш заряди. Бундай диодларда диффузия йўқ, бу ноасосий ташувчилар инжекцияси билан боғлиқ, яъни улар фақат асосий заряд ташувчилар билан ишлайди, уларнинг тезкорлиги барьер сиғими билан ифодаланади. детекторли Шоттки диодининг структураси : 1 — я/ў таги (подложка); 2 — эпитаксиал плёнка; 3 — металл-я/ў контакти; 4 — металл плёнка; 5 — ташқи контакт. Диодларнинг турлари Тунне́л дио́ди-тўғри уланган кучланишда унинг ВАХ да туннель эффекти билан ҳосил бўлувчи манфий дифференциал қаришиликли соҳа пайдо бўлади U1−U2 кучланишлар диапазонида диод ВАХ дифференциал қаришилиги манфий Диодларнинг турлари Оптронлар (оптожуфтликлар) – электр токи сигналини ёруғлик оқимига айлантириб бериш учун мўлжалланган электрон қурилмалар. Уларнинг ёруғлик сигналлари оптика каналлари орқали узатилади, тескари узатиш ва ёруғликни (свет) электр сигналига айлантириш ҳам содир бўлади. Диодларнинг турлари Тиристорлар-ўтказувчанлиги учинчи-бошқарилувчи электрод билан бошқариладиган диодлар. Асосий қўлланиш соҳаси: қувватли юкламани бошқарилувчи электродга берувчи кичик (заиф) сигнал билан бошқариш. Диодларнинг турлари Фотодиод - унинг фотосезгир соҳасига тушувчи ёруғликни (светни) электр токига айлантириб бериш учун мўлжалланган я/ў. Диодларнинг турлари Нурланувчи диод (светодиод)- ундан электр токи ўтганда ёруғликни (светни) нурлайди. Диодларнинг турлари Диодларнинг турлари Инфрақизил диодлар-инфрақизил (кўринмас) диапазонда (тўлқин узунлиги 1-2 мм дан -0.74 мкм гача) ёруғликни (светни) нурлатади. Қўлланиши: оптик ўлчов асбоблари, масофадан бошқариш қурилмалари, видеокузатув камераларида, асосан кўчада, қоронғида тасфирни кўра олиш қобилиятига эга. ИҚ диодни ёнишини уяли телефон камерасидан кўриш мумкин. Инфрақизил нур Назорат саволлари 1. Яримўтказгичли диодлар, унинг ВАХ. 2. Диодларнинг параметрлари ва уларнинг температурага боғлиқлиги. 3. Тўғриловчи диодлар. 4. Диодларнинг турлари ва схемада белгиланиши.