Исследование полупроводниковых диодов. Изучение принципа действия полупроводниковых диодов различного назначения (Лабораторная работа № 1), страница 2

Основные параметры выпрямительных диодов: - максимальное значение среднего (за период) прямого тока диода; - прямое падение напряжения на диоде при заданном прямом токе ; - допустимое обратное наибольшее значение напряжения (надежную работу обеспечивают при рабочих напряжениях );            -  максимальная допустимая частота.

Кремниевый стабилитрон – это, как правило, кремниевый диод, работающий в режиме электрического (туннельного, лавинного) пробоя p-n-перехода и служащий для стабилизации напряжения в цепи постоянного тока. ВАХ кремниевого стабилитрона имеет вид (рис. 1.3). Отличительной особенностью этой характеристики является относительное постоянство напряжения на диоде после наступления электрического пробоя при больших изменениях тока. Напряжение пробоя  и есть напряжение стабилизации.

Кремниевый стабилитрон включается параллельно нагрузке, на которой поддерживается постоянное напряжение, и через балластное сопротивление к источнику входного напряжения. Схема включения стабилитрона и его условное обозначение в электрических схемах приведены на рис. 1.4.

Постояннство напряжения можно объяснить следующим образом. Высокая концентрация примесей по обе стороны p-n-перехода приводит к увеличению контактного напряжения перехода и уменьшению ширины запирающего слоя. Поэтому уже при  относительно низких  напряженность электрического поля в запирающем слое оказывается достаточной для возникновения пробоя. Изменяя концентрацию примесей можно менять напряжение пробоя . Напряжение современных стабилитрона лежит в пределах от 1 до 180 В. Основные параметры кремниевого стабилитрона: напряжение стабилизации , динамическое сопротивление на участке стабилизации  (качество стабилизации тем выше, чем меньше ). Минимальное и максимальное значения тока стабилизации , температурный коэффициент напряжения , который показывает на сколько изменится напряжение стабилизации при изменении температуры на 1 ⁰С; максимально допускаемая рассеиваемая мощность .

Светодиод – полупроводниковый диод, в котором электрическая энергия преобразуется в оптическую. Известно, что при пропускании прямого тока через p-n-переход учащаются акты рекомбинации носителей заряда, т.е. возвращение электрона из зоны проводимости в валентную зону. Это сопровождается излучением кванта энергии. При определенном подборе материала, из которого изготавливается диод, излучаемая оптическая энергия может находиться в видимой части спектра. Исходным материалом для изготовления светодиода служат фосфид галлия, арсенид-фосфид галлия, карбид кремния. Большую часть энергии, выделенной в этих материалах при рекомбинации носителей заряда, составляет тепловая энергия. На долю энергии видимого излучения приходится порядка 10-20 %, поэтому кпд светодиода не велик. Светодиоды применяются в качестве световых индикаторов.

Конструкция диода обеспечивает передачу света от p-n-перехода без значительных потерь в теле полупроводника. Светодиод работает при подаче напряжения в прямом направлении. Схема включения, ВАХ и условное обозначение светодиода показаны на рис 1.5.

               Туннельный диод – это полупроводниковый прибор, использующий туннельный эффект для переноса носителей заряда через потенциальный барьер p-n-перехода. Это высокочастотный прибор, применяется как маломощный генератор и усилитель высоких частот, находит применение в ключевых схемах автоматики. Изготавливаются эти приборы из германия и арсенида галлия. ВАХ туннельного диода и его условное обозначение показаны на рис. 1.6.