Выпрямительные диоды выпускают на токи до 500 А. Допустимые обратные напряжения лежат в диапазоне от 20 В до 2 кВ. Диоды для токов до 100 мА называются универсальными и могут иметь различные применения. Из-за большого времени жизни инжектированных дырок (~10 -5—104 с) выпрямительные диоды применяются на частотах 50—2000 Гц.
Технологические приемы, такие, например, как легирование германия и кремния золотом, позволили создать быстродействующие импульсные диоды, имеющие время переключения до 10-10 с.
1.2 Некоторые специальные диоды
При больших обратных смещениях резко возрастает обратный ток вследствие пробоя р-n-перехода (рисунок 4). Пробой возникает при достаточно сильном электрическом поле, когда неосновные носители ускоряются настолько, что ионизируют атомы полупроводника. Если мощность, выделяющаяся в р-n-переходе, поддерживается на допустимом уровне, диод сохраняет работоспособность и после пробоя. Такой пробой является основным рабочим режимом для диодов, называемых стабилитронами.
При изменении величины обратного смещения (потенциального барьера) емкость между р и n областями) (барьерная емкость изменяется. Это явление используется в диодах, называемых варикапами, в которых постоянная составляющая приложенного напряжения меняет условия прохождения переменной составляющей небольшой амплитуды.
Приборы, в которых используется зависимость емкости от мгновенных значений приложенного напряжения, называются варакторами.
Если р и n области сильно легированы, то при малых значениях приложенного напряжения существен вклад тока через р-n-переход, обусловленного туннельным эффектом. Диоды с использованием этого эффекта, или туннельные диоды, имеют вольтамперную характеристику с областью отрицательного сопротивления, в которой ток возрастает при уменьшении напряжения (рисунок 5, а). Туннельный пробой при обратном смещении положен в основу действия низковольтных стабилитронов.
При очень сильном легировании резкое нарастание обратного тока начинается сразу же с увеличением обратного напряжения от нуля и обратная ветвь оказывается круче прямой ветви (рисунок 5, б). Диоды с такой характеристикой называются обращенными и применяются в схемах с низкими уровнями напряжения.
Рисунок 5 - Типичные вольтамперные характеристики туннельного (а) и обращенного (б) диодов: 1 - туннельный ток; 2 - диффузионный ток
1.3. Тиристоры
Тиристор - это управляемый диод с четырехслойной р-n-р- n-структурой. Средние слои носят название р и n базы, крайние - р и n эмиттеры или соответственно анод и катод. У тиристоров с катодным управлением делается вывод от р-базы (рисунок 6, а), при анодном управлении управляющий электрод подключается к n-базе. Если управляющий электрод отключен и к тиристору приложено напряжение Uа прямой полярности (рисунок 6,а), то первый (П1) и третий (Пз) р-n-переходы смещаются в прямом направлении, а второй (П2) - в обратном. Через р - n-переходы П1 и Пз в соседние области инжектируются неосновные носители, которые, проникая в область перехода П2, увеличивают ток через этот переход и уменьшают падение напряжения на нем. Тем не менее наибольшее падение напряжения в цепи при небольших Uа происходит на обратно смещенном переходе П2. Когда напряжение на тиристоре достигает Uпер, происходит лавинообразное нарастание тока до величины, определяемой сопротивлением включенного в цепь тиристора резистора R. Процесс перехода тиристора в состояние с высокой проводимостью можно объяснить, представив тиристор в виде комбинации двух транзисторов (рисунок 7.).
Тогда равные эмиттерные токи каждого транзистора Iэ1 и Iэ2 могут быть определены как сумма коллекторных токов этих транзисторов и обратного тока коллектора Iко:
I = Iэ1 = Iэ2 = Iк1 + Iк2 + IКО.
Выразим коллекторные токи через эмиттерные и коэффициенты передачи тока a1 и a2 соответственно транзисторов VT1 иУТ2:
IК1 = a1Iэ1 = a1I,
I= IКО¤(1-(a1+a2)).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.