Температурна залежність вах p-n переходів
При збільшені температури зменшується спадок напруги на прямій вітці ВАХ p-n переходу. Ця зміна незначна і несуттєво впливає на характеристики p-n переходів. При збільшені температури різко зростає зворотній струм. Приблизно в 2 рази на кожні 10 °С. Це наближене явище. Для Ge p-n переходів зміна ще більша. Перевищення температури і збільшення зворотного струму найчастіше є причиною виходу з ладу НП приладу, тому вони мають певні температурні межі роботи. Для кремнієвих [-100°C ÷ +150°C - +180°C], для германію [-40°C ÷ +60,+70°C]
Порівняльна характеристика Si I Ge p-n переходів
На германієвих p-n переходах спадок напруги на прямій вітці характеристики менший, розсіювальна потужність дуже мала, але в нього нижча максимальна робота температури, тому характеристики можна вважати приблизно однаковими.
Зворотній струм для германієвих p-n переходів майже на порядок більший. По цьому параметру вони набагато гірші, тому зараз переважно застосовуються кремнієві p-n переходи.
Напівпровідникові діоди
Конструктивно оформлений p-n перехід (поміщений в корпус, зроблені виводи для під’єднання ) називаються НП діодами.
НП діоди відрізняються по технології виготовлення. Є близько десятка різних технологій. Найбільш поширені: сплавна, дифузійна, епітаксійна, планарна.
Основні електричні параметри діодів
IFAV – середнє за період значення випрямленого струму, при прикладені прямої напруги, [A]. (Є прилади до 2000 А).
UFAV – середнє за період значення спадку прямої напруги при заданому IFAV,[B]
IFRV – середнє за період значення зворотного струму при заданому значені зворотної напруги UR, (мA, мкА)
URMAX – максимальне допустиме значення постійної зворотної напруги.
IF(OV) – максимально допустимий постійний прямий струм.
Fmax – це гранична частота, максимальна частота при якій струм не зменшується нижче від заданого значення (кГц, МГц).
Спеціальні типи діодів
Стабілітрони – це елементи, які працюють в області лавинного пробою, вони застосовуються для стабілізації напруги, тобто напруга, при якій наступає лавинний пробій є постійною і стабільною в часі і залежить від легування.
Напруга може мінятися від 3 В до 400 В. Такий елемент застосовується, як джерело зразкової (опорної) напруги,як обмежувач напруги для захисту від перенапруг.
Характеристика стабілітрона
UST або U(BR) – напруга стабілізації.
Ця напруга на стабілітроні при протіканні заданого струму стабілізації.
Istab min – це струм при якому починається лавинний пробій.
Istab max – це максимальний робочий струм, який не викликає перегріву елементу.
Диференційний
опір - rD
=
,
Ом (0.5 – 200 Ом)
Температурний
коефіцієнт напруги стабілізації -
,
%/k
Фотодіоди – це НП прилад з внутрішнім фотоефектом, зворотній струм якого залежить від освітлення.
При поглинанні квантів світла в p-n переході утворюються нові носії заряду, пари електрон дірка. В результаті зростає зворотній струм (фотострум). Який мало залежить від зворотної напруги.
Ці прилади можуть працювати у двох режимах:
Фотогенераторний – при цьому елемент буде джерелом напруги, яка буде залежати від освітлення. U< 1 В, мала швидкодія, велика інертність.
Фотодіодний – міряють величину зворотного струму (велика швидкодія). Конструкція зроблена таким чином, щоб він сприймав освітлення. Застосовуються в приладах контролю наявності полум’я, фотодавачі, переміщення положення наявності мітки в пакувальних автоматах, різні здавачі швидкості обертання валів і т.д.
Характеристика фотодіода
Світлодіоди – це НП випромінюючий прилад з одним, або декількома переходами, який перетворює електричну енергію в світлове випромінювання.
При переході збудженого електрона на більш низький енергетичний рівень відбувається виділення енергії у вигляді квантів світла. Вся конструкція зроблена так, щоб світло максимально вийшло назовні.
ККД – 10 – 12%
Довжина хвилі випромінювання залежить від ширини забороненої зони, діапазон випромінювання від інфрачервоного до ультрафіолетового. Якщо світлодіод спроектовано у вигляді оптичного резонатора, то вийде НП лазер, який буде давати когерентне випромінювання (однієї довжини).
Світлові діоди з’єднують індекатори найрізноманітнішої форми.