Sarnased dokumendid

Dioodi voolu-pinge omadused, selle alaldusomadused, mida iseloomustab vastupidise takistuse ja päritakistuse suhe. Zeneri dioodi põhiparameetrid. Iseloomulik omadus tunneli diood. LED-i kasutamine indikaatorina.

loeng, lisatud 04.10.2013


Schottky alaldi dioodid. Ühendusbarjääri mahtuvuse ja dioodi aluse takistuse laadimisaeg. 2D219 räni Schottky dioodi IV karakteristikud erinevatel temperatuuridel. Impulssdioodid. Nomenklatuur komponendid diskreetsed pooljuhtseadmed.

abstraktne, lisatud 20.06.2011


Optoelektrooniliste instrumentide ja seadmete põhilised eelised. Fotodetektorite põhiülesanne ja materjalid. Vähemuskandjate tekkemehhanismid ruumilaengu piirkonnas. Diskreetsed MTD fotodetektorid (metall - dielektrik - pooljuht).

abstraktne, lisatud 06.12.2017


Üldine informatsioon pooljuhtide kohta. Seadmed, mille töö põhineb pooljuhtide omaduste kasutamisel. Alaldi dioodide omadused ja parameetrid. Zeneri dioodide parameetrid ja otstarve. Tunneldioodi voolu-pinge karakteristikud.

abstraktne, lisatud 24.04.2017


Pooljuhtelektroonika füüsikalised alused. Pinna- ja kontaktnähtused pooljuhtides. Pooljuhtdioodid ja takistid, fotogalvaanilised pooljuhtseadmed. Bipolaarsed ja väljatransistorid. Analoog-integraallülitused.

õpetus, lisatud 06.09.2017


Alaldi dioodid. Dioodi tööparameetrid. Alaldi dioodi ekvivalentne ahel töötamiseks ülikõrgetel sagedustel. Impulssdioodid. Zeneri dioodid (võrdlusdioodid). Zeneri dioodi põhiparameetrid ja voolu-pinge omadused.

Pooljuhtide elektrijuhtivus, pooljuhtseadiste toime. Elektronide ja aukude rekombinatsioon pooljuhis ning nende roll tasakaalukontsentratsioonide loomisel. Mittelineaarsed pooljuhttakistid. Ülemised lubatud energiaribad.

loeng, lisatud 04.10.2013


Tunneldioodi voolu-pinge karakteristikud. P-n-siirde mahtuvust kasutava varikapi kirjeldused. Fotodioodide töörežiimide uurimine. Valgusdioodid – energiamuundurid elektrivool optilise kiirguse energiaks.

esitlus, lisatud 20.07.2013


Piiratava takisti takistuse väärtuse määramine. Dioodi ristmiku avatud ahela pinge arvutamine. Lisandi pooljuhi juhtivuse sõltuvus temperatuurist. Dioodtüristori ehituse ja tööpõhimõtte arvestamine.

test, lisatud 26.09.2017


Pooljuhttakistite rühmad. Varistorid, voltide mittelineaarsus. Fototakistid on pooljuhtseadmed, mis muudavad oma takistust valgusvoo mõjul. Maksimaalne spektraalne tundlikkus. Tasapinnalised pooljuhtdioodid.

Sisu.1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Definitsioon.
Kasutusala.
Toimimispõhimõte.
Seadmete tüübid ja nende tähistus.
CVC.
Parandustegur.
Sildahelad dioodide lülitamiseks.
Schottky dioodid.

Definitsioon.

Alaldi diood on
pooljuhtseade koos
üks pn-ristmik ja kaks
elektroodid, mis teenindavad
teisendamiseks
AC sees
konstantne.

Kasutusala.

Kasutatakse alaldi dioode
juhtimisahelad, lülitus, sisse
piiravad ja lahtisiduvad ahelad, sisse
toiteallikad teisendamiseks
(alaldamine) vahelduvpinge sisse
konstantne, pinge korrutisahelates ja
alalispinge muundurid,
kus ei esitata kõrgeid nõudmisi
signaalide sageduse ja aja parameetrid.

Alaldi dioodi tööpõhimõte

Selle seadme tööpõhimõte põhineb
Funktsioonid p-n ristmik. Anood on ühendatud p
kiht, katood kuni n kiht. Kahe ristumiskoha lähedal
pooljuhid on kiht, milles ei ole
laengukandjad. See on tõkkekiht. Tema
takistus on suur.
Kui kiht puutub kokku teatud välise
vahelduvpinge, muutub selle paksus
vähem ja kaovad seejärel üldse.
Suurenevat voolu nimetatakse pärivooluks. Ta
läheb anoodilt katoodile. Kui väline muutuja
siis on pingel erinev polaarsus
tõkkekiht on suurem, takistus suureneb.

Seadmete tüübid ja nende tähistus.

Disaini järgi on kahte tüüpi seadmeid: punkt- ja tasapinnalised.
Tööstuses kõige levinumad on räni (tähistus -
Si) ja germaanium (tähis - Ge). Esimene töötemperatuur kõrgemale.
Viimase eeliseks on madal pingelang pärivooluga.
Dioodide tähistamise põhimõte on tähtnumbriline kood:
- Esimene element on materjali nimetus, millest see on valmistatud;
- Teine määratleb alamklassi;
- Kolmas näitab töövõimet;
- Neljas on arenduse seerianumber;
- Viiendaks – sorteerimise tähistamine parameetrite järgi.

Alaldi dioodide parameetrid.

Alaldi dioodide sagedusvahemik
väike. Tööstusliku ümberkujundamisel
Vahelduvvoolu töösagedus on 50 Hz,
alaldi dioodide piirav sagedus ei ole
ületab 20 kHz.
Vastavalt suurimale lubatud keskmisele sirgele
vooludioodid jagunevad kolme rühma: nõrkvoolu dioodid
võimsus (Ipr.av. ≤ 0,3 A), keskmise suurusega dioodid
võimsus (0,3 A< Iпр.ср. < 10 А) и мощные
(võimsus)dioodid (Ipr.av. ≥ 10 A). Dioodid keskmised ja
suur võimsus nõuab seetõttu soojuse eemaldamist
neil on paigaldamiseks konstruktsioonielemendid
radiaatori külge.

Alaldi dioodide parameetrid.

Dioodi parameetrid hõlmavad
temperatuuri vahemik keskkond(Sest
ränidioodid tavaliselt vahemikus –60 kuni +125 °C)
ja korpuse maksimaalne temperatuur.
Alaldi dioodide hulgas tuleks erilist tähelepanu pöörata
tõsta esile selle põhjal loodud Schottky dioodid
metall-pooljuht kontakt ja
iseloomustab kõrgem töövõime
sagedus (1 MHz ja rohkem), madal otsene
pingelangus (alla 0,6 V).

Volt-ampri omadused

Voolu-pinge karakteristik (volt-ampri karakteristik)
alaldi diood võib olla
esitada graafiliselt. Graafikult
On näha, et seadme voolu-pinge karakteristik on mittelineaarne.
Voolu-pinge algkvadrandis
selle otsese haru omadused
peegeldab kõrgeimat juhtivust
seade, kui see on sellega ühendatud
otsene potentsiaalide erinevus. Tagurpidi
voolu-pinge karakteristiku haru (kolmas kvadrant) peegeldab
madala juhtivusega olukord. See
toimub pöördvahe juures
potentsiaalid.
Reaalsed voolu-pinge omadused
alluvad temperatuurile. KOOS
otsene temperatuuri tõus
potentsiaalide erinevus väheneb.

Parandustegur

Parandustegurit saab arvutada.
See võrdub pärivoolu suhtega
seade vastupidiseks. See arvutus on vastuvõetav
täiusliku seadme jaoks. Tähendus
paranduskoefitsient võib ulatuda
mitusada tuhat.
Mida suurem see on, seda parem
alaldi teeb oma asja
tööd.

Sildahelad dioodide lülitamiseks.

Dioodsild - elektriahel,
mõeldud ümberehitamiseks
("parandus") vahelduv
vool pulseerivaks. See sirgendamine
nimetatakse täislaineks.
Toome välja kaks võimalust sildade kaasamiseks
skeemid:
1. Ühefaasiline
2. Kolmefaasiline.

Ühefaasiline sillaahel.

Ahela sisendile antakse vahelduvpinge (lihtsuse huvides teeme seda
vaatleme sinusoidaalset), igas pooltsüklis voolu
läbib kahte dioodi, ülejäänud kaks dioodi on suletud
Positiivne poollaine alaldus
Negatiivne poollaine alaldus

sellise teisenduse tulemus sillaahela väljundis
tulemuseks on sagedusest kaks korda suurem pulseeriv pinge
Sisendpinge.
IN
a) algpinge (sisendpinge), b)
poollaine alaldus, c) täislaine
sirgendamine

Kolmefaasiline sillaahel.

Kolmefaasilises alaldi sillaahelas selle tulemusena
väljundpinge saadakse väiksema pulsatsiooniga kui
ühefaasilises alaldis.

Schottky dioodid

Schottky dioodid toodetakse metall-pooljuhtühenduse abil.
Sel juhul kasutatakse madala takistusega n-ränist (või
ränikarbiid) suure takistusega õhukese epitaksiaalse kihiga
sama mis pooljuht.
UGO ja Schottky dioodi struktuur:
1 – väikese takistusega esialgne ränikristall
2 – suure takistusega epitaksiaalne kiht
‖
‖‖‖
Räni
‖‖‖
3 – ruumilaengu piirkond
4 – metallkontakt

zeneri diood
7

Zener-dioodil põhinev pingestabilisaator ja zeneri dioodide 1-KS133A, 2-KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh voolu-pinge karakteristikud

Pinge stabilisaatori baasil
Zeneri dioodi ja zeneri dioodide 1-KS133A, 2KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh voolu-pinge karakteristikud
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Voolu-pinge omadused
1-KS133A, 2-KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh
9
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Varicap: nimetus ja selle wach
Maksimaalne varieeruvus
on 5-300 pF
10
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

DIOODIDE KASUTAMINE

Elektrotehnikas:
1) alaldi seadmed,
2) kaitseseadised.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

ALALDI SKEEMID

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Poollaine alaldi töö

Alaldi väljundpinge


u(t) = u(t) - u(t),
Keskmise väärtusena -
U = Um/π,


soojust
sissepääs
soojust
Stepanov Konstantin Sergejevitš
diood

ALALDI SKEEMID

Ühefaasiline täislaine alaldi
keskpunktiga
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ühefaasiline täislaine alaldi keskpunktiga

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Täislaine alaldi töö

määratakse ka teise seadusega
Kirchhoff:
Hetkeväärtusena -
u (t) = u (t) - u (t),
Efektiivse väärtuse näol –
U = 2 Um/π
soojust
sissepääs
soojust
Stepanov Konstantin Sergejevitš
diood

ALALDI SKEEMID

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ühefaasiline sildalaldi

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Täislaine sildalaldi töö

Selles vooluringis väljundpinge
määratud Kirchhoffi teise seadusega:
Hetkeväärtusena –
u (t) = u (t) - 2u (t),
Efektiivse väärtuse näol –
U = 2 Um/π,
jättes tähelepanuta pingelanguse
dioodid oma väiksuse tõttu.
soojust
sissepääs
soojust
Stepanov Konstantin Sergejevitš
diood

ALALDI SKEEMID

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Pulsatsiooni sagedus
f1п = 3 fс
Stepanov Konstantin Sergejevitš

ALALDI SKEEMID

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Kolmefaasiline silla juhtimisahel

Konstantne komponent selles vooluringis
piisavalt suur
m
, siis Ud 0 =0,955Uл m,
U 2 U Sin
d0
2
m
kus: U2 – lineaari efektiivne väärtus
alaldi sisendpinge,
m – alaldi faaside arv.
Ul m - lineaarse amplituudi väärtus
Pinge
Harmooniliste pulsatsioonide amplituudid on väikesed,
ja nende pulsatsioonisagedus on kõrge
Um1 = 0,055Uл m (sagedus f1п = 6 fс)
Um2 = 0,013Uл m (sagedus f2п = 12 fс)
Stepanov Konstantin Sergejevitš

VÕRGU FILTRID

Mahtuvuslik (C - filtrid)
Induktiivne (L - filtrid)
LC - filtrid
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Mahtuvuslik (C – filter)

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Mahtuvuslik (C – filter)

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Mahtuvuslik (C – filter)

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Induktiivne (L – filter)

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Induktiivne (L – filter)

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Bipolaarsed transistorid
Bipolaarne transistor
nimetatakse pooljuhiks
kahe p-n-siirdega seade.
Sellel on kolmekihiline struktuur
n-p-n või p-n-p-tüüpi
33
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Struktuur ja tähistus
bipolaarne transistor
34
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Bipolaarse transistori struktuur

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Transistori töörežiimid
Eristatakse järgmisi transistori režiime:
1) praegune väljalülitusrežiim (suletud režiim
transistor), kui mõlemad ristmikud on kallutatud
vastupidine suund (suletud); 2) režiim
küllastus (avatud transistori režiim),
kui mõlemad üleminekud on ettepoole kallutatud
suunas on voolud transistorides maksimaalsed ja
ei sõltu selle parameetritest: 3) aktiivne režiim,
kui emitteri ristmik on ettepoole kallutatud
suund, kollektor - vastupidises suunas.
37
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ühise alusega skeem

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ühise alusega vooluahel ja selle voolu-pinge karakteristik
39
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ühise emitteri (CE) ahel

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ahel ühise kollektoriga (OK)

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ahel OE(a), selle voolu-pinge karakteristikud ja vooluring OK(b)

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Transistoride karakteristikud ja samaväärsed ahelad

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ühine emitteri ahel

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ostsillogrammid OE-ga võimendi sisendis ja väljundis

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Ühine emitteri ahel

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Türistorid

Kolme p-n-siirdega mitmekihilisi struktuure nimetatakse türistoriteks.
Kahe klemmiga türistorid
(kaheelektroodilised) nimetatakse
dinistorid,
kolmega (kolmeelektroodiga) -
türistorid.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Türistori omadused

Peamine vara on
oskus olla kahekesi
stabiilse tasakaalu seisundid:
võimalikult avatud ja
võimalikult suletud.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Türistori omadused

Türistorid saab sisse lülitada
väikese võimsusega impulsid piki vooluringi
juhtimine.
Lülita välja – muuda polaarsust
toiteahela pinge või
anoodivoolu vähendamine kuni
väärtused alla hoidevoolu.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Türistorite kasutamine

Sel põhjusel klassifitseeritakse türistorid järgmiselt
klassi vahetamine
pooljuhtseadmed, peamiselt
mille rakendus on
kontaktivaba lülitus
elektriahelad.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Dinistori struktuur, tähistus ja voolu-pinge omadused.

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Kui dinistor on otse sisse lülitatud, siis allikas
toiteallikas En eelpingestub p-n ristmikud P1 ja P3 kuni
edasisuunas ja P2 - vastassuunas,
dinistor on suletud olekus ja
kogu sellele rakendatud pinge langeb
üleminekul P2. Seadme vool määratakse
lekkevool Iut, mille väärtus
jääb sajandikute vahemikku
mikroamprist mitme mikroamperini
(jaotis OA). Diferentsiaal
u
dinistori takistus Rdiff = l lõigus
OA on positiivne ja üsna suur. Tema
väärtus võib ulatuda mitmesajani
megaoomi AB lõigul Rdiff<0 Условное
Dinistori tähistus on näidatud joonisel b.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Türistori struktuur

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Türistori tähistus

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Türistori sisselülitamise tingimused

1. Edasipinge türistoril
(anood +, katood -).
2. Pulsi avamise juhtimine
türistorist peaks piisama
võimsus.
3. Koormustakistus peaks
olla vähem kui kriitiline
(Rcr = Umax/Isp).
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Väljatransistorid
60
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Väljatransistorid (unipolaarsed).

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Isoleeritud värava väljatransistor

Stepanov Konstantin Sergejevitš

TAGASISIDE Koostanud Stepanov K.S.

Stepanov Konstantin Sergejevitš

TAGASISIDE

Põhjuse mõju tagajärjele,
seda põhjust kutsutakse
tagasisidet.
Tagasiside, mis tugevdab

positiivne (POS).
Tagasiside nõrgenemine
tagajärje mõju nimetatakse
negatiivne (NOS).
Stepanov Konstantin Sergejevitš

TAGASISIDE OS-i plokkskeem

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Jadavoolu tagasiside

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Jadavoolu tagasiside

Võimendi võimendus sisse
Sa välja
noole suunas
K
U sisse
Pöördülekande koefitsient
ühendused noole suunas
U os
Sa välja
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Jadavoolu tagasiside

β näitab, milline osa väljundist
pinge edastatakse sisendisse.
Tavaliselt
1
U sisse U sisse U oc U sisse U välja
U välja KU in K (U sisse U välja)
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Jadavoolu tagasiside

Seega
Siis
K
K
1 K
Sa välja
K
K KK
U sisse
U os
U välja Z n
K
1
Zн
K
1 K
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Jadavoolu tagasiside

Sisendtakistus
Kuna skeemis
Siis
Z tolli (1 K) Z tolli
U os (ma välja ma sisse)
U sisse U sisse (ma välja I sisse)
Z in Z in (1 K I)
Z out (1 K in)
Z out
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Jadavoolu tagasiside

Kus KI on voolu võimendustegur. Ta
peab olema väiksem kui null, st. võimendi
peab olema ümberpööratav.
K in Zin * Kin / (Rg Zin)
OOS K in<0
Kasutatakse siis, kui vaja
suur Zout. Siis selline võimendi
samaväärne voolugeneraatoriga. Kell
sügav OOS on õiglane
>>Zout
Z out
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Stepanov Konstantin Sergejevitš

Jadapinge tagasiside

Jada OS
Pinge
Kõrval
Suurendab sisendit ja väheneb
väljundtakistus
Z out
Z out
1 K tolli
Z sisse
Rg Z sisse
kus Kv – ülekandetegur
võimendi ooterežiimis
Emitter Follower – Bright
järjestikuse OOS-i näide
Pinge
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Paralleelvoolu tagasiside

Paralleelselt
Stepanov Konstantin Sergejevitš
OOS voolu järgi

Paralleelpinge tagasiside

Stepanov Konstantin Sergejevitš

LOOGILISED ELEMENDID Koostanud Stepanov K.S.

Stepanov Konstantin Sergejevitš

LOOGIKAELEMENDID

Loogikaelemendid - seadmed,
töötlemiseks ette nähtud
teave digitaalsel kujul
(signaalide jadad kõrged -
"1" ja madalad - "0" tasemed kahendkoodis
loogika, jada "0", "1" ja "2" sisse
kolmekordne loogika, jada "0",
"1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8" ja "9"
Stepanov Konstantin Sergejevitš

LOOGIKAELEMENDID

Füüsiliselt, loogilised elemendid
saab täita
mehaaniline,
elektromehaaniline (sisse
elektromagnetreleed),
elektrooniline (dioodidel ja
transistorid), pneumaatilised,
hüdrauliline, optiline jne.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

LOOGIKAELEMENDID

Pärast teoreemi tõestamist 1946. a
John von Neumann majandusest
eksponentsiaalsed positsioonisüsteemid
Arvestus sai teatavaks
kahend- ja kolmekomponentsete eelised
numbrisüsteemid võrreldes
kümnendarvude süsteem.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

LOOGIKAELEMENDID

Duaalsus ja kolmainsus võimaldavad
arvu oluliselt vähendada
toimingud ja elemendid
selle raviga võrreldes
kümnendsüsteemi loogikaväravad.
Loogikaelemendid täidavad
loogiline funktsioon (operatsioon) koos
sisendsignaalid (operandid,
andmed).
Stepanov Konstantin Sergejevitš

LOOGIKAELEMENDID

Loogilised tehted ühega
operandi nimetatakse unaarseteks, koos
kaks - binaarne, kolmega -
kolmeosaline (kolmik,
kolmik) jne.
Stepanov Konstantin Sergejevitš

LOOGIKAELEMENDID

Võimalikest unaartehtetest koos
unaarne väljund pakub huvi
teostused kujutavad endast operatsioone
eitused ja kordused, pealegi
eitusoperatsioonil on suur
Stepanov Konstantin Sergejevitš Mnemooniline reegel Samaväärsuse jaoks mis tahes

Väljund saab olema:

paarisarv "1" on kehtiv,

paaritu arv "1" kehtib,
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Lisamoodul 2 (2XOR, ebavõrdne). Samaväärsuse ümberpööramine.

A
Stepanov Konstantin Sergejevitš
0
0
1
1
B
0
1
0
1
f(AB)
0
1
1
0

Mnemooniline reegel

Summa eest moodul 2 mis tahes
sisendite arv kõlab järgmiselt:
Väljund saab olema:
"1" siis ja ainult siis, kui sisendis
paaritu arv "1" kehtib,
"0" siis ja ainult siis, kui sisendis
paarisarv "1" on kehtiv,
Stepanov Konstantin Sergejevitš

Tänan tähelepanu eest
Stepanov Konstantin Sergejevitš

1 16-st

Ettekanne teemal: Diood

Slaid nr 1

Slaidi kirjeldus:

Slaid nr 2

Slaidi kirjeldus:

Slaid nr 3

Slaidi kirjeldus:

Tunneldiood. Esimene tunneliseadmete loomise reaalsust kinnitav töö oli pühendatud tunneldioodile, mida nimetatakse ka Esaki dioodiks ja mille avaldas L. Esaki 1958. aastal. Esaki, uurides degenereerunud germaaniumi p-n-siirde sisevälja emissiooni, avastas "anomaalse" voolu-pinge karakteristiku: karakteristiku ühes osas oli diferentsiaaltakistus negatiivne. Ta selgitas seda efekti kvantmehaanilise tunneldamise kontseptsiooni abil ja saavutas samal ajal vastuvõetava kokkuleppe teoreetiliste ja eksperimentaalsete tulemuste vahel.

Slaid nr 4

Slaidi kirjeldus:

Tunneldiood. Tunneldioodi nimetatakse pooljuhtdiood põhineb tugevalt legeeritud piirkondadega p+-n+ üleminekul, mille voolu-pinge karakteristiku otselõikes täheldatakse voolu n-kujulist sõltuvust pingest. Teatavasti tekivad suure lisandite kontsentratsiooniga pooljuhtides lisandite energiaribad. N-pooljuhtides kattub selline riba juhtivusribaga ja p-pooljuhtides valentsribaga. Selle tulemusena on Fermi tase kõrge lisandikontsentratsiooniga n-pooljuhtides üle Ec taseme ja p-pooljuhtides alla Ev taseme. Sellest tulenevalt võib energiavahemikus DE=Ev-Ec mis tahes energiatase n-pooljuhi juhtivusribas vastata samale energiatasemele potentsiaalbarjääri taga, s.t. p-pooljuhi valentsribas.

Slaid nr 5

Slaidi kirjeldus:

Tunneldiood. Seega eraldatakse osakesed n- ja p-pooljuhtides, mille energiaseisund on DE-intervalli sees, kitsa potentsiaalbarjääriga. P-pooljuhi valentsribas ja n-pooljuhi juhtivusribas on osa DE-vahemikus olevaid energiaseisundeid vabad. Järelikult on läbi sellise kitsa potentsiaalbarjääri, mille mõlemal küljel on hõivamata energiatasemed, võimalik osakeste tunneliline liikumine. Barjäärile lähenedes kogevad osakesed peegeldumist ja enamikul juhtudel pöörduvad tagasi, kuid siiski on tõenäosus tõkke tagant osakest tuvastada, tunneli ülemineku tulemusena on ka tunneli voolutihedus j t0 nullist erinev. Arvutame degenereerunud p-n-siirde geomeetrilise laiuse. Eeldame, et sel juhul säilib p-n-siirde asümmeetria (p+ on tugevamalt legeeritud piirkond). Siis on p+-n+ ülemineku laius väike: Elektroni De Broglie lainepikkust hindame lihtsate seoste alusel:

Slaid nr 6

Slaidi kirjeldus:

Tunneldiood. P+-n+ ülemineku geomeetriline laius osutub võrreldavaks elektroni de Broglie lainepikkusega. Sel juhul võib degenereerunud p+-n+ ristmikul oodata kvantmehaaniliste efektide avaldumist, millest üks on tunneldamine läbi potentsiaalse barjääri. Kitsa tõkkega on tunneli tõkkest läbi imbumise tõenäosus nullist erinev!!!

Slaid nr 7

Slaidi kirjeldus:

Tunneldiood. Voolud tunneldioodis. Tasakaaluseisundis on ristmikku läbiv koguvool null. Kui ristmikule rakendatakse pinget, saavad elektronid tunneldada valentsribalt juhtivusribale või vastupidi. Tunnelivoolu kulgemiseks peavad olema täidetud järgmised tingimused: 1) energiaseisundid sellel ülemineku poolel, millest elektronide tunnel tuleb täita; 2) teisel pool üleminekut peavad sama energiaga energiaseisundid olema tühjad; 3) potentsiaalbarjääri kõrgus ja laius peavad olema piisavalt väikesed, et oleks olemas piiratud tõenäosus tunneldamiseks; 4) kvaasiimpulss peab säilima. Tunneldiood.swf

Slaid nr 8

Slaidi kirjeldus:

Tunneldiood. Parameetritena kasutatakse pingeid ja voolusid, mis iseloomustavad voolu-pinge karakteristiku eripunkte. Tippvool vastab maksimaalsele voolu-pinge karakteristikule tunneliefekti piirkonnas. Pinge Up vastab voolule Ip. Oru vool Iв ja Uв iseloomustavad voolu-pinge karakteristikut voolu miinimumi piirkonnas. Lahuse pinge Upp vastab vooluväärtusele Iп karakteristiku difusiooniharul. Sõltuvuse I=f(U) langevat lõiku iseloomustab negatiivne diferentsiaaltakistus rД= -dU/dI, mille väärtust saab teatud veaga määrata valemiga

Slaid nr 9

Slaidi kirjeldus:

Pööratud dioodid. Vaatleme juhtumit, kui Fermi energia elektronide ja aukudega pooljuhtides langeb kokku või on ± kT/q kaugusel juhtivusriba alumisest või valentsriba ülaosast. Sel juhul on sellise vastupidise eelpingega dioodi voolu-pinge omadused täpselt samad, mis tunneldioodil, see tähendab, et vastupidise pinge suurenemisel on kiire kasv vastupidine vool. Mis puutub päripinge all olevasse voolu, siis voolu-pinge karakteristiku tunnelikomponent puudub täielikult, kuna juhtivusribas pole täielikult täidetud olekuid. Seega, kui sellised dioodid suunatakse pingele, mis on suurem või võrdne poole ribalaiusega, siis voolu ei teki. Alaldi dioodi seisukohalt on sellise dioodi voolu-pinge karakteristik pöördvõrdeline, see tähendab, et juhtivus on pöördpingega kõrge ja päripingega madal. Sellega seoses nimetatakse seda tüüpi tunneldioode pöörddioodideks. Seega on pöörddiood tunneldiood ilma negatiivse diferentsiaaltakistusega sektsioonita. Voolu-pinge karakteristiku kõrge mittelineaarsus nullilähedaste madalate pingete korral (mikrovoltide suurusjärgus) võimaldab seda dioodi kasutada nõrkade signaalide tuvastamiseks mikrolainepiirkonnas.

Slaid nr 10

Slaidi kirjeldus:

Mööduvad protsessid. Kiirete pingemuutustega pooljuhtdioodil tavaline p-nüleminekul ei määrata staatilisele voolu-pinge karakteristikule vastavat dioodi läbivat voolu väärtust kohe. Voolu loomise protsessi selliste ümberlülituste ajal nimetatakse tavaliselt mööduvaks protsessiks. Mööduvad protsessid pooljuhtdioodides on seotud vähemuskandjate akumuleerumisega dioodi põhjas, kui see on otse sisse lülitatud, ja nende resorptsiooniga aluses koos dioodi pinge polaarsuse kiire muutumisega. Kuna tavalise dioodi aluses puudub elektriväli, on vähemuskandjate liikumine baasis määratud difusiooniseadustega ja toimub suhteliselt aeglaselt. Selle tulemusena mõjutab kandja akumuleerumise kineetika aluses ja nende resorptsioon dioodide dünaamilisi omadusi lülitusrežiimis. Vaatleme voolu I muutusi, kui diood lülitub päripingelt U pöördpingele.

Slaid nr 11

Slaidi kirjeldus:

Mööduvad protsessid. Statsionaarsel juhul kirjeldatakse dioodi voolu väärtust võrrandiga Pärast siirdeprotsesside lõppu on dioodi voolu väärtus J0. Vaatleme üleminekuprotsessi ehk muutuse kineetikat praegune p-nüleminek päripingelt tagasikäigule üleminekul. Kui diood on asümmeetrilise pn-siirde alusel ettepoole eelpingestatud, süstitakse dioodi põhja mittetasakaalulised augud. Kirjeldatakse aluse mittetasakaaluliste süstitud aukude muutumist ajas ja ruumis. järjepidevuse võrrand:

Slaid nr 12

Slaidi kirjeldus:

Mööduvad protsessid. Ajahetkel t = 0 määratakse süstitud kandjate jaotus baasis difusioonivõrrandi järgi ja selle kuju on järgmine: Alates üldsätted Selge on see, et hetkel, mil dioodi pinge lülitub pärisuunast vastupidisele, on vastupidine vool oluliselt suurem kui dioodi soojusvool. See juhtub seetõttu, et dioodi pöördvool on tingitud voolu triivikomponendist ja selle väärtuse omakorda määrab vähemuskandjate kontsentratsioon. See kontsentratsioon suureneb dioodi põhjas märkimisväärselt tänu emitterist aukude sissepritsele ja seda kirjeldatakse alghetkel sama võrrandiga.

Slaid nr 13

Slaidi kirjeldus:

Mööduvad protsessid. Aja jooksul väheneb mittetasakaaluliste kandjate kontsentratsioon ja seetõttu väheneb ka pöördvool. Aja t2 jooksul, mida nimetatakse pöördtakistuse taastumisajaks või resorptsiooniajaks, saavutab pöördvool väärtuse, mis on võrdne soojusvooluga. Selle protsessi kineetika kirjeldamiseks kirjutame järjepidevusvõrrandi piir- ja algtingimused järgmisel kujul. Ajahetkel t = 0 kehtib baasis süstitud kandjate jaotumise võrrand. Statsionaarse oleku korral ajahetkel kirjeldatakse mittetasakaalukandjate statsionaarset jaotust baasis seosega:

Slaid nr 14

Slaidi kirjeldus:

Mööduvad protsessid. Pöördvool on tingitud ainult aukude difusioonist ruumilise piirkonna piirile laengu p-nüleminek: Pöördvoolu kineetika leidmise protseduur on järgmine. Arvestades piiritingimused, lahendatakse jätkuvusvõrrand ning leitakse mittetasakaaluliste kandjate kontsentratsiooni baasis p(x,t) sõltuvus ajast ja koordinaatidest. Joonisel on näidatud kontsentratsiooni p(x,t) koordinaatsõltuvused erinevatel aegadel. Kontsentratsiooni p(x,t) koordinaatide sõltuvused erinevatel aegadel

Slaid nr 15

Slaidi kirjeldus:

Mööduvad protsessid. Asendades dünaamilise kontsentratsiooni p(x,t), leiame pöördvoolu kineetilise sõltuvuse J(t). Pöördvoolu sõltuvus J(t) on järgmisel kujul: Siin on täiendav veajaotuse funktsioon, mis on võrdne Lisaveafunktsiooni esimene laiendus on kujul: Laiendame funktsiooni jadaks väikeste ja suurte juhtudel korda: t > lk. Saame: Sellest seosest järeldub, et hetkel t = 0 on pöördvoolu suurus lõpmatult suur. Selle voolu füüsiline piirang on maksimaalne vool, mis võib läbida dioodi aluse rB oomilist takistust pöördpingel U. Selle voolu väärtus, mida nimetatakse katkestusvooluks Jav, on võrdne: Jav = U/rB. Aega, mille jooksul pöördvool on konstantne, nimetatakse katkestusajaks.

Slaid nr 16

Slaidi kirjeldus:

Mööduvad protsessid. Sest impulssdioodid Dioodi vastupidise takistuse katkestusaeg τav ja taastumisaeg τv on olulised parameetrid. Nende väärtuse vähendamiseks on mitu võimalust. Esiteks on võimalik vähendada dioodialuse mittetasakaaluliste kandjate eluiga, viies aluse kvaasineutraalsesse ruumalasse sügavad rekombinatsioonikeskused. Teiseks saab dioodi aluse teha õhukeseks, et mittetasakaalukandjad rekombineeruksid aluse tagaküljel perpr_pn.swf Pöördvoolu sõltuvus ajast dioodi vahetamisel

Pooljuhtdiood on kahe klemmiga mittelineaarne elektrooniline seade. Sõltuvalt sellest, sisemine struktuur, dioodi sisemiste elementide dopingu tüüp, kogus ja tase ning pooljuhtdioodide omaduste voolu-pinge karakteristikud on erinevad.

Alaldi diood sisse lülitatud p-n aluselüleminek Alaldi dioodi aluseks on tavaline elektron-augu ristmik, sellise dioodi voolu-pinge karakteristikul on väljendunud mittelineaarsus. Pärisuunalise nihke korral on dioodi vool sissepritse, suur ja esindab põhikandevoolu difusioonikomponenti. Pöördpingestamise korral on dioodivool väikese suurusega ja esindab vähemuskandevoolu triivikomponenti. Tasakaaluseisundis on elektronide ja aukude difusiooni- ja triivvooludest tulenev koguvool null. Riis. Pooljuhtdioodi parameetrid: a) voolu-pinge karakteristikud; b) voolu-pinge karakteristiku korpuse konstruktsiooni kirjeldab võrrand

Alaldamine dioodis Üks p-n-siirtel põhineva pooljuhtdioodi põhiomadusi on voolu-pinge karakteristiku terav asümmeetria: kõrge juhtivus päripingega ja madal pöördpingega. Seda dioodi omadust kasutatakse alaldi dioodid. Joonisel on diagramm, mis illustreerib vahelduvvoolu alaldamist dioodis. - Ideaalse dioodi alalduskoefitsient, mis põhineb p-n-siirtel.

Iseloomulik takistus Dioodide iseloomulikke takistusi on kahte tüüpi: diferentsiaaltakistus rD ja alalisvoolutakistus RD. Diferentsiaaltakistus on defineeritud kui alalisvoolu takistus Voolu-pinge karakteristiku pärisuunalises osas on alalisvoolu takistus suurem kui diferentsiaaltakistus RD > rD ja vastupidises osas on see väiksem kui RD rD ja vastupidises osas on see vähem kui RD

Zeneri dioodid Zeneri diood on pooljuhtdiood, mille volt-amprikarakteristikul on volt-ampri karakteristiku pöördlõikes voolu järsu sõltuvuse piirkond pingest. Zener-dioodi voolu-pinge karakteristikul on joonisel näidatud kuju: Zener-dioodi pinge, mida nimetatakse stabiliseerimispingeks Ustab, saavutamisel suureneb Zener-dioodi läbiv vool järsult. Ideaalse zeneri dioodi diferentsiaaltakistus Rdiff selles voolu-pinge karakteristiku osas kipub olema 0; reaalsetes seadmetes on Rdif väärtus: Rdif 2 50 Ohm.

Zeneri dioodi põhieesmärk on stabiliseerida koormuse pinget, kui pinge välisahelas muutub. Sellega seoses ühendatakse Zeneri dioodiga järjestikku koormustakisti, mis summutab välise pinge muutust. Seetõttu nimetatakse zeneri dioodi ka võrdlusdioodiks. Stabiliseerimispinge Ustab sõltub füüsilisest mehhanismist, mis põhjustab voolu järsu sõltuvuse pingest. Voolu pingest sõltuvuse eest vastutavad kaks füüsilist mehhanismi - laviin ja pn-siirde tunneli purunemine. Tunneli purunemismehhanismiga zeneri dioodide puhul on stabiliseerimispinge Ustab väike ja alla 5 volti: Ustab 8 V.

Varicaps Varicap on pooljuhtdiood, mille töö põhineb p-n-siirde tõkkemahtuvuse sõltuvusel pöördpingest. Varikapeid kasutatakse elektriliselt juhitava mahtuvusega elementidena ahelates võnkeahela sageduse häälestamiseks, sageduste jagamiseks ja korrutamiseks, sagedusmoduleerimiseks, juhitavateks faasinihutiteks jne. Välise pinge puudumisel eksisteerib potentsiaalibarjäär ja sisemine elektriväli. p-n ristmikul. Kui dioodile rakendatakse pöördpinget, suureneb selle potentsiaalse barjääri kõrgus. Väline pöördpinge tõrjub elektronid sügavamale n-piirkonda, mille tulemuseks on ammendumise piirkonna laienemine. p-n aladüleminek, mida saab kujutada kui kõige lihtsamat lamekondensaatorit, milles plaadid on piirkonna piirid. Sel juhul väheneb lamekondensaatori mahtuvuse valemi kohaselt plaatide vahelise kauguse suurenemisega (põhjustatud pöördpinge väärtuse suurenemisest) p-n-siirde mahtuvus. Seda vähendamist piirab ainult aluse paksus, millest kaugemale ei saa üleminek laieneda. Kui see miinimum on saavutatud, ei muutu mahtuvus vastupidise pinge suurenemisel.

N+ tüüpi pooljuhis on juhtivusriba kõik olekud kuni Fermi tasemeni hõivatud elektronidega ja p+ tüüpi pooljuhis aukudega. Kahest degenereerunud pooljuhist moodustatud p+ n+ siirde ribadiagramm: Arvutame degenereerunud p n-siirde geomeetrilise laiuse. Eeldame, et sel juhul säilib pn-siirde asümmeetria (p+ on tugevamalt legeeritud piirkond). Siis on p+ n+ ülemineku laius väike: Elektroni De Broglie lainepikkust hindame lihtsate seoste alusel:

Seega osutub p+ n+ ülemineku geomeetriline laius võrreldavaks elektroni de Broglie lainepikkusega. Sel juhul võib degenereerunud p+ n+ ristmikul oodata kvantmehaaniliste efektide avaldumist, millest üks on tunneldamine läbi potentsiaalse barjääri. Kitsa tõkke korral on tunneli läbi tõkke imbumise tõenäosus nullist erinev. Pöörddiood on tunneldiood, millel pole negatiivset diferentsiaaltakistust. Voolu-pinge karakteristiku kõrge mittelineaarsus nullilähedaste madalate pingete korral (mikrovoltide suurusjärgus) võimaldab seda dioodi kasutada nõrkade signaalide tuvastamiseks mikrolainepiirkonnas. Germaaniumi pöörddioodi volt-amperkarakteristik a) koguvoolu-pinge karakteristik; b) voolu-pinge karakteristiku pöördlõige erinevatel temperatuuridel