Физические основы работы полупроводниковых приборов, страница 9

дифференциальное сопротивление стабилитрона r_{ст диф} , которое характеризует качество стабилитрона, т.е. его способность стабилизировать напряжение при изменении проходящего через него тока. Качество стабилитрона тем выше, чем меньше его дифференциальное сопротивление. Дифференциальное сопротивление определяется отношением приращения напряжения на стабилитроне к вызвавшему его малому приращению тока

                ;

α_ст - температурный коэффициент напряжения ТНК стабилизации, равный отношению относительного изменения напряжения к абсолютному изменению температуры окружающей среды, выраженной в процентах

.

В современных стабилитронах α_ст  имеет значение от – 0,1 до 0,2^%/⁰_С.

Сопоставление параметров различных типов стабилитронов приведены в Приложении 3.

2.5 Импульсные диоды

Импульсные диоды предназначены для применения в быстродействующих импульсных схемах в качестве коммутирующих (ключевых) элементов с очень малым (≤ 1 мкс) временем переключения (рис.2.7а).

Для импульсных диодов характерным является режим, при котором после воздействия скачком (или при быстрых изменениях)  прямого напряжения к диоду прикладывается обратное напряжение (рис. 2.7б).

Схема включения импульсного диода и диаграммы тока и напряжения в импульсном диоде

Рисунок 2.7

При подаче обратного напряжения диод запирается не сразу, а в течении некоторого времени проходит импульс обратного тока (рис.2.7в), значительно превосходящий по величине обратный ток в установившемся режиме I_0. Причиной возникновения импульса обратного тока является рассасывание накопившихся в базе за время прохождения прямого тока неосновных носителей. В интервале времени t_р происходит экстракция неосновных носителей из базы в эмиттерную область. В этом интервале р-n-переход удерживается под прямым смещением, в следствие чего, сопротивление перехода остается небольшим. К концу процесса рассасывания концентрация неосновных носителей в базе снижается до равновесного состояния, соответствующего напряжению на р-n-переходе U=0.Переход получает обратное напряжение и его сопротивление становится большим. Обратный ток убывает и достигает своей  установившейся величины I_0.

Время t_c, в течении которого происходит спад импульса обратного тока до I₀, называется временем восстановления.

Вследствие постепенного рассасывания заряда неосновных носителей обратное сопротивление диода R_обр сначала оказывается  срвнительно небольшим, а затем постепенно возрастает и доходит до своего нормального установившегося значения.

Время t_{вос.обр} от момента возникновения обратного тока до момента, когда этот ток уменьшится до величин I_0. называется временем восстановления обратного сопротивления.

Второй причиной возникновения импульса обратного тока является разряд диффузионной емкости диода С_д под действием обратного напряжения. Зарядный ток емкости складывается с током рассасывания заряда базы и в результате получается суммарный импульс обратного тока. Импульс зарядного тока тем больше, чем больше емкость диода.

Основными параметрами импульсных диодов являются:

постоянное прямое напряжение U_пр при определенном постоянном прямом токе I_пр;

постоянный обратный ток I_обр, обусловленный постоянным обратным напряжением U_обр;

допустимое постоянное (импульсное) обратное напряжение U_обр.и;

допустимый импульс прямого тока I_пр.и;

время восстановления обратного сопротивления t_{вос.обр};

емкость диода С_д  при действии обратного напряжения.

Сопоставление параметров различных типов импульсных диодов приведены в Приложении 4.

2.6 Диоды Шоттки

Диод Шоттки – полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на нелинейности вольт-амперной характеристики, образующейся при прохождении основными носителями заряда контакта металл – полупроводник.

В переходах металл-полупроводник возникают явления, связанные с разницей в работе выхода электронов из металла и полупроводника. Работой выхода элктрона из вещества называется та минимальная кинетическая энергия электрона , под действием которой электрон может выйти из вещества (и невернутся в него).