Reševalne diode. Silicijsko diodo.

1.R I.MAX \u003d U PR.I. MAX / I PR. PULSE PULSE DIOD RESIRANCE. 2. T PRT.URD-Uvažanje neposrednega upora diode je časovni interval od začetka aktualnega pulta naprej, dokler napetost ne doseže na ravni diode 1,1 · U.

Ko je vir neposrednega toka izklopljen, je postopek resorpcije, ki se je nabral v zbirki podatkov, ki niso ravnotežja, nosilcem, ki so posledica njihove rekombinacije, in zaradi njihove oskrbe v zunanjo verigo, če je na voljo. V času izklopa toka je opazil napetost skok na diodo u b (t off), ki je nastala s spremembo padca napetosti v bazi diode. Skozi čas, na meji prehoda, je koncentracija napolnjenosti ne-ravnotežja, se lahko šteje kot napolnjena zmogljivost ali generator po Alexu. E.D. Če je R n \u003d ∞, potem padec e.D.S. Posledica samo rekombinacije. V nasprotnem primeru, tudi zaradi pretoka toka skozi RZ, in sprva, medtem ko je presežna koncentracija velika, je hitrost upad določena z visoko stopnjo rekombinacije, ne pa odpornost r n. Obrazec napetosti na diodi, ko je na sliki prikazan impulz neposrednega toka.

Preklapljanje diode iz neposredne napetosti na nasprotno.

R1 upor in vir E1 določata veljavnost neposrednega toka skozi diodo in R1 in E2 znesek okrožnega toka.

Upor R2 služi kot trenutni senzor, tj. Njegova odpornost je izbrana kot majhna, da se lahko padec napetosti na njem zanemari v primerjavi z drugimi kapljicami napetosti v shemi. V času preklapljanja se tok skozi diodo spremeni smer proti nasprotju, se luknje na meji prehoda začnejo narisati s prehodom na P-regijo in obratni tok zaradi odvečne koncentracije

Luknje v bazi diode, lahko skočijo, da dosežejo veliko vrednost. Ker injekcija ni več, se bo ta presežna naboj v podatkovni bazi zmanjšala oba zaradi pretoka hrbtnega toka in kot posledica rekombinacije. V obdobju T 1, medtem ko je prehodna napetost, ki jo povzroča neaviterijski koncentracijski gradient ostaja pozitiven, vrednost obratnega toka ostane nespremenjena in je odvisna od upora R 1: I 2 \u003d E obr / R1. Ta preklopna faza (T 1) se imenuje faza prevodnosti visoke krme in traja mejo, prekomerna koncentracija ne bo dosegla ravnotežja. Za ploščne pulzne diode če. če .

Druga faza (časovni interval T 2) je posledica rekombinacije presežnega naboja v globini podnožja, katere koncentracija si prizadeva za ravnovesje. V tej fazi, obratni tok monotono pade na vrednost običajnega povratnega toka diode i 0.

Na ravninske diode. Parametri, ki kažejo na impulzne diode so vse parametre visokofrekvenčnih diod, zgornje parametre - R i.max in t lst, kot tudi parameter t vs \u003d t 1 + t 2.

Dioda z akumulacijo naboja

Ta vrsta pulznih diod, izdelana posebej za oblikovanje kratkih impulzov. Neenakomerna distribucija nečistoč v bazi diode je ustvarjena ali

Thorin polje, ki prispeva k prerazporeditvi injiciranega naboja na osnovni površini.

Zdi se, da pospeševalno polje potegne luknje iz prehodne meje, kar zmanjšuje koncentracijo meje in lebdenje polja pritisne luknje na prehod, povečanje njihove mejne koncentracije. Od začetka prve faze obračalnega toka se določi čas recesije koncentracije meje na ravnovesje, lahko ustvarite diode z danim trajanjem visoke prevodne faze.

Tunel diode.

Povečanje koncentracije nečistoč v obeh polprevodnikih je mogoče doseči učinek predora tudi z ravnotežno stanje P-N prehoda. Fermi Leži v tem primeru je znotraj rešenih območij na razdalji ≈3 φ t od njihovih meja. Nasproti valence območja P-regije, se nahajajo ravni območja prevodnosti N-regije. Takšna fuzija con se pojavi pri nekaterih kritičnih koncentracijah nečistoč. Na primer, za Nemčijo, ta vrednost je 2 · 10 25 m -3, in za silicije 6 · 10 25 m -3, ker Širina prepovedane cone ima več.

Ob ničetnem premiku prehoda z majhnimi premiki, tako v nasprotni smeri skozi prehod teče predornega toka elektronov, katerih vrednost je odvisna od uporabljene napetosti. Povratni tok predora lahko doseže zelo velike vrednosti.

S povečanjem neposredne premije se neposredni tok narašča zaradi povečanja neposredne napetosti, nato pa se toka poveča zaradi zmanjšanja območja prekrivajočega območja in območja prevodnosti sosednjih polprevodnikov. Na najvišji točki se uporaba neposrednega toka zaradi povečanja neposredne napetosti nadomesti z njegovim zmanjšanjem zaradi zoženja območja prekrivanja valence in prevodne cone. Ugotavljamo, da skupaj z tunelskimi tok, z neposrednim premikom, difuzijski tok teče skozi prehod, vendar je njegov delež v neposrednem toku diode z majhnimi premiki še vedno majhna. Nadaljnje povečanje neposrednega premikanja vodi do zmanjšanja

neposredni tok. Zmanjševanje območja prekrivanja valence in prevodne cone začne vplivati \u200b\u200bna trenutno vrednost v večji meri, ne pa povečanje neposredne napetosti.

Tunelni tok, z nadaljnjim povečanjem neposredne napetosti, se nagiba na nič, difuzijski tok pa se začne rasti. To je posledica najmanjšega toka na WAH, ki, ko se neposredna napetost poveča, gre v navadno diodo. Instrumenti, ki imajo podobne vrstice tunela diode, se imenujejo naprave z N-oblikovanim pretokom.

Dioda. - To je električna konstruktivna polprevodniška naprava (PP) z enim električnim prehodom in dvemi zaključki (Sl. 3.1).

Sl. 3.1. Naprava polprevodniške diode.

Elektrode EE-elektrode EE, ki zagotavljajo ohmične stike z N-in P-regijami, so priključene na kovinske vode, s pomočjo katerih je dioda vklopljena v zunanjo verigo.

Načelo delovanja večine diod temelji na uporabi fizikalnih pojavov v električnem prehodu, kot je asimetrija karakteristika Volt-amps, preskus prehoda elektronske luknje, odvisnost od nosilne zmogljivosti iz napetosti, itd.

Razlikujejo diode:

odvisno od cilja :

• reševanje;
• stabiliranci;
• varicaps;
• tunel;
• impulzni et al;

po podatkih izvornih materialov :

• nemčija;
• silicon;
• iz Galliya arsenida;

po izdelavi tehnologije :

• zlitina;
• difuzija;
• planar;

v frekvenčnem območju :

• nizka frekvenca;
• visoka frekvenca;
• Mikrovalovne diode (ultrahigh frekvenčne diode);

po tipu R-N Transsion :

• letalo;
• točka.

Letalo Kličejo P-N-prehod, linearne dimenzije, ki opredeljujejo njeno območje, veliko več debeline. Govorniki vključujejo prehode, katerih dimenzije, ki določajo njihovo območje, so manjše od debeline površine obročnega dajatve.

Letane diode majhne in srednje moči se običajno izvajajo z zlitino P-N-prehodom. Zlitina P-N-prehod v Nemčiji diode (Sl. 3.2) se pridobi z dajanjem tabletke aceptorjevega elementa nečistoče (Indija) v kristal N-tipa. Hkrati pa se taljeni indij delno razprši v Nemčijo, ki daje bližnji regiji iz Nemčije Crystal Hole Cranduction. Območje z vodovodjo (P-tipa P) ima zelo nizko upornost in je oddajanje v zvezi z višjo stopnjo N-tipa polprevodniškega kristalnega kristalnega kristala. Naprava iz Nemčije ravnine diode je prikazana na sl. 3.2. Silicon Planarne diode se pridobijo z mooringom aluminija v silicijskem kristalu. Silicijska in germanija diode so narejene v kovinskem varjenem telesu s steklenimi izolatorji in prilagodljivimi zaključki.

V močnih plovilih ploskev, P-N-prehod pogosto izvedemo z difuzijo iz plinske faze nečistoč atomov v polprevodniški kristal. Z difuzijsko metodo je zagotovljena boljša obnovljivost parametrov diod. Zmogljive diode se pogosto izvajajo s hladilnimi radiatorji.

Sl. 3.2. Device Diode: A - letalo; B - točka

V točka Diode (Sl. 3.2, B) Izravnava P-N-prehod se oblikuje med kovinskim robom kontaktne vzmeti (premera 10 ... 20 um) in polprevodniškega kristala Običajno n tip. Prehod je ustvarjen s prehodom kratkih in močnih enosmernih tokovnih impulzov skozi diodo. V tem primeru se konica kontaktne vzmeti stopi s kristalom in v bližini mesta fuzije zaradi difuzije staljene kovine konice v kristalu se dobi območje polprevodnika P-tipa. Dot diode zaradi majhnega prehoda P-N je na voljo na majhnih tokov.

Sl. 3.3. Karakteristike Volt-ampere: 1 -N-P tranzicija, 2-TES

Teoretične karakteristike volt-ampere tranzicije in polprevodniške diode (Sl.3.3) so nekoliko drugačne. Na področju neposrednih tokov je to razloženo z dejstvom, da del zunanje napetosti, ki se uporablja za sklepe diode pade na razsutem stanju ohmik odpornosti baze (R B), ki je določena z njegovimi geometrijskimi dimenzijami in posebno odpornost izvornega materiala. Njegova vrednost lahko leži iz enot do več ducat ohm. Padec napetosti na odpornosti R B postane bistvenega pomena pri tokov, ki presegajo enoto miliamer. Poleg tega del napetosti pade na odpornosti zaključkov. Posledično bo napetost neposredno na tranziciji N-P manj napetost, ki se nanaša na zunanje terminale diode. Resnična značilnost je pod teoretičnim in postane skoraj linearna. Real Wah na področju neposrednih napetosti je opisan z izrazom:

Zato je napetost, pritrjena na diodo:

U eb \u003d i r b + u pn.

Opozoriti je treba, da je upornost osnove (R B) odvisna od vrednosti enosmernega toka diode, zato je karakteristika Volt-amps in v območju visokih tokov neenakomerna funkcija.

S povečanjem povratne napetosti se tok diode ne ostane konstanten in enak trenutnemu I 0. Eden od razlogov za povečanje toka je toplotna generacija prevoznikov napolnjenosti v prehodu, ki se ne upoštevajo pri izpostavljanju izraza teoretičnega WAH. Zvonjenja s prehodom, odvisno od števila medijev, ustvarjenih v prehodu, se imenuje trenutna termogeneracija (I tg). Z naraščajočo povratne napetosti se prehod razširi, število prevoznikov, ki nastanejo v njem, poveča in sedanji I TG se povečuje.

Drug razlog za povečanje povratnega toka je končna vrednost površine kristalne površine, iz katere je izdelana dioda. Ta tok se imenuje puščanje (I y). V sodobnih diodah je vedno manjša od termoteka. Tako je obratni tok v diodi, označen s puščicami, je opredeljen kot vsota tokov:

I ARR \u003d I 0 + I TG + I.

Za vsako vrsto diode je značilna parametri - vrednosti, ki določajo glavne lastnosti instrumentov, in se tudi razlikujejo od drugih karakteristik Volt-ampere. Obstajajo parametri, za katere je značilna kakršna koli polprevodniška dioda in posebna, povezana z ločenimi diodami.

Polprevodniške diode imajo naslednje glavne nastavitve :

• stalni obratna tok diode (AR ARR) - vrednost neposrednega toka, ki teče skozi diodo v nasprotni smeri na dani povratni napetosti;
• konstantna povratna diodna napetost (UR) - vrednost konstantne napetosti, ki se nanese na diodo v nasprotni smeri;
• stalni direktni tok diode (I PR) je vrednost neposrednega toka, ki teče skozi diodo v smeri naprej;
• stalno neposredna napetost DIODE (U PR) - Vrednost konstantne napetosti na diodi na določenem neposrednem neposrednem toku;

Označen način delovanja diod največji dovoljeni parametri - parametre, ki zagotavljajo določeno zanesljivost in katerih vrednosti ne smejo preseči v nobenih pogojih poslovanja: \\ t

• največja dovoljena odkupna moč (P MAS);
• največji dovoljeni konstantni neposredni tok (i ave. mach), katerih vrednost je omejena na ogrevanje prehoda P-n;
• največja dovoljena konstantna povratna napetost (Ur. Mach);
• diferencialna odpornost (RIf RIF);
• minimalno (Tin) in največjo (T maško) temperaturo okolice za delovanje diode.

Dovoljeno odvajanje moči (P MC) se določi s toplotno odpornostjo diode (R T), dovoljeno premakniti temperaturo prehoda (T P MAK) in temperaturo okolice (T O) v skladu z razmerjem:

Največji dovoljeni neposredni tok se lahko določi z določeno, največjo dovoljeno močjo:

Obratna največja dovoljena napetost (Ur. Mach) za različne vrste diod lahko vzame vrednosti iz več enot na več deset tisoč voltov. Omejena je z razgradnjo:

Ur max? 0,8 u vzorce.

Diferencialna odpornost (RIf) je enaka razmerju povečanja napetosti na diodi do toka, da ga prinese v majhen prirast trenutnega skozi diodo:

Odpor Rif je odvisen od načina delovanja diode.

Minimalna temperatura okolice (T min), v kateri se lahko upravljajo polprevodniške diode, je običajno -60 ° C. Pri nižjih temperaturah so električne in mehanske lastnosti polprevodniških kristalov in elementov diod slabše.

Za nemške diode, največja temperatura T max \u003d +70 ° C. Za kresnico lahko doseže +150 ° C. Pri višjih temperaturah je polprevodnik degeneriran: koncentracije velikih in ne-jedrnih nosilcev postajajo enake, prehod preneha imeti lastnosti enostranske prevodnosti

Oznaka diode je sestavljena iz šestih znakov:

• prvi simbol (črka ali številka) označuje material diode (številke so označene z diodami, ki lahko vzdržijo višjo temperaturo):

G ali 1 - germanij;
Na ali 2 - silicij;
A ali 3 - galijeve spojine;

• drugi simbol (črka) označuje podrazred instrumenta:

• tretji simbol (številka) označuje klasifikacijsko številko, s katero diode znotraj te vrste (na primer: 1 - nizka moč, 2 - povprečna moč, 3 - visoka moč, 4 - univerzalna itd.).
• Četrti in peti znaki (številke) označujejo zaporedna številka razvoja (od 1 do 99).
• Šesti simbol (črka) označuje razliko v parametrih, ki niso razvrščene.

Za polprevodniške diode z majhnimi velikostjo telesa, barvna oznaka v obliki oznak, ki se nanašajo na ohišje instrumenta.

Dioda. - Dvokolonska polprevodniška naprava z enim P-N-prehodom, ki ima enostransko trenutno prevodnost. Obstaja veliko različnih vrst diod - usmernik, impulz, predor, pretvorjena, ultrafrekvenčne diode, kot tudi stabilizijo, varikaps, fotodiode, LED, itd

Delovanje usmerniške diode je pojasnjeno z lastnostmi električnega P-n prehoda.

V bližini meje dveh polprevodnikov se tvori plast, brez mobilnih nosilcev naboja (zaradi rekombinacije) in imajo visoko električno upornost - tako imenovani blokirni sloj. Ta plast določa kontaktno razliko potencialov (potencialna pregrada).

Če zunanja napetost, ki ustvarja električno polje v smeri, nasproti polja električnega sloja, se debelina te plasti zmanjša in pri napetost 0,4 - 0,6 v zadnjem sloju bo izginila, trenutni se bo znatno povečal (to tok se imenuje naravnost).

Pri priključitvi zunanje napetosti druge polarnosti se bo blokirna plast povečala in upor P-N-prehoda se bo povečala, tok zaradi gibanja nosilcev, ki niso minder napolnjenosti, zanemarljivo tudi z relativno velikimi napetostmi.

Direct tok diode je ustvarjen z glavnimi in obratnimi prevozniki, ki niso rudarski. Pozitivna (ravna) trenutna dioda prehaja v smeri od anode na katodo.

Na sl. 1 prikazuje pogojno grafično oznako (HTO) in značilnosti usmerniških diod (njihovih idealnih in resničnih karakteristik Volt-ampere). Vidne oralne karakteristike diode (WA) na začetku koordinat je povezana z drugačno lestvico in napetostjo v prvem in tretjem kvadrantu grafa. Dva izhoda diode: Anoda A in katoda v Hugo ni označena in prikazana na sliki, ki jo je treba pojasniti.

Volt-ampere karakteristika realne diode je označena s površino električne razgradnje, ko z majhnim povečanjem obratni napetosti, se tok močno poveča.

Električna okvara je reverzibilen pojav. Ko se vrnete v delovni prostor, dioda ne izgubi lastnosti. Če obratni tok presega določeno vrednost, se električni vzorec preklopi na nepovratno termalno z izhodom naprave.

Sl. 1. Polprevodniški usmernik Dioda: A - Pogojna grafična slika, B - popolna volt-amper karakteristika, v realnem volt-ampere karakteristika

Industrija večinoma proizvaja Nemčija (GE) in silicijska (SI) diode.

Silicijeve diode Imajo majhne povratne tokove, večjo obratovalno temperaturo (150 - 200 ° C proti 80 - 100 ° C), prenesejo velike inverzne napetosti in toka gostote (60 - 80 A / CM2 v primerjavi z 20 - 40 A / CM2). Poleg tega je silicij široko razširjen element (za razliko od germanske diode, ki se nanaša na redke zemeljske elemente).

Sl. 4. Hugo in struktura Schottki diode: 1 - Nizka raven izvorna kristala Silicon, 2 - Epitaksialni sloj visoko krilnega silicija, 3 - površina nosilca, 4 - kovinski stik

Kovinska elektroda se nanese na površino epitaksialnega sloja, ki zagotavlja ravnanje, vendar ne vbrizga ne-jedrnega nosilca na osnovno površino (najpogosteje zlato). Zaradi tega ni takšnih počasnih procesov v teh diodah kot kopičenje in resorpcija ne-jedrnih nosilcev v bazi podatkov. Zato vztrajnost Schottky diode ni visoka. Določena je z obsegom pregradne zmogljivosti ravnanja stika (1-20 PF).

Poleg tega so Schottky diode bistveno manj kot pri usmerniških diodah, dosledna odpornost je, saj ima kovinski sloj majhen upor v primerjavi s katerimkoli zelo legiranim polprevodnikom. To omogoča uporabo Schottki Diode za ravnanje pomembnih tokov (na desetine ojačevalcev). Običajno se uporabljajo v pulznih sekundarnih virih energije za poravnavo visokofrekvenčnih napetosti (frekvenca na več MHz).

Potapov L. A.

Stran 1.

Silicijevi diode D202, D205 so namenjeni za ravnanje izmenični tok S frekvenco do 50 kHz in lahko deluje pri temperaturi 60,125 s. Okrašeni so v kovinskem hermetičnem primeru z vijakom za pritrditev na šasijo šasije. Z okoliško temperaturo 125 s in razpoložljivost šasije / max je 400 mA, brez 200 ma šasije.

Silicijevi diode prenesejo velike inverzne napetosti kot Nemčija.

Silicijske diode se lahko uporabljajo ne samo za ravnanje, ampak tudi za stabilizacijo DC napetosti. V tem primeru se imenujejo silicijevi stabilizijo. IX-10, točka a), po odmoru je značilnost skoraj vzporedna z osjo toka, kot je značilna za stabilizijo GAB.

Silicijska dioda v primerjavi z Nemčijo priznava, da dela z bistvenimi višjimi temperaturami in bazi podatkov velikih inverznih snopov, vendar imajo Nemčija diod manj neposreden odpor, poleg tega pa so cenejši kot silicija.

Silicijeve diode imajo večkrat manjši inverzni tokovi z enako napetostjo kot Nemčija. To je posledica dejstva, da pri temperaturah nad 85, se pravilno prevodnost Nemčije močno povečuje, kar vodi do neveljavnega povečanja v zadnjem toku.

Silicijeve diode se pogosteje uporabljajo Nemčija, še posebej, če je neveljaven obratni tok. Poleg tega obdržijo zmogljivost pri temperaturah do 125 - 150 s, medtem ko lahko Nemčija deluje samo pri temperaturah do 70 ° C.

Silicijska dioda, tudi pri nalaganju v smeri prehodnega toka skozi njih, imajo relativno visoko ohmično odpornost, če je štev aktivna napetost ne presega okoli 0 7 V.

Tema 3. Polprevodniške diode

Polprevodniška dioda je električna polprevodniška naprava z enim električnim prehodom in dvema izhodoma, ki uporabljata P-N lastnosti prehoda.

Polprevodniške diode so razvrščene:

1) po namenu: usmernik, visokofrekvenčni in ultrafrekvenčni (RF in CBC), impulzni, polprevodniški stabilidi (referenčne diode), predor, pretvorjena, varikape itd.;

2) v konstruktivnih - tehnoloških značilnostih: ravnina in točka;

3) po vrsti izhodišča: Nemčija, silicija, Arsenido - galij itd.

Slika 3.1 - Naprava točk Diode

V točki diode se uporablja germanski ali silicijski plošči z električno prevodnostjo n-tipa (sl. 3.1), debelina 0,1 ... 0,6 mm in površino 0,5 ... 1,5 mm2; Koničasta žica (igla) z nečistočo, ki ji je bila uporabljena z evidenco. V tem primeru igle v glavnih polprevodniških nečistočih, ki ustvarjajo območje z drugo vrsto električne prevodnosti. Tako je igla nastala miniaturna oblika P-N-polpredzorke.

Za proizvodnjo Nemčije Spot diode na Laminar, germanija varjena žico iz volframa, prekrita z Indijo. Indija je acceptor za Nemčijo. Nastala regija Nemčije R-tipa je oddaja.

Za izdelavo silicijevih pikčastih diod, silicijevega n-tipa in žice, prevlečenega z aluminij, ki služi kot silicijev acceptor.

V ravnine diode, P-N-prehod nastanejo z dvema polprevodnikov z različnimi vrstami električne prevodnosti, prehod različnih vrst diode pa leži med stotinkami kvadratnega milimetra do več deset kvadratnih centimetrov (električne diode).

Letaloske diode so izdelane s fuzijskimi ali difuzijskimi metodami (Sl. 3.2).

Slika 3.2 - Naprava ravnine diode, izdelane z zlitino (a) in difuzijsko metodo (B)

V ploščici Germanum N, pri temperaturi okoli 500 ° C, indijev padec (Sl. 3.2, a), ki taljenje z Nemčijo, tvori plast Nemčije. Območje z električno prevodnostjo R-tipa ima višjo koncentracijo nečistoč kot glavna plošča, zato je oddajalnik. V glavno ploščo, Nemčija in Indija prodajajo izhodne zanke, običajno iz niklja. Če se za izhodiščni material vzame german, se v njem vstavi antimon in nato dobimo regijo N-tipa N.

Metoda difuzije proizvajalca P-N tranzicije temelji na dejstvu, da se atomi nečistoča razpršijo v glavni polprevodniški (sl. 3.2, B). Če želite ustvariti skupino, se difuzija acceptor elementa (bora ali aluminij za silicij, Indija za Nemčijo) uporablja skozi površino izvorni material.

3.1 Pravočasna diod

Praktifikator polprevodniške diode je polprevodniška dioda, namenjena pretvorbi AC na konstantno.

Uskladne diode se izvajajo na podlagi P-N-prehoda in imajo dve področji, eden od njih ni nižji (vsebuje veliko koncentracijo nečistoč), in se imenuje EMANTER. Drugo področje, osnova je bolj visoka (vsebuje manjšo koncentracijo nečistoč).

Delovanje popravljivih diod temelji na lastnini enostranske prevodnosti Pn-prehoda, ki je, da je slednja dobro izvedena (ima majhen upor) z neposrednim vklopom in praktično ne izvede toka (ima zelo visoka odpornost) med obratno.

Kot je znano, se neposredni tok diode ustvari z glavnim, obratno pa ni glavni prevozniki. Koncentracija večjih prevoznikov nabojev za več naročil velikosti presega koncentracijo ne-glavnih nosilcev, kot so nastale lastnosti ventila diode.

Glavni parametri odpravljanja polprevodniških diod so:

· Direct tok diode DPPR, ki se normalizira na neposredni napetosti (običajno UPR \u003d 1 ... 2B);

· Največji dovoljeni neposredni tok MAH diode;

· Največja dovoljena povratna napetost UB diode, v kateri lahko dioda še dolgo deluje normalno;

· Stalni krmilni tok IBE, ki teče skozi diodo na obratni napetosti, ki je enak UOBS MAK;

· Srednje zravnanega toka IVP.SR, ki lahko dolgo časa prehaja skozi diodo z dovoljeno temperaturo ogrevanja;

· Največja dovoljena moč PMS, ki jo je razpršena z diodo, v kateri je zagotovljena določena zanesljivost diode.

Glede na največjo dovoljeno vrednost povprečnega ravnanja toka, se diode razdelijo na nizko moč (IUP.SR £ 0,3A), srednje moči (0,3A 10a).

Da bi ohranili delovanje Nemčije diode, njegova temperatura ne sme presegati + 85 ° C. Silicijeve diode lahko delujejo pri temperaturah do + 150 ° C.

Slika 3.3 - Spreminjanje karakteristik karakteristik polprevodniške diode na temperaturi: A - za Nemčijo diode; B - Za silicijsko diodo

Padec napetosti pri oddajanju neposrednega toka v Nemčiji diode je Duph \u003d 0,3 ... 0,6V, v silicijskih diodah - DUPR \u003d 0,8 ... 1.2V. Velike napetostne kapljice, ko se neposredni tok prehaja skozi silicijske diode v primerjavi z kapljico neposredne napetosti na Nemški diodah, povezana z večjo višino potencialne pregrade R-N-prehodov, ki nastanejo v silicijskem silicije.

Z naraščajočo temperaturo se zmanjša neposredna napetost padca, ki je povezana z zmanjšanjem višine potencialne pregrade.

Ko se na polprevodniško diodo uporabi obratno napetost, je rahlo povratni tok, ki ga povzroča gibanje nosilcev, ki niso glavni naboji prek P-N-prehoda.

S povečanjem temperature prehoda R-N, se število nosilcev ne-največjih nabojev poveča zaradi prehoda dela elektronov iz valenčnega območja v prevodnost in tvorbo nosilcev nabojev elektronskega luknja. Zato se obratni tok diode poveča.

V primeru aplikacije na diodo na hrbtni napetosti več sto voltov, zunanje električno polje v blokirni plasti postane tako močna, da je sposoben rezanje elektronov iz valence območja v prevodnost cono (Zener učinek). Navzčitveni tok hkrati se dramatično poveča, kar povzroča segrevanje diode, nadaljnje sedanje povečanje in končno, toplotno razčlenitev (uničenje) P-n prehoda. Večina diod lahko zanesljivo deluje na inverznih napetostih, ki ne presegajo (0,7 ... 0,8).

Dovoljena povratna napetost Nemčije se doseže - 100 ... 400V in silicijska dioda - 1000 ... 1500V.

V številnih močnih nastavitvah pretvorbe, povprečna vrednost neposrednega toka, povratna napetost presega nominalno vrednost parametrov obstoječih diod. V teh primerih je naloga rešena z vzporedno ali dosledno spojino z diodami.

Vzporedna povezava diod se uporablja v primeru, ko morate dobiti neposreden tok, večji mejni tok ene diode. Če pa so diode ene vrste preprosto priključene vzporedno, potem bodo zaradi nerazumevanja neposrednih vej izkazale, da bodo drugačne in v nekaterih enosmernih tokah bo večja omejena.

Slika 3.4 - Vzporedna povezava usmernih diod

Za poravnavo tokov se diode uporabljajo z majhnimi razliki v neposrednih vejah WAH (proizvajajo svojo izbiro) ali dosledno z diodami, vključujejo izenačevanje uporov z odpornostjo na enoto. Včasih vključujejo dodatne upori (sl. 3.4, c) z odpornostjo, večkrat veliki od neposredne odpornosti diod, tako da se tok v vsaki diodi določi predvsem z odpornostjo na RD, tj. RD \u003e\u003e RPR VD. Vrednost RD je na stotine.

Serijska povezava Diode se uporabljajo za povečanje skupne dovoljene povratne napetosti. Ko na obratno napetost vpliva na diode, se pojavi isti povratni tok IBR. Zaradi razlik v inverznih vejah WAH pa bo skupna napetost razdeljena preko diode neenakomerno. Do diode, v kateri gre za povratne veje WAH, se bo uporabila več napetosti. Lahko se izkaže, da je višja od meje, ki bo povzročila razčlenitev diod.

Slika 3.5 - Zaporedna povezava diode usmernika

Da bi bila obračalna napetost enakomerno porazdeljena med diodami, ne glede na njihove inverzne upori, uporabljajo ranžiranje diod z uporom. Odpornost RS Upori morajo biti enake in bistveno manj kot najmanjši inverznimi upori Rs Diode<

3.2 Stabilians.

Polprevodniški stabilizijo je polprevodniška dioda, napetost, na kateri je na področju električne razgradnje šibko odvisna od toka in ki se uporablja za stabilizacijo napetosti.

V polprevodniških stabilidih se uporablja lastnina manjše spremembe v obratni napetosti na P-N-prehodu med preskusom električnega (plazov ali predora). To je posledica dejstva, da rahlo povečanje napetosti na P-N-prehoda v načinu električne razgradnje povzroča bolj intenzivno generacijo prevoznikov nabojev in znatno povečanje zadnjega toka.

Nizkonapetostne stabilizacije so izdelane na podlagi močne (nizke ravni) materiala. V tem primeru se oblikuje ozka letala, v kateri z relativno nizkimi inverznimi napetostmi (manj kot 6V) je predora električna okvara. Visokonapetostne stabilizije so izdelane na podlagi slabljenega (visoko poravnanega) materiala. Zato je njihovo načelo delovanja povezano z električno razčlenitvijo plazov.

Glavni parametri stabilirancev:

· UST stabilizacijska napetost (UST \u003d 1 ... 1000V);

· Najmanjša IST Min in največja IST MAX stabilizacijskih tokov (RIST min "1,0 ... 10mA, IST MAKH" 0,05 ... 2,0a);

· Največja dovoljena moč sipanja RMA;

· Diferenčni upor na stabilizacijsko-stabilizacijsko-stabilnosti RD \u003d DUT / DIST, (RD "0,5 ... 200ω);

· Koeficient temperaturne napetosti na območju stabilizacije:

TKU STABILON kaže, koliko odstotkov bo spremenilo stabilizacijsko napetost, ko se temperatura polprevodnika spremeni za 1 ° C

(TKU \u003d -0,5 ... + 0,2% / ° C).

Slika 3.6 - Volt-amper karakteristika STABILON in njegove pogojne grafične oznake

Stabilici se uporabljajo za stabilizacijo napajalnih napetosti, kot tudi za pritrditev ravni stresa v različnih shemah.

Stabilizacijo nizkonapetostne napetosti v območju 0,3 ... 1b je mogoče dobiti pri uporabi neposredne veje silicijevih diod. Dioda, v kateri se uporablja neposredna veja WAH, ki se uporablja za stabilizacijo napetosti, se imenuje Stabistor. Obstajajo tudi dvostranski (simetrični) stabiliranci, ki imajo simetrične učinke glede začetka koordinat.

Stabilians priznavajo dosledno vključitev, medtem ko je nastala stabilizacijska napetost enaka vsoti stabilizijskih napetosti:

UST \u003d UST1 + UST2 + ...

Vzporedna povezava stabilirancev je nesprejemljiva, ker Zaradi raztresanja karakteristik in parametrov iz vseh vzporednih s priključenim stabilizijo se tok pojavi samo v enem, ki ima najmanjšo stabilizacijsko napetostjo UST, ki bo povzročila pregrevanje stabilizijo.

3.3 Predor in napredne diode

Predor diode je polprevodniška dioda, ki temelji na degeneriranem polprevodniku, v kateri učinek predora vodi do videza na volt - amper karakteristika z neposredno napetostjo negativne diferenčne odpornosti.

Tunelna dioda je izdelana iz germanija ali galijevega arsenida z zelo veliko koncentracijo nečistoč, tj. z zelo nizko upornostjo. Takšni polprevodniki z nizko odpornostjo se imenujejo degenerirane. To vam omogoča, da dobite zelo ozko P-N-prehod. V takih prehodih se pogoji pojavljajo za relativno prosti prehod predora elektronov skozi potencialno pregrado (učinek predora). Učinek predora vodi do videza diode diode na neposredni veji z negativnim diferencialnim uporom. Učinek predora je, da lahko na dovolj nizki višini potencialne pregrade, elektroni prodre skozi pregrado, ne da bi spremenili svojo energijo.

Glavni parametri tunelskih diod:

· Najvišji tok IP - neposredni tok na največjem vohu;

· Trenut depresije IV - Enden tok na točki najmanjšega WAH;

· Razmerje tokov tunela diode IP / IV;

· Pick napetost navzgor - neposredna napetost, ki ustreza vrhunski tok;

· Napetost Ura ventila - neposredna napetost, ki ustreza toku depresije;

· Napetost raztopine URR.

Diode predorov se uporabljajo za ustvarjanje in izboljšanje elektromagnetnih nihanj, kot tudi pri preklopnih in impulznih vezijh.

Slika 3.7 - Volt-ampere karakteristike tunela diode

Obravnavana dioda je dioda, ki temelji na polprevodniku s kritično koncentracijo nečistoč, v katerih je prevodnost na hrbtni napetosti zaradi učinka predora veliko večja kot z neposredno napetostjo.

Načelo predelane diode temelji na uporabi učinka predora. Toda v naprednih diodah koncentracija nečistoč je manj kot v navadnih predorih. Zato ima kontaktna razlika v potencialu manj, in debelina prehoda P-N je večja. To vodi do dejstva, da je v skladu z delovanjem neposredne napetosti, tok ravna tunel ni ustvarjen. Električni tok v pretvorjenih diodah je ustvarjen z injekcijo nosilcev, ki niso glavni naboj prek P-N-prehoda, tj. Direct tok je difuzija. Z vzvratne napetosti, pomembni tunel tok teče skozi prehod, elektronsko gibanje, ki je nastala skozi potencialno oviro iz R-regije do N-regije. Delovna ploska ploskve obrnjene diode je povratna veja.

Tako imajo predelane diode učinek ravnanja, vendar pasovna širina (vodenje) smer v njih ustreza nasprotni vključitvi, zaklepanje (neprevodna) pa je neposredna vključitev.

Slika 3.8 - Značilnosti volt-ampere neuspele diode

Obrnjene diode se uporabljajo v pulznih napravah, kot tudi pretvorniki signalov (mešalniki in detektorji) v radijskih napravah.

3.4 Varicaps.

Varicap je polprevodniška dioda, ki uporablja odvisnost posode iz vrednosti povratne napetosti in ki je zasnovana za uporabo kot element z električno krmiljeno posodo.

Polprevodniški material za proizvodnjo Varicaps je silicij.

Glavni parametri Varicaps:

· Nazivna zmogljivost SV - posoda na dano vzvratne napetosti (SV \u003d 10 ... 500 PF);

· Koeficient prekrivanja zmogljivosti

Varicaps se pogosto uporabljajo v različnih shemah za samodejno frekvenčno nastavitev, v parametričnih ojačevalnikih.

Slika 3.9 - Varicap Volt-Farad

3.5 Izračun električnih tokokrogov s polprevodniškimi diodami.

V praktičnih shemah je vsaka obremenitev vključena v verigo diode, kot je upor (sl. 3.10, a). Električni tok poteka, ko ima anoda pozitiven potencial glede na katodo.

Način diode z obremenitvijo se imenuje način delovanja. Če je dioda imela linearno odpornost, potem izračun sedanjega v taki shemi ne bi predstavljal težav, saj je celotna odpornost verige enaka vsoti odpornosti diode diode ro in odpornosti tovora upor Rn. Toda dioda ima nelinearno odpornost, vrednost RO pa se spremeni, ko se trenutne spremembe. Zato je izračun toka izdelan grafično. Naloga je naslednja: Vrednosti E, RN in značilnosti diode so znane, zato je potrebno določiti tok v vezju I in napetost na diodni ud.

Slika 3.10.

Značilnost diode je treba obravnavati kot graf nekaterih enačb, ki veže vrednost I in U. in za odpor RN, je Ohm zakon podobna enačba:

Torej, obstajata dve enačbi z dvema neznano I in u, z eno od enačb, ki so bile podane grafično. Da bi rešili tak sistem enačb, je treba zgraditi graf druge enačbe in poiskati koordinate presečišča dveh grafikonov.

Enačba za odpornost RN je enačba prve stopnje glede na I in U. To je neposredna linija, ki se imenuje tovorna linija. Zgrajena je na dveh točkah na koordinatnih oseh. Pri I \u003d 0 iz enačbe (3.1) dobimo: E-U \u003d 0 ali U \u003d E, ki ustreza točki A na sl. 3.10, b. In če u \u003d 0, potem i \u003d e / rn. Ta tok odložimo na osi osi (točka b). Skozi točke A in B porabita ravno črto, ki je obremenitev. Koordinate točke D dajejo rešitev za nalogo.

Opozoriti je treba, da grafični izračun načina delovanja diode ni mogoče storiti, če RN \u003e\u003e RO. V tem primeru je dovoljeno zanemariti odpornost diode in določiti tok približno: i "e / rn.

Upoštevana metoda za izračun konstantne napetosti se lahko nanese za amplitudo ali trenutne vrednosti, če vir daje izmenično napetost.

Ker se polprevodniške diode dobro izvajajo v smeri naprej in slabo v nasprotnem, se večina polprevodniških diod uporablja za poravnavo AC.

Najenostavnejša shema za ravnanje izmeničnega toka je prikazana na sl. 3.11. Dosledno je povezana z virom spremenljivke EDS-E, VD dioda in nosilcem RN. Ta shema se imenuje eno-alternogena.

Delo najenostavnejšega usmernika se pojavi na naslednji način. V enem polčasu je napetost diode neposredna in trenutno ustvarjanje padca napetosti na RN uporu. V naslednjem pol-obdobju je napetost obratno, je tok praktično ne in ur \u003d 0. Tako, skozi diodo, obremenitveni upor prehaja iz pulzirajočega toka v obliki impulzov za polovico eksperimenta. Ta tok se imenuje izravnan tok. Ustvarja poravnano napetost na RN uporu. Grafika na sl. 3.11, B prikazuje procese v usmerku.

Slika 3.11.

Amplituda pozitivnih polčasov na diodi je zelo majhna. To je pojasnjeno z dejstvom, da ko vozovnice Enden Trenut, večina napetosti izvora pade na upor na nakladalni upor RN, katerih odpornost bistveno presega odpornost diode. V tem primeru

Za navadne polprevodniške diode, direktna napetost ni več kot 1 ... 2B. Na primer, naj vir ima trenutno napetost E \u003d 200V in

Z negativnim polovičnim valom napajalne napetosti toka, je praktično ne in padec napetosti na uporu RN je nič. Vsa vira napetosti se nanese na diodo in je za to obratno napetost. Tako je največja vrednost povratne napetosti enaka amplituti vira EMF.

Najenostavnejša shema uporabe Stabitron je prikazana na sl. 3.12, a. Tovor (potrošnik) je vklopljen vzporedno s stabilitronom. Zato v stabilizacijskem načinu, ko je stabilizijska napetost skoraj nenehno, bo enaka napetost tudi na tovoru. Običajno se ROG izračuna za povprečno točko značilnosti stabilizacije.

Razmislite o primeru, ko E \u003d CONT, in RN se spreminja od RN MIN do RN Max.

ROG Vrednost lahko najdete naslednja formula.:

kjer je ISR \u003d 0,5 (Ist Min + IST MAX) povprečni tok Stabitron;

INE \u003d UST / RN - tok obremenitve (na RN \u003d CONT);

To.SR \u003d 0,5 (v Min + v MAX), (pri RN \u003d VAR),

Slika 3.12.

Operacija sheme v tem načinu je mogoče pojasniti. Ker je ROG nenehno in napetost na njem, je enako (e-ust), je tudi nenehno, nato pa je tok v RIR, ki je enak (IST + IT.SR) trajno. Toda slednje je možno le, če se tok stabiliana I in tovorni tok IH spreminja v enakem obsegu, vendar v nasprotnih smereh. Na primer, če se IH povečuje, se tok, ki ga zmanjšuje, isto, in njihova vsota ostaja nespremenjena.

Načelo delovanja STABILON razmislite o primeru verige, ki je sestavljeno iz zaporedno povezanega vira spremenljivke EDS-E, ZELABORTON VD in upor R (Sl. 3.13, A).

Obračalna napetost je na voljo v stabilizijsko pozitivno pol-obdobje, in na obseg stabilizijske razpadanje napetosti, vsa napetost se nanese na stabilizijo, saj je tok v vezju nič. Po električni razčlenitvi stabiliana, stabilizijske napetosti VD ne bo spremenjena in preostala napetost vira EMF bo uporabljena za upor R. V negativnem pol-obdobju je stabilizijo vključena v prevodna smer, Padec napetosti na njem je približno 1V, preostala napetost vira EDC pa se uporablja za upor R.