Диффузионная емкость p-n-перехода
Диффузионная емкость отражает перераспределение зарядов вблизи p-n-перехода и проявляется в основном при прямом смещении перехода. Изменение прямого напряжения на p-n-переходе изменяет величину заряда неравновесных носителей в базе. Это изменение заряда обуславливает диффузионную емкость: . (2.22) Полупроводниковые диоды Полупроводниковыми диодами называют электропреобразовательные приборы с одним p-n-переходом, имеющие 2 электрических вывода. Обозначение диодов на принципиальной схеме зависит от их функционального назначения. Основные типы диодов: 1. силовые (выпрямительные) диоды; 2. опорные диоды (стабилитроны и стабисторы); 3. импульсные диоды; 4. туннельные диоды; 5. варикапы; 6. СВЧ- диоды; 7. магнитодиоды; 8. светодиоды и т.д. Силовые диоды Силовые диоды предназначены для выпрямления тока промышленной частоты. В них используются вентильные свойства вольт-амперной характеристики p-n-перехода. На рис.3.1. представлено условное обозначение диода и его вольт-амперная характеристика, совмещенная с характеристикой p-n-перехода. Положение вольт-амперной характеристики выпрямительного диода смещено относительно вольт-амперной характеристики р-n-перехода в сторону больших прямых напряжений (за счет конечного сопротивления р и n областей кристалла и подводящих проводов) и в сторону больших обратных токов (за счет наличия тока утечки). Паразитные параметры диода ухудшают вентильные свойства диода. Основные параметры силовых диодов: 1. Iпр.cр. ¾ среднее допустимое значение прямого тока; 2. Uпр.ср. ¾ прямое падение напряжения при допустимом прямом токе; 3. Uобр.max ¾ допустимое обратное напряжение диода, не приводящее к электрическому пробою; 4. Iобр.max ¾ величина обратного тока диода при допустимом обратном напряжении; 5. Рдоп. ¾ допустимая мощность, рассеиваемая на приборе; 6. t°раб.max ¾ максимально допустимая рабочая температура; 7. f max ¾ предельная рабочая частота. Высокочастотные диоды Высокочастотные диоды предназначены для преобразования переменного тока в однонаправленный при значительных частотах переменного тока (от сотен кГц до до сотен МГц). Основной причиной, обуславливающей невозможность применения для этих целей обычных выпрямительных диодов, является их значительная барьерная емкость. С ростом частоты выпрямляемого сигнала емкостное сопротивление закрытого диода падает, вентильные свойства нарушаются, и диод перестает выполнять свое функциональное назначение. Для устранения этого эффекта (для минимизации емкости перехода) в высокочастотных диодах используется два технологических приема: так называемые точечная и мезосплавная технологии. Функции высокочастотного диода аналогичны функциям выпрямительного диода. Обозначение высокочастотного диода на электрических схемах совпадает с обозначением выпрямительного диода. Помимо параметров, характерных для выпрямительного диода, добавляется максимальная емкость диода при нулевом обратном напряжении. СВЧ-диоды (сверхвысокочастотные диоды) СВЧ-диоды предназначены для преобразования сигналов электрического тока до десятков МГц. Выполняются по точечной технологи. Импульсные диоды Обозначение и вольт-амперная характеристика импульсных диодов аналогичны выпрямительным диодам. Импульсные диоды предназначены для работы с сигналами импульсного характера (в режиме переключения), поэтому необходимо учитывать инерционность процессов включения и выключения диодов. Важное значение начинают приобретать время установления прямого напряжения при скачкообразном изменении прямого тока и время восстановления обратного сопротивления при изменении полярности приложенного напряжения. Оба эти фактора определяются скоростью рекомбинационных процессов (временем жизни свободных носителей тока). Для повышения скорости рекомбинационных процессов в полупроводниковые материалы этих диодов вводят примеси, формирующие "ловушки" для свободных носителей тока (золото, никель). Под воздействием входного импульса положительной полярности (рис.3.2.) происходит инжекция носителей заряда в базовую область диода. Изменение напряжения с прямого на обратное приводит к выбросу обратного тока из-за наличия диффузионной емкости. Выброс обратного тока можно рассматривать как уменьшение обратного сопротивления диода за счет инжектированного заряда.
Основными параметрами импульсного диода являются: 1. tобр = t2 – t1 ¾ время восстановления обратного сопротивления, т.е. интервал времени с момента прохождения тока через нуль (после изменения полярности прямого напряжения) до момента достижения обратным током заданного малого значения; 2. tпр = t4 – t3 ¾ время установления прямого сопротивления, т.е. интервал времени от момента подачи импульса прямого тока на диод до достижения заданного значения прямого напряжения на нем; 3. Rи = Uпр.max / Iпр. ¾импульсное сопротивление; 4. Iпр. max ¾ максимально допустимый импульсный ток; 5. Uпр.max ¾ максимальное импульсное прямое напряжение; 6. Рдоп. ¾ максимально допустимая мощность рассеивания. Разновидностью импульсных диодов является диод Шотки, в котором p-n-переход образован структурой полупроводник-металл. Особенностью такого перехода является отсутствие накопления избыточного заряда в базе. Инерционные свойства такого диода связаны с зарядом в барьерной емкости. Обозначение диода Шотки представлено на ри.3.3.
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (811)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |