4. Диоды. Их устройство.

П.П. диод – это п.п. прибор с одним p-n переходом и двумя выводами, использующими св-ва p-n перехода.

Классификация:

1. Плоские:

   1. Выпрямительные;

   2. Стабилитроны;

   3. Обращенные;

   4. Туннельные;

   5. Варикапы;

   6. Светодиоды;

   7. Фотодиоды;

   8. Фотоэлементы.

2. Точечные:

   1. Выпрямительные;

   2. СВЧ.

Устройство:

Плоскостные диоды

• сплавной метод;

• диффузионный метод.

Sконтакта от долей м кд нескольких кв.см. Отличаются от точечных большим током.

Точечный диод

Межэлектродная емкость мала

Точечный диод применяется для

СВЧ и для выпрямления

малых токов.

Выпрямительный диод – диод для выпрямления тока. (для повышения обратного U их собирают в диодные столбы).

Стабилитрон – это п.п. прибор U на котором в области электр. пробоя слабо зависит от тока и который служит для стабилизации U.

Диоды Шотке.

Диод с выпрям. контактом. Не проводник, имеет одностор. проводимость. За счёт отсутствия p-n перехода ↓ ёмкость диода, а значит ↑ быстродействие и ↓ прямое напряж. Uпр<0,5В

Импульсные диоды

Маркировка: КД923А: К-Кремний, Д-Импульсный диод, 9-Группа параметров(4÷9),23-номер разработки, А-отбраковка. В импульсных схемах на высоких частотах до гигогерц и на малых сигналах.

5.Выпрямительные и импульсные диоды.

Выпрям. диоды

Назначение: для преобразования перемен. тока в постоянный ток стабилиз. Хар-ка: Параметры: средний прямой ток: I_ср.пр=0,1÷1000А, U_ср.пр=0,7÷1,5В. U_обр.max=30÷1000В, f_max=1000÷10⁵Гц, I_обр=0,05÷20mA. Маркировка: К(или 2)-Кремниевый диод, Г(или 1)-Германий, Д-Выпрямитель, 1÷3-Предельные параметры диода, 23-Номер обработки, А,Б,Ви тд.-Отбраковка по параметрам.(КД103Б, 2Д212А).

Однополупериодный выпрямление.

Двуполупериодная схема.

С конденсатором пульсации напряж. меньше.

6. Стабилитроны. Предназначены для работы в режиме электрического пробоя. Условное обозначение:

Вольт-амперная характеристика:

Как видно из ВАХ, на участке пробоя сила тока почти не зависит от напряжения, что и используется для стабилизации напряжения.

Основные параметры: Напряжение стабилизации, минимальный ток стабилизации, максимальный ток стабилизации, дифференциальное сопротивление в режиме стабилизации

Варикапы. Предназначены для работы в качестве конденсатора, ёмкость которого управляется напряжением. При подаче обратного напряжения увеличивается ширина запирающего (непроводящего) слоя, что приводит к уменьшению ёмкости p-n перехода. Условное обозначение:

7 .Туннельный эффект(ТЭ) заключается в туннельном прохождении тока через р-n переход. При этом ток начинает проходить через переход при напряжении, значительно меньшим контактной разности потенциалов. Достигается ТЭ созданием очень тонкого обеднённого слоя, который в туннельном диоде(ТД) достигает 0,01 мкм. При таком тонком обеднённом слое в нем даже при напряжении 0,6..0,7В напряжённость поля достигает (5..7)*10⁵ В/см. При этом через такой узкий р-n переход протекает значительный ток.

Этот ток проходит в обоих направлениях, только в области прямого смещения ток в начале растёт, а достигнув значения I_max при напряжении U₁, затем довольно резко убывает до I_min при напряжении U₂. Снижении тока связано с тем, что с ростом напряжения в прямом направлении уменьшается число электронов, способных совершить туннельный переход. При напряжении U₂ число таких электронов становится равным 0 и туннельный ток исчезает.

При дальнейшем повышении напряжения выше U₂ прохождение прямого тока такое же как у обычного диода, и определяется диффузией.

В виду малой толщины слоя п-н перехода время перехода очень мало, поэтому ТД практически безинерционный прибор.

Вольт-амперная хар-ка.

М ожет выделить 3 участка:

1. Начальный участок рост тока от точки 0 до I_max

2. Участок спада от мах I до I min.

3. Участок дальнейшего роста

Очевидно, что спадающий участок, на котором

положительному приращению напряжения ΔU соотв отрицательное приращение тока, имеет отриц сопр