Электротехника \ Физические основы электроники

Физика проводимости полупроводниковых материалов. Энергетическая диаграмма атома. Электронные приборы с одним p-n переходом, страница 2

3.  Поверхностный пробой.

Ёмкость p-n прехода

Барьерная емкость p-n перехода называют емкость подобной конденсатору с двумя обкладками.

При прямом напряжении p-n переход кроме берьерной емкости обладает так называемой диффузионной емкостью.

Емкость p-n перехода очень малая величина.

Электронные приборы с одним p-n переходом.

Полупроводниковые диоды.

Выполняются в основном из Ge и Si.

  1. Германиевые диоды. Недостаток в том что Uобр, Iа доп , T°раб меньше, чем у Si. Преимущество ΔUа меньше, чем у Si.
  2. Кремневые диоды. Создаются на базе чистого кремния и обладают преимуществом перед германиевыми диодами. У них больше Uобр, Iа доп , T°раб , меньше обратный ток, но ΔUа –максимальна.

Все диоды подразделяются по технологии изготовления:

1.Точечные;

2.Плоскостные;

2.1.Сплавные;

2.2.Диффузионые.

Точечные диоды.


Свойства:

  1. очень малая площадь перехода Sp-n< 40(мкн)2  , малая емкость; fпр –велика; Iа доп<0.1А

Плоскостные диоды.


Сплавные


Диффузионные

Плоскостные диоды разделяются на микроплоскостные и силовые. Микроплоскостные      Sp-n=400(мкн)2

По назначению:

1.выпрямительные – для схем выпрямления(малой, средней, и большой);

2.импульсные – для импульных схем;


3.стадилитроны.

Iа

Iобр
 

VD
 
Схемное обозначение диода: Iа>>Iобр

VD2
 

K+
 

A-
 
Стабилитрона

 


T°1>T°2
 
ВАХ диода. Параметры и характеристика диода.

ΔUа→Iа доп

Iа доп

Iобр=(I0  +Iг)*M+Iут  ,где

M –коэффициент лавинообразования;

Iут  - ток утечки по поверхности;

Iг  - ток при лавинообразовании.

Uраб=0,7*Uпроб

Параметры выпрямительных диодов.

  1. Диоды малой мощности.

Iа не более 300 милиА

Uобр от 10-1200В

Iобр у Ge менее 300 мкА, у Si<10 мкА

fгр – граничная частота 400Гц – низкочастотные; 10-20кГц – высокочастотные диоды.

  1. Диоды средней мощности

Iа от 0,3-10 А

  1. Силовые диоды Iа доп>10А (10;16;25;50;…;2000)А

Uобр <3500В

Делятся на классы(по 100В).

fгр не более нескольких 10 кГц.

Лавинные диоды

1.Удлинёная часть за счет косого среза, периферийная часть p-n перехода.

2.Nn>Nc.

Uа
 

Iа
 
ВАХ

1
 

2
 
1-обычный диод

2-лавинный диод


Параметры силовых диодов

  1. In – предельный ток.
  2. Ipn – ток рабочей перегрузки; Ipn> In.
  3. Ian – ток аварийной перегрузки; Ian> Ipn (но времени протекания меньше чем у Iрn).
  4. Iy – ударный ток.

Параметры обратного напряжения

1.  Uобр=Up – максимально допустимое напряжение длительно прикладываемое.

2.  Uобр=Uп – периодично повторяющееся.

3.  Uобр=Uнп – неповторяющееся периодическое напряжение.

Uнп>Uп>Up

Импульсные диоды

Применяют для работы в импульсных схемах автоматики, т.к. они имеют быструю скорость переключения. Для этого в область p-n перехода накрапливают золото(ловушки), и в них быстро рекомбинируют электроны. Важны у таких диодов два параметра: tвкл и tвыкл.

Полупроводниковые стабилитроны

Это диоды, у которые эксплуатируются на обратной ветви характеристики. Напряжение стабилитронов зависит от ширины p-n перехода.

Iст
 
До 3 В – туннельный пробой;

3-5В – p-n переход шире;

7 В -  p-n переход широкий, толстый.

ВАХ

Параметры

Напряжение стабилизации Uст.

Изменение тока стабилизации Iст min>Iст ном>Iст max. При таком токе Iст ном стабилизатор не разрушается.

Rд=dUст/dIст – динамическое сопротивление.

Ткн=δUст/Uст*1/ΔТ|Iст=const  - температурный коэффициент напряжения.

Стабисторы


Uст=0,3-1В

Кремневые симметричные ограничители напряжения

(КСОН)

Большинство стабилитронов выпускаются в диапазоне от 3,5 до 200 В.Ток стабилизации от 2 милиА до 1,5А. Мощность рассеивания Pа от 0,25 до 50 Вт.

Скачать файл