Физические основы работы полупроводниковых приборов, страница 6

Накопление избыточных зарядов в n- и р- областях зависят от величины диффузионного (прямого) тока и времени жизни неосновных носителей- электронов в р-области τn и дырок в n-области τр (τn=τр).

С увеличением прямого напряжения увеличивается диффузионный ток в переходе, а следовательно и избыточные концентрации неосновных носителей в р- и n-областях. Чем больше время жизни неосновных носителей, тем больше избыточный заряд и больше диффузионная емкость. Следовательно .

Диффузионная емкость значительно больше барьерной, но в отличии от барьерной емкости диффузионная емкость не имеет практического применения, т.к. она всегда шунтирована малым прямым сопротивлением р-n-перехода, и, следовательно, имеет очень малую добротность.

2. Полупроводниковые приборы

2.1 Классификация полупроводниковых приборов.

Классификация полупроводниковых приборов приведена на рис.2.1.

Полупроводниковые приборы

Рисунок 2.1

В полупроводниковых диодах используются полупроводники с различными типами электропроводности, которые образуют один р-n-переход. Электрические характеристики диода определяются электрическими свойствами этого р-n-перехода. В биполярных транзисторах используются два р-n-перехода. Электрические характеристики биполярных транзисторов определяются взаимодействием этих переходов. В полевых транзисторах применяются полупроводники с различными типами электропроводности, которые образуют один р-n-переход. Но в отличии от диодов и биполярных транзисторов электрические характеристики полевых транзисторов зависят в основном от взаимодействия изотропного полупроводникового канала с р-n-переходом.

В тиристорах применяются полупроводники с различными типами электропроводности, которые образуют три р-n-перехода или более. Основные электрические характеристики тиристоров определяются взаимодействием этих переходов.

                2.2 Полупроводниковые диоды

Полупроводниковым диодом называется прибор с одним р-n-переходом и двумя выводами, позволяющими включать его во внешнюю электрическую цепь. Обычно полупроводниковые диоды имеют несимметричные электронно-дырочные переходы. Одна область полупроводника с более высокой концентрацией примесей (высоколигированная область) служит эмиттером, а другая  с меньшей концентрацией примесей (низколигированная область) – базой.

Вывод, который подключает эмиттер к внешней электрической цепи, называется катодным, а вывод, который подключается к базе – анодным.

Классификация и условные графические обозначения полупроводниковых диодов приведены на рис. 2.2.

 

Варикапы

Туннельные диоды

Стабилитроны

Диоды точечные

Диоды плоскостные

 

	Диоды выпрямительные

 

 

Рисунок 2.2

Как видно,все полупроводниковые диоды делятся на два класса: точечные и плоскостные.

В точечном диоде используется пластина германия или кремния с электропроводностью n-типа и толщиной 0,1- 0,6 мм и площадью 0,5 – 1,5 мм². С пластиной соприкасается заостренная бронзовая игла, острый конец которой покрывают слоем индия. На заключительной стадии изготовления через собранный точечный диод пропускают мощный, но короткий импульс тока. Происходит сильный местный нагрев контакта и сплавление  кончика иглы с полупроводником  n-типа (рис.2.3).

Рисунок 2.3

Индий,будучи акцептором по отношению, например, к кремнию,создает вблизи иглы полупроводник р-типа с очень малой площадью S_р-n  р-n-перехода.Следовательно, точечные диоды имеют малую емкость р-n-перехода (обычно менее 1пф) и поэтому применяются для выпрямления переменного тока любых частот вплоть до СВЧ, а также в ключевых схемах в качестве импульсных диодов.