Presentazione sull'argomento "diodi a semiconduttore". Diodi a semiconduttore Scarica la presentazione sui diodi

Descrizione della presentazione sulle singole slide:

1 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

2 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Diodo - elettrovuoto o dispositivi a semiconduttore, che fanno passare la corrente elettrica alternata in una sola direzione e hanno due contatti per l'inclusione in un circuito elettrico.

3 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Un diodo ha due terminali chiamati anodo e catodo. Quando un diodo è collegato a un circuito elettrico, la corrente fluisce dall'anodo al catodo. La capacità di condurre corrente in una sola direzione è la proprietà principale di un diodo. I diodi appartengono alla classe dei semiconduttori e sono considerati componenti elettronici attivi (resistori e condensatori sono passivi).

4 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

La conduzione unilaterale del diodo è la sua proprietà principale. Questa proprietà determina lo scopo del diodo: – conversione di oscillazioni modulate ad alta frequenza in correnti di frequenza audio (rilevamento); – Raddrizzatore da CA a CC Proprietà del diodo

5 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Classificazione dei diodi Secondo il materiale semiconduttore iniziale, i diodi sono divisi in quattro gruppi: germanio, silicio, arseniuro di gallio e fosfuro di indio. I diodi al germanio sono ampiamente utilizzati nei ricevitori a transistor perché hanno un coefficiente di trasferimento più elevato rispetto ai diodi al silicio. Ciò è dovuto alla loro maggiore conduttività a bassa tensione (circa 0,1…0,2 V) di un segnale ad alta frequenza all'ingresso del rivelatore e ad una resistenza di carico relativamente bassa (5…30 kOhm). Diodi a semiconduttore

6 scivolo

Descrizione della diapositiva:

Secondo il design e le caratteristiche tecnologiche, i diodi sono puntiformi e planari. Secondo il loro scopo, i diodi a semiconduttore sono suddivisi nei seguenti gruppi principali: raddrizzatore, universale, impulso, varicap, diodi zener (diodi di riferimento), stabistori, diodi tunnel, diodi invertiti, a valanga (LPD), tiristori, fotodiodi, LED e optoaccoppiatori.

7 scivolo

Descrizione della diapositiva:

I diodi sono caratterizzati dai seguenti parametri elettrici principali: - corrente che attraversa il diodo nella direzione diretta (corrente diretta Ipr); - la corrente che passa attraverso il diodo direzione inversa(corrente inversa Iobr); – la CORRENTE rettificata massima ammissibile rett. Massimo; – la massima corrente continua ammissibile I pr.dop.; - tensione continua U n p; - tensione inversa e circa R; - la massima tensione inversa consentita e arr.max - capacità Cd tra i terminali del diodo; – dimensioni e range di temperatura di esercizio

8 scivolo

Descrizione della diapositiva:

Quando si collega un diodo in un circuito, è necessario rispettare la corretta polarità. Per facilitare la determinazione della posizione del catodo e dell'anodo, vengono applicati segni speciali sulla custodia o su uno dei terminali del diodo. Esistono vari modi per contrassegnare i diodi, ma molto spesso viene applicata una striscia anulare sul lato della custodia corrispondente al catodo. Se non è presente la marcatura del diodo, è possibile determinare i terminali dei diodi a semiconduttore utilizzando un dispositivo di misurazione: il diodo trasmette corrente solo in una direzione Funzionamento del diodo

9 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Il funzionamento di un diodo può essere visualizzato con un semplice esperimento. Se una batteria è collegata al diodo tramite una lampada a incandescenza a bassa potenza in modo che il terminale positivo della batteria sia collegato all'anodo e il terminale negativo al catodo del diodo, la corrente fluirà nel circuito elettrico risultante e la lampada si accenderà. Il valore massimo di questa corrente dipende dalla resistenza della giunzione a semiconduttore del diodo e dalla tensione continua ad essa applicata. Questo stato Il diodo è chiamato aperto, la corrente che lo attraversa è chiamata corrente continua Ipr e la tensione ad esso applicata, a causa della quale il diodo si è rivelato aperto, è chiamata tensione continua Upr. Se i terminali del diodo sono invertiti, la lampada non si illuminerà, poiché il diodo sarà nello stato chiuso e fornirà una forte resistenza alla corrente nel circuito. Vale la pena notare che una piccola corrente attraverso la giunzione a semiconduttore del diodo scorrerà ancora nella direzione opposta, ma rispetto alla corrente continua sarà così piccola che la lampadina non reagirà nemmeno. Tale corrente è chiamata corrente inversa Iobr e la tensione che la crea è chiamata tensione inversa Uobr.

10 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Marcatura del diodo Sul corpo del diodo viene solitamente indicato il materiale semiconduttore di cui è composto (lettera o numero), il tipo (lettera), lo scopo o le proprietà elettriche del dispositivo (numero), la lettera corrispondente al tipo di dispositivo , e la data di produzione, nonché il suo simbolo. Il simbolo del diodo (anodo e catodo) indica come deve essere collegato il diodo sulle schede del dispositivo. Il diodo ha due terminali, uno dei quali è il catodo (meno) e l'altro è l'anodo (più). Un'immagine grafica condizionale sul corpo del diodo viene applicata sotto forma di una freccia che indica la direzione in avanti, se non è presente alcuna freccia, viene inserito un segno "+". Sui terminali piatti di alcuni diodi (ad esempio la serie D2) è impresso direttamente il simbolo del diodo e la sua tipologia. Quando si applica un codice colore, un segno colorato, un punto o una striscia viene applicato più vicino all'anodo (Fig. 2.1). Per alcuni tipi di diodi, la marcatura a colori viene utilizzata sotto forma di punti e strisce (Tabella 2.1). I diodi di vecchio tipo, in particolare i diodi puntiformi, sono stati prodotti con un design in vetro ed erano contrassegnati con la lettera "D" con l'aggiunta di un numero e una lettera che indicava il sottotipo del dispositivo. I diodi planari al germanio-indio erano designati "D7".

11 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Sistema di notazione Il sistema di notazione consiste di quattro elementi. Il primo elemento (lettera o numero) indica il materiale semiconduttore originale da cui è realizzato il diodo: G o 1 - germanio * K o 2 - silicio, A o 3 - arseniuro di gallio, I o 4 - fosfuro di indio. Il secondo elemento è una lettera che indica la classe o il gruppo del diodo. Il terzo elemento è un numero che determina lo scopo o le proprietà elettriche del diodo. Il quarto elemento indica il numero di sequenza sviluppo tecnologico diodo ed è designato dalla A alla Z. Ad esempio, il diodo KD202A sta per: K - materiale, silicio, D - diodo raddrizzatore, 202 - scopo e numero di sviluppo, A - varietà; 2S920 - diodo zener al silicio ad alta potenza di tipo A; AIZ01B - un diodo tunnel al fosfuro di indio di un tipo di commutazione di tipo B. A volte ci sono diodi designati da sistemi obsoleti: DG-Ts21, D7A, D226B, D18. I diodi D7 differiscono dai diodi DG-Ts in un design dell'alloggiamento interamente in metallo, per cui funzionano in modo più affidabile in un'atmosfera umida. I diodi al germanio del tipo DG-Ts21 ... DG-Ts27 e i diodi D7A ... D7Zh vicini a loro nelle caratteristiche vengono solitamente utilizzati nei raddrizzatori per alimentare apparecchiature radio da una rete a corrente alternata. Il simbolo del diodo non sempre include alcuni dati tecnici, quindi devono essere cercati nei libri di riferimento sui dispositivi a semiconduttore. Un'eccezione è la designazione di alcuni diodi con le lettere KS o un numero invece di K (ad esempio, 2C): diodi zener e stabistori al silicio. Dopo queste designazioni ci sono tre cifre, se queste sono le prime cifre: 1 o 4, quindi prendendo le ultime due cifre e dividendole per 10 otteniamo la tensione di stabilizzazione Ust. Ad esempio, KS107A è uno stabistor, Ust = 0,7 V, 2S133A è un diodo zener, Ust = 3,3 V. Se la prima cifra è 2 o 5, le ultime due cifre mostrano Ust, ad esempio KS 213B - Ust = 13 V, 2C 291A - 0Ust \u003d 91 V, se il numero è 6, è necessario aggiungere 100 V alle ultime due cifre, ad esempio KS 680A - Ust \u003d 180 V.

12 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Schema strutturale di un diodo a semiconduttore con giunzione p - n: 1 - cristallo; 2 - conclusioni (indirizzi attuali); 3 - elettrodi (contatti ohmici); 4 - piano p - giunzione n. Tipica caratteristica corrente-tensione di un diodo a semiconduttore con giunzione p - n: U - tensione ai capi del diodo; I - corrente attraverso il diodo; U*obr e I*obr - la massima tensione inversa consentita e la corrispondente corrente inversa; Uct - tensione di stabilizzazione.

13 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Circuito equivalente a piccolo segnale (per bassi livelli di segnale) di un diodo a semiconduttore con giunzione p - n: rp-n - resistenza non lineare della giunzione p - n; rb è la resistenza del volume del semiconduttore (base del diodo); ryt - resistenza alle perdite superficiali; SB - capacità barriera p - n-giunzione; Cdif - capacità di diffusione dovuta all'accumulo di cariche mobili nella base a tensione continua; Sk - capacità del corpo; Lk - induttanza dei cavi di corrente; A e B sono conclusioni. La linea continua mostra la connessione degli elementi relativi all'effettiva giunzione p - n. Caratteristiche corrente-tensione dei diodi tunnel (1) e invertiti (2): U - tensione ai capi del diodo; I - corrente attraverso il diodo

14 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Diodi a semiconduttore ( aspetto): 1 - diodo raddrizzatore; 2 - fotodiodo; 3 - diodo a microonde; 4 e 5 - array di diodi; 6 - diodo a impulsi. Custodie diodi: 1 e 2 - metallo-vetro; 3 e 4 - metallo-ceramica; 5 - plastica; 6 - vetro

15 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Diodo Schottky I diodi Schottky hanno una caduta di tensione molto bassa e sono più veloci dei diodi convenzionali. Un diodo zener / Zener diode / Un diodo zener impedisce alla tensione di superare una certa soglia in una particolare sezione del circuito. Può svolgere funzioni sia protettive che restrittive, funzionano solo nei circuiti CC. Durante il collegamento, osservare la polarità. I diodi Zener dello stesso tipo possono essere collegati in serie per aumentare la tensione stabilizzata o formare un partitore di tensione. Varicap Varicap (altrimenti diodo capacitivo) cambia la sua resistenza a seconda della tensione applicata ad esso. Viene utilizzato come condensatore variabile controllato, ad esempio, per sintonizzare circuiti oscillatori ad alta frequenza.

16 diapositiva

Descrizione della diapositiva:

Tiristore Il tiristore ha due stati stabili: 1) chiuso, cioè lo stato di bassa conducibilità, 2) aperto, cioè lo stato di alta conducibilità. In altre parole, è in grado di passare da uno stato chiuso a uno stato aperto sotto l'azione di un segnale. Il tiristore ha tre uscite, oltre all'anodo e al catodo, c'è anche un elettrodo di controllo: viene utilizzato per trasferire il tiristore allo stato attivo. I moderni tiristori importati sono prodotti anche nelle custodie TO-220 e TO-92.I tiristori sono spesso utilizzati nei circuiti per il controllo della potenza, per l'avviamento regolare dei motori o per l'accensione delle lampadine. I tiristori ti consentono di controllare grandi correnti. Per alcuni tipi di tiristori, la corrente diretta massima raggiunge 5000 A o più e il valore della tensione nello stato chiuso è fino a 5 kV. Potenti tiristori di potenza del tipo T143 (500-16) sono utilizzati negli armadi di controllo dei motori elettrici, convertitori di frequenza

Descrizione della diapositiva:

Diodo a infrarossi I LED a infrarossi (abbreviati come diodi IR) emettono luce nella gamma degli infrarossi. I campi di applicazione dei LED infrarossi sono la strumentazione ottica, i dispositivi di controllo remoto, i dispositivi di opto-commutazione, le linee di comunicazione wireless. I diodi IR sono designati allo stesso modo dei LED. I diodi a infrarossi emettono luce al di fuori del campo visibile, il bagliore del diodo IR può essere visto e visualizzato, ad esempio, attraverso una fotocamera cellulare, questi diodi vengono utilizzati anche nelle telecamere a circuito chiuso, in particolare sulle telecamere stradali in modo che l'immagine sia visibile di notte. Fotodiodo Un fotodiodo converte la luce che colpisce la sua area fotosensibile in corrente elettrica e trova applicazione nella conversione della luce in un segnale elettrico.

















1 di 16

Presentazione sul tema: Diodo

diapositiva numero 1

Descrizione della diapositiva:

diapositiva numero 2

Descrizione della diapositiva:

diapositiva numero 3

Descrizione della diapositiva:

diodo a tunnel. Il primo lavoro che conferma la realtà della creazione di dispositivi tunnel è stato dedicato al diodo tunnel, chiamato anche diodo Esaki, e pubblicato da L. Esaki nel 1958. Esaki sta studiando l'emissione del campo interno in un germanio degenere giunzione p-n scoperto un CVC "anomalo": la resistenza differenziale in una delle sezioni della caratteristica era negativa. Ha spiegato questo effetto con l'aiuto del concetto di tunnel quantomeccanico e allo stesso tempo ha ottenuto un accordo accettabile tra risultati teorici e sperimentali.

diapositiva numero 4

Descrizione della diapositiva:

diodo a tunnel. Un diodo tunnel è un diodo semiconduttore basato su una giunzione p + -n + con regioni fortemente drogate, nella sezione diritta della caratteristica corrente-tensione di cui si osserva una dipendenza a forma di n della corrente dalla tensione. Come è noto, nei semiconduttori ad alta concentrazione di impurità si formano bande di energia di impurità. Negli n-semiconduttori, tale banda si sovrappone alla banda di conduzione, e nei p-semiconduttori, alla banda di valenza. Di conseguenza, il livello di Fermi negli n-semiconduttori con un'elevata concentrazione di impurità si trova al di sopra del livello Ec e nei p-semiconduttori al di sotto del livello Ev. Di conseguenza, all'interno dell'intervallo di energia DE=Ev-Ec, qualsiasi livello di energia nella banda di conduzione di un n-semiconduttore può corrispondere allo stesso livello di energia dietro la potenziale barriera, cioè nella banda di valenza di un semiconduttore p.

diapositiva numero 5

Descrizione della diapositiva:

diodo a tunnel. Pertanto, le particelle nei semiconduttori n e p con stati energetici all'interno dell'intervallo DE sono separate da una stretta barriera potenziale. Nella banda di valenza di un semiconduttore p e nella banda di conduzione di un semiconduttore n, alcuni degli stati energetici nell'intervallo DE sono liberi. Di conseguenza, attraverso una barriera di potenziale così stretta, su entrambi i lati della quale vi sono livelli di energia non occupati, è possibile il movimento tunneling delle particelle. Quando si avvicinano alla barriera, le particelle subiscono il riflesso e nella maggior parte dei casi ritornano indietro, ma c'è ancora una probabilità di rilevare una particella dietro la barriera; come risultato della transizione del tunnel, anche la densità di corrente di tunneling j t0 è diversa da zero. Calcoliamo qual è la larghezza geometrica della giunzione p-n degenere. Supponiamo che in questo caso l'asimmetria della giunzione p-n sia preservata (p + è una regione più pesantemente drogata). Allora l'ampiezza della transizione p+-n+ è piccola: Stimiamo la lunghezza d'onda di De Broglie dell'elettrone da semplici relazioni:

diapositiva numero 6

Descrizione della diapositiva:

diodo a tunnel. L'ampiezza geometrica della transizione p+-n+ è paragonabile alla lunghezza d'onda di de Broglie dell'elettrone. In questo caso, in una transizione degenere p+-n+, ci si può aspettare manifestazioni di effetti quantomeccanici, uno dei quali è il tunneling attraverso una potenziale barriera. Con una barriera stretta, la probabilità di scavalcare la barriera è diversa da zero!!!

diapositiva numero 7

Descrizione della diapositiva:

diodo a tunnel. Correnti in un diodo tunnel. All'equilibrio, la corrente totale attraverso la giunzione è zero. Quando viene applicata una tensione alla giunzione, gli elettroni possono passare dalla banda di valenza alla banda di conduzione o viceversa. Affinché la corrente di tunneling scorra, devono essere soddisfatte le seguenti condizioni: 1) gli stati energetici sul lato della giunzione da cui deve essere riempito il tunnel di elettroni; 2) dall'altra parte della transizione, gli stati energetici con la stessa energia devono essere vuoti; 3) l'altezza e la larghezza della potenziale barriera devono essere sufficientemente piccole perché vi sia una probabilità finita di tunneling; 4) il quasi-momento deve essere conservato. diodo tunnel.swf

diapositiva numero 8

Descrizione della diapositiva:

diodo a tunnel. Come parametri vengono utilizzate le tensioni e le correnti che caratterizzano i punti singolari delle caratteristiche I–V. La corrente di picco corrisponde al CVC massimo nella regione dell'effetto tunnel. La tensione Up corrisponde alla corrente Ip. Le correnti di valle Iv e Uv caratterizzano le caratteristiche I–V nella regione del minimo di corrente. La tensione della soluzione Upp corrisponde al valore della corrente Ip sul ramo di diffusione della caratteristica. La sezione discendente della dipendenza I=f(U) è caratterizzata da una resistenza differenziale negativa r„= -dU/dI, il cui valore può essere determinato con qualche errore dalla formula

diapositiva numero 9

Descrizione della diapositiva:

diodi invertiti. Consideriamo il caso in cui l'energia di Fermi nei semiconduttori di elettroni e lacune coincide o si trova a una distanza di ± kT/q dalla parte inferiore della banda di conduzione o dalla parte superiore della banda di valenza. In questo caso, le caratteristiche corrente-tensione di un tale diodo con polarizzazione inversa saranno esattamente le stesse di un diodo tunnel, cioè con un aumento della tensione inversa, ci sarà rapida crescita corrente inversa. Per quanto riguarda la corrente con polarizzazione diretta, la componente di tunneling della caratteristica I-V sarà completamente assente a causa del fatto che non ci sono stati completamente riempiti nella banda di conduzione. Pertanto, quando polarizzati direttamente in tali diodi a tensioni maggiori o uguali alla metà del band gap, non ci sarà corrente. Dal punto di vista di un diodo raddrizzatore, la caratteristica corrente-tensione di tale diodo sarà inversa, cioè ci sarà alta conduttività con polarizzazione inversa e bassa con polarizzazione diretta. A questo proposito, questo tipo di diodi tunnel è chiamato diodi invertiti. Pertanto, un diodo invertito è un diodo tunnel senza sezione con una resistenza differenziale negativa. L'elevata non linearità della caratteristica corrente-tensione a basse tensioni vicine allo zero (dell'ordine dei microvolt) rende possibile l'utilizzo di questo diodo per rilevare segnali deboli nel campo delle microonde.

diapositiva numero 10

Descrizione della diapositiva:

Processi di transizione. Con rapidi cambiamenti di tensione attraverso un diodo a semiconduttore basato su normale p-n transizione, il valore della corrente attraverso il diodo, corrispondente alla caratteristica corrente-tensione statica, non è immediatamente stabilito. Il processo di stabilire la corrente durante tale commutazione è solitamente chiamato processo transitorio. I processi transitori nei diodi a semiconduttore sono associati all'accumulo di portatori minoritari nella base del diodo quando viene acceso direttamente e al loro assorbimento nella base con un rapido cambiamento nella polarità della tensione attraverso il diodo. Poiché non c'è campo elettrico nella base di un diodo convenzionale, il movimento dei portatori minoritari nella base è determinato dalle leggi di diffusione e avviene in modo relativamente lento. Di conseguenza, la cinetica dell'accumulo di portatori nella base e la loro dissipazione influiscono sulle proprietà dinamiche dei diodi in modalità di commutazione. Considera la variazione di corrente I quando si commuta il diodo dalla tensione diretta U alla tensione inversa.

diapositiva numero 11

Descrizione della diapositiva:

Processi di transizione. Nel caso stazionario, la corrente nel diodo è descritta dall'equazione Dopo il completamento dei transitori, la corrente nel diodo sarà uguale a J0. Considera la cinetica del processo di transizione, cioè il cambiamento attuale p-n transizione quando si passa dalla tensione diretta a quella inversa. Quando un diodo è polarizzato direttamente sulla base di una giunzione p-n asimmetrica, nella base del diodo vengono iniettati fori di non equilibrio. Viene descritto il cambiamento nel tempo e nello spazio dei fori iniettati di non equilibrio nella base. equazione di continuità:

diapositiva numero 12

Descrizione della diapositiva:

Processi di transizione. All'istante t = 0, la distribuzione dei portatori iniettati nella base è determinata dall'equazione di diffusione e ha la forma: Da disposizioni generaliè chiaro che al momento della commutazione della tensione nel diodo da diretta a inversa, il valore della corrente inversa sarà significativamente maggiore della corrente termica del diodo. Ciò accadrà perché la corrente inversa del diodo è dovuta alla componente di deriva della corrente e il suo valore, a sua volta, è determinato dalla concentrazione di portatori minoritari. Questa concentrazione è notevolmente aumentata nella base del diodo a causa dell'iniezione di lacune dall'emettitore ed è descritta al momento iniziale dalla stessa equazione.

diapositiva numero 13

Descrizione della diapositiva:

Processi di transizione. Con il passare del tempo, la concentrazione dei portatori di non equilibrio diminuirà e, di conseguenza, diminuirà anche la corrente inversa. Durante il tempo t2, detto tempo di recupero della resistenza inversa, o tempo di riassorbimento, la corrente inversa raggiungerà un valore pari alla corrente termica. Per descrivere la cinetica di questo processo, scriviamo le condizioni al contorno e iniziali per l'equazione di continuità nella forma seguente. All'istante t = 0, l'equazione per la distribuzione dei portatori iniettati nella base è valida. Quando si stabilisce uno stato stazionario al momento del tempo, la distribuzione stazionaria dei portatori di non equilibrio nella base è descritta dalla relazione:

diapositiva numero 14

Descrizione della diapositiva:

Processi di transizione. La corrente inversa è dovuta solo alla diffusione dei buchi al confine dello spaziale carica p-n transizione: la procedura per trovare la cinetica della corrente inversa è la seguente. Considerando condizioni di confine, si risolve l'equazione di continuità e si trova la dipendenza della concentrazione dei portatori di non equilibrio nella base p(x,t) dal tempo e dalla coordinata. La figura mostra le dipendenze delle coordinate della concentrazione p(x,t) in tempi diversi. Dipendenze delle coordinate della concentrazione p(x,t) in tempi diversi

diapositiva numero 15

Descrizione della diapositiva:

Processi di transizione. Sostituendo la concentrazione dinamica p(x,t), troviamo la dipendenza cinetica della corrente inversa J(t). La dipendenza della corrente inversa J(t) ha la seguente forma: Qui, è una funzione di distribuzione dell'errore addizionale uguale a La prima espansione della funzione dell'errore addizionale ha la forma: Espandiamo la funzione in una serie nei casi di piccolo e tempi grandi: t > p. Otteniamo: Da questa relazione segue che al momento t = 0 il valore della corrente inversa sarà infinitamente grande. Il limite fisico per questa corrente sarà la corrente massima che può fluire attraverso la resistenza ohmica della base del diodo rB alla tensione inversa U. Il valore di questa corrente, chiamata corrente di interruzione Jav, è pari a: Jav = U/ RB. Il tempo durante il quale la corrente inversa è costante è chiamato tempo di interruzione.

diapositiva numero 16

Descrizione della diapositiva:

Processi di transizione. Per i diodi pulsati, il tempo di interruzione τav e il tempo di recupero τv della resistenza inversa del diodo sono parametri importanti. Esistono diversi modi per ridurne il valore. Innanzitutto, la durata dei portatori di non equilibrio nella base del diodo può essere ridotta introducendo centri di ricombinazione profondi nel volume quasi neutro della base. In secondo luogo, è possibile assottigliare la base del diodo in modo che i portatori di non equilibrio si ricombinino sul lato posteriore della base.


Un diodo a semiconduttore è un dispositivo elettronico non lineare con due terminali. Dipende da struttura interna, tipo, quantità e livello di drogaggio degli elementi interni del diodo e le caratteristiche corrente-tensione, le proprietà dei diodi a semiconduttore sono diverse.




diodo raddrizzatore acceso base p-n transizione La base del diodo raddrizzatore è una normale transizione elettrone-lacuna, la caratteristica corrente-tensione di tale diodo ha una pronunciata non linearità. In polarizzazione diretta, la corrente del diodo è iniettata, di grande entità, e rappresenta la componente di diffusione della corrente portante maggioritaria. Con la polarizzazione inversa, la corrente del diodo è di piccola entità e rappresenta la componente di deriva della corrente del portatore minoritario. Nello stato di equilibrio, la corrente totale dovuta alla diffusione e alle correnti di deriva di elettroni e lacune è uguale a zero. Riso. Parametri del diodo a semiconduttore: a) caratteristica corrente-tensione; b) il design della custodia VAC è descritto dall'equazione


Rettifica in un diodo Una delle proprietà principali di un diodo a semiconduttore basato su una giunzione p-n è una netta asimmetria della caratteristica corrente-tensione: alta conduttività con polarizzazione diretta e bassa con polarizzazione inversa. Questa proprietà del diodo viene utilizzata nei diodi raddrizzatori. La figura mostra un circuito che illustra il raddrizzamento della corrente alternata in un diodo. - Rapporto di rettifica di un diodo ideale basato su giunzione p-n.


Resistenza caratteristica Esistono due tipi di resistenza caratteristica dei diodi: resistenza differenziale rD e resistenza DC RD. La resistenza differenziale è definita come resistenza CC Nella sezione diretta della caratteristica corrente-tensione, la resistenza CC è maggiore della resistenza differenziale RD > rD, e nella sezione inversa è inferiore a RD rD, e nella sezione inversa è inferiore a RD


Diodi Zener Un diodo zener è un diodo a semiconduttore la cui caratteristica corrente-tensione ha una regione di forte dipendenza corrente-tensione nella sezione inversa della caratteristica corrente-tensione. Il CVC del diodo zener ha la forma mostrata nella figura: quando viene raggiunta la tensione sul diodo zener, chiamata tensione di stabilizzazione Ustab, la corrente attraverso il diodo zener aumenta bruscamente. La resistenza differenziale Rdiff di un diodo zener ideale tende a 0 in questo tratto della caratteristica I-V, nei dispositivi reali il valore di Rdiff è: Rdif 2 50 Ohm.


Lo scopo principale del diodo zener è stabilizzare la tensione al carico, con una tensione variabile nel circuito esterno. A questo proposito, una resistenza di carico è inclusa in serie al diodo zener, smorzando la variazione della tensione esterna. Pertanto, un diodo zener è anche chiamato diodo di riferimento. La tensione di stabilizzazione Ustab dipende dal meccanismo fisico che provoca una forte dipendenza della corrente dalla tensione. Ci sono due meccanismi fisici responsabili di tale dipendenza della corrente dalla tensione: valanga e rottura del tunnel della giunzione p n. Per i diodi zener con meccanismo di rottura del tunnel, la tensione di stabilizzazione Ustab è piccola ed è inferiore a 5 volt: Ustab è 8 V.


Varicap Un varicap è un diodo a semiconduttore il cui funzionamento è basato sulla dipendenza della capacità di barriera della giunzione p-n dalla tensione inversa. I varicap sono utilizzati come elementi con una capacità controllata elettricamente nei circuiti di sintonizzazione della frequenza di un circuito oscillatorio, divisione e moltiplicazione di frequenza, modulazione di frequenza, sfasatori controllati, ecc. In assenza di tensione esterna, esistono una potenziale barriera e un campo elettrico interno la giunzione p-n. Se al diodo viene applicata una tensione inversa, l'altezza di questa potenziale barriera aumenterà. La tensione inversa esterna respinge gli elettroni in profondità nella regione n, determinando un'espansione dell'esaurimento zona p-n transizione, che può essere rappresentata come il condensatore piatto più semplice, in cui i confini della regione fungono da piastre. In questo caso, secondo la formula per la capacità di un condensatore piatto, con un aumento della distanza tra le armature (causato da un aumento del valore della tensione inversa), la capacità della giunzione p-n diminuirà. Questa diminuzione è limitata solo dallo spessore della base, oltre il quale la transizione non può espandersi. Dopo aver raggiunto questo minimo, la capacità non cambia con l'aumentare della tensione inversa.




In un semiconduttore di tipo n+ tutti gli stati nella banda di conduzione fino al livello di Fermi sono occupati da elettroni, mentre in un semiconduttore di tipo p+ sono occupati da lacune. Diagramma a bande di una giunzione p+n+ formata da due semiconduttori degeneri: Calcoliamo l'ampiezza geometrica di una giunzione pn degenere. Supponiamo che in questo caso l'asimmetria della transizione p n sia preservata (p+ è una regione più pesantemente drogata). Allora l'ampiezza della transizione p+ n+ è piccola: possiamo stimare la lunghezza d'onda di De Broglie di un elettrone da semplici relazioni:


Pertanto, l'ampiezza geometrica della transizione p+ n+ risulta essere confrontabile con la lunghezza d'onda di de Broglie dell'elettrone. In questo caso, in una transizione degenere p+ n+, ci si può aspettare manifestazioni di effetti quantomeccanici, uno dei quali è il tunneling attraverso una potenziale barriera. Per una barriera stretta, la probabilità di scavalcare la barriera è diversa da zero. Un diodo invertito è un diodo tunnel senza una sezione di resistenza differenziale negativa. L'elevata non linearità della caratteristica corrente-tensione a basse tensioni vicine allo zero (dell'ordine dei microvolt) rende possibile l'utilizzo di questo diodo per rilevare segnali deboli nel campo delle microonde. Caratteristica volt-ampere di un diodo invertito al germanio a) caratteristica corrente-tensione totale; b) sezione inversa del CVC a diverse temperature

Documenti simili

    La caratteristica corrente-tensione del diodo, le sue proprietà raddrizzanti, caratterizzate dal rapporto tra la resistenza inversa e quella diretta. I parametri principali del diodo zener. Caratteristica distintiva diodo a tunnel. Utilizzando un LED come indicatore.

    lezione, aggiunta il 10/04/2013

    Diodi raddrizzatori Schottky. Tempo di ricarica della capacità della barriera di transizione e resistenza della base del diodo. CVC di un diodo Schottky al silicio 2D219 a diverse temperature. diodi impulsivi. Nomenclatura parti costitutive dispositivi semiconduttori discreti.

    abstract, aggiunto il 20/06/2011

    Vantaggi fondamentali di dispositivi e dispositivi optoelettronici. Il compito principale e i materiali dei fotorilevatori. Meccanismi di generazione di portatori minoritari nella regione di carica spaziale. Fotorivelatori discreti MPD (metallo - dielettrico - semiconduttore).

    abstract, aggiunto il 12/06/2017

    informazioni generali sui semiconduttori. Dispositivi, la cui azione si basa sull'uso delle proprietà dei semiconduttori. Caratteristiche e parametri diodi raddrizzatori. Parametri e scopo dei diodi zener. Caratteristica corrente-tensione di un diodo tunnel.

    abstract, aggiunto il 24/04/2017

    Fondamenti fisici dell'elettronica dei semiconduttori. Fenomeni superficiali e di contatto nei semiconduttori. Diodi e resistori a semiconduttore, dispositivi fotovoltaici a semiconduttore. Transistor bipolari e ad effetto di campo. Circuiti integrati analogici.

    tutorial, aggiunto il 09/06/2017

    diodi raddrizzatori. Parametri operativi del diodo. Circuito equivalente di un diodo raddrizzatore per il funzionamento alle frequenze delle microonde. diodi impulsivi. Diodi Zener (diodi di riferimento). Parametri fondamentali e caratteristica corrente-tensione del diodo zener.

    Conducibilità elettrica dei semiconduttori, azione dei dispositivi a semiconduttore. Ricombinazione di elettroni e lacune in un semiconduttore e loro ruolo nello stabilire concentrazioni di equilibrio. Resistenze a semiconduttore non lineari. Bande di energia superiori consentite.

    lezione, aggiunta il 10/04/2013

    Caratteristica corrente-tensione di un diodo tunnel. Descrizioni di un varicap che utilizza la capacità di una giunzione p-n. Studio delle modalità operative dei fotodiodi. Diodi emettitori di luce - Convertitori di energia corrente elettrica in energia ottica.

    presentazione, aggiunta il 20/07/2013

    Determinazione del valore di resistenza del resistore limitatore. Calcolo della tensione a vuoto della giunzione del diodo. Dipendenza dalla temperatura della conduttività specifica di un semiconduttore di impurità. Considerazione della struttura e del principio di funzionamento di un tiristore a diodi.

    test, aggiunto il 26/09/2017

    Gruppi di resistori a semiconduttore. Varistori, non linearità volt. I fotoresistori sono dispositivi a semiconduttore che cambiano la loro resistenza sotto l'azione di un flusso luminoso. Massima sensibilità spettrale. Diodi semiconduttori planari.

Capitolo 2 Diodi a semiconduttoreSemiconduttore
diodo
È
te stesso
dispositivo a semiconduttore con una giunzione p-n e due
conclusioni. La maggior parte dei diodi si basa su
giunzioni p-n asimmetriche. Tuttavia, una delle aree
diodo, solitamente (p +) altamente drogato e chiamato emettitore,
un altro
(N)
leggermente legato

base.
P-n-giunzione
posto nella base perché è leggermente legato.
Struttura, simbolo e nome delle conclusioni
mostrato in fig. 3.1. Tra ogni area esterna
semiconduttore e la sua uscita ha un contatto ohmico,
che in fig. 3.1 è mostrato in grassetto.
A seconda della tecnologia di produzione, ci sono:
diodi puntiformi, legati e microlegati, con diffusione
base, epitassiale, ecc.
Di
funzionale
appuntamento
diodi
condividere:
raddrizzatore, universale, a impulsi, diodi zener e
stabistori, varicap, tunnel e invertiti, nonché diodi a microonde, ecc.

Classificazione dei diodi in base al loro scopo funzionale e al loro UGO

2.1. Volt-ampere caratteristico del diodo

Il CVC di un diodo reale presenta una serie di differenze rispetto al CVC di una giunzione p-n (Fig. 3.2).
Per la polarizzazione diretta, deve essere presa in considerazione la resistenza del volume.
aree della base rb e dell'emettitore rе del diodo (Fig. 3.3.), solitamente rb>> rе. Una caduta
tensione sulla resistenza del volume dalla corrente del diodo, diventa
significativo a correnti superiori a pochi milliampere. Oltretutto,
parte della tensione scende attraverso la resistenza dei terminali. Di conseguenza
la tensione direttamente alla giunzione p-n sarà inferiore alla tensione,
applicato ai terminali esterni del diodo. Questo porta a uno spostamento nella linea
rami del CVC a destra (curva 2) e una dipendenza quasi lineare dall'applicato
voltaggio.
Il CVC del diodo, tenendo conto della resistenza volumetrica, è scritto dall'espressione
φU
I I 0 e T 1
Uφ Irb
I I 0 e T 1
dove Upr è la tensione applicata ai terminali; r è la resistenza totale della base e
elettrodi a diodi, solitamente r=rb.
Quando il diodo è polarizzato inversamente, la corrente del diodo non rimane costante a I0
quelli. c'è un aumento della corrente inversa.
Questo perché la corrente inversa del diodo è composta da tre componenti:
Iobr \u003d I0 + Itg + Iut
U φ Irb
T
io io0 e
1
dove I0 è la corrente termica della giunzione;
Itg - corrente di termogenerazione. Aumenta con l'aumentare della tensione inversa.
Ciò è dovuto al fatto che la giunzione p-n si espande, il suo volume aumenta e
di conseguenza, il numero di portatori di minoranza formati aumenta
in esso a causa della generazione termica. È 4-5 ordini di grandezza maggiore dell'attuale I0.
Iut - corrente di dispersione. È correlato al valore finito della conducibilità superficiale
il cristallo di cui è fatto il diodo. Nei diodi moderni, lo è sempre
minore corrente termica.

Diodi a semiconduttore

Un diodo a semiconduttore è un semiconduttore che converte elettricamente
un dispositivo con una giunzione elettrica e due terminali, che utilizza
varie proprietà della giunzione pn (conducibilità unilaterale, guasto elettrico,
effetto tunnel, el. capacità).
diodo raddrizzatore
diodo al germanio diodo al silicio
diodo zener
Varicap
diodo a tunnel
diodo invertito

2.2. Circuito equivalente a diodi

Questo è un circuito, costituito da elementi elettrici che tengono conto
processi fisici che si verificano nella giunzione p-n e l'influenza
elementi strutturali sulle proprietà elettriche.
Circuito equivalente sostituzione p-n transizione in piccolo
segnala quando è possibile ignorare le proprietà non lineari del diodo
mostrato in fig. .
Qui Cd è la capacità totale del diodo, a seconda della modalità; Rp = Rdiff
- resistenza differenziale della transizione, il cui valore
determinato utilizzando il CVC statico del diodo in un dato funzionamento
punti (Rdif = U/ I|U=cost); rb - elettrico distribuito
resistenza della base del diodo, dei suoi elettrodi e conduttori, Rut -
resistenza alle perdite.
A volte il circuito equivalente è integrato con una capacità tra i terminali
diodo CB, capacità Cin e Cout (mostrate da una linea tratteggiata) e
induttanza di piombo LV.
Il circuito equivalente per segnali grandi è simile
il precedente. Tuttavia, tiene conto delle proprietà non lineari della giunzione p-n sostituendo la resistenza differenziale con
sorgente di corrente dipendente dalla sorgente I = I0(eU/ T – 1).

2.3. L'effetto della temperatura sulle caratteristiche I-V del diodo

I0(T)=I(A)2(T-A)/T*,
Temperatura ambiente ha un impatto significativo su
caratteristica corrente-tensione del diodo. Con un cambiamento di temperatura, diversi
il corso di entrambi i rami avanti e indietro del CVC cambia.
All'aumentare della temperatura, la concentrazione di minor
portatori in un cristallo semiconduttore. Ciò porta ad un aumento della corrente inversa.
transizione (aumentando la corrente delle sue due componenti: Io e Itg), nonché
una diminuzione della resistenza di volume della regione di base. Con un aumento
temperatura, la corrente di saturazione inversa aumenta di circa 2 volte
germanio e 2,5 volte per i diodi al silicio ogni 10 °C. Dipendenza
la corrente inversa rispetto alla temperatura è approssimata dall'espressione
I0(T)=I(A)2(T-A)/T*,
dove: I(T0)-corrente misurata alla temperatura Т0; T è la temperatura attuale; T*
- temperatura di raddoppio della corrente inversa - (5-6)0C - per Ge e (9-10)0C - per Si.
Determina l'aumento massimo consentito della corrente inversa del diodo
la temperatura massima consentita del diodo, che è 80-100 ° C
per diodi al germanio e 150 - 200 °C per diodi al silicio..
La corrente di dispersione dipende debolmente dalla temperatura, ma può essere significativa
cambiare nel tempo. Pertanto, determina principalmente il tempo
instabilità del ramo inverso del CVC.
Il ramo diretto del CVC si sposta a sinistra con l'aumentare della temperatura e
diventa più ripido (Fig. 3.3). Ciò è spiegato dalla crescita di Iobr (3.2) e
diminuzione di rb, quest'ultimo, riduce la caduta di tensione alla base, e
la tensione direttamente alla giunzione aumenta a una tensione costante
su prese esterne.
Per stimare l'instabilità di temperatura del ramo diretto, introduciamo
coefficiente di temperatura della tensione (TKN) t \u003d U / T, che mostra,
Come cambia la tensione diretta ai capi di un diodo con la temperatura?
10C a corrente diretta fissa. Nell'intervallo di temperatura da -60 a
+60"Ct -2,3mV/°C.

2.4. Diodi raddrizzatori

Diodi raddrizzatori - progettati per rettificare la bassa frequenza
AC e sono comunemente usati negli alimentatori. Sotto raddrizzamento
comprendere la trasformazione di una corrente bipolare in unipolare. Per lisciare
viene utilizzata la proprietà principale dei diodi: la loro conduttività unilaterale.
Come diodi raddrizzatori negli alimentatori per la rettifica di grandi dimensioni
le correnti utilizzano diodi planari. Hanno un'ampia area di contatto p e n aree
e una grande capacità di barriera (capacità Xc=1/(ωC), che non consente
rettificare alle alte frequenze. Inoltre, tali diodi hanno un valore elevato
corrente inversa.
I parametri principali che caratterizzano i diodi raddrizzatori sono
sono (Figura 2.1):
- massima corrente continua Ipr max;
- caduta di tensione attraverso il diodo ad un dato valore di corrente diretta Ipr (Upr
0,3 ... 0,7 V per diodi al germanio e Upr 0,8 ... 1,2 V per quelli al silicio);
- la massima tensione diretta inversa ammissibile del diodo Uobr max ;
- corrente inversa Iobr ad una data tensione inversa Uobr (valore
la corrente inversa dei diodi al germanio è da due a tre ordini di grandezza maggiore di quella di
silicio);
- capacità di barriera del diodo quando viene applicata una tensione inversa
una certa dimensione;
- Fmax - intervallo di frequenza in cui il diodo può funzionare senza significativo
riduzione della corrente raddrizzata;
- intervallo di temperatura di esercizio (i diodi al germanio operano nell'intervallo 60...+70°С, i diodi al silicio - nell'intervallo -60...+150°С, il che è spiegato da piccoli
correnti inverse dei diodi al silicio).
La potenza media dissipata del diodo Rav D è la potenza media nel periodo
dissipata dal diodo quando la corrente scorre nelle direzioni avanti e indietro.
Il superamento dei valori massimi consentiti comporta una forte riduzione del periodo
servizio o guasto del diodo.
Migliorando le condizioni di raffreddamento (mediante ventilazione, utilizzo di radiatori), è possibile
aumentare la dissipazione di potenza ed evitare guasti termici. Applicazione di radiatori
consente inoltre di aumentare la corrente diretta.

Raddrizzatore a semionda monofase
Onda intera monofase
raddrizzatore di punto medio
Industria
rilasciato
silicio
diodi raddrizzatori per correnti fino a centinaia di ampere e viceversa
tensioni fino a migliaia di volt. Se hai bisogno di lavorare con
tensioni inverse superiori all'Uobr consentito per
un diodo, quindi i diodi sono collegati in serie. Per
aumento
rettificato
attuale
Potere
fare domanda a
collegamento in parallelo di diodi.
1) Raddrizzatore a semionda. Trasformatore
serve ad abbassare l'ampiezza della tensione alternata.
Il diodo viene utilizzato per rettificare la corrente alternata.
2) Raddrizzatore ad onda intera. Schema precedente
ha un inconveniente significativo. Consiste nel non
viene utilizzata parte dell'energia della fonte di alimentazione primaria
(mezzo ciclo negativo). La carenza è corretta in
circuito raddrizzatore a onda intera.
Nel primo semiciclo positivo (+), la corrente
procede come segue: +, VD3, RH↓, VD2, -.
Nel secondo - negativo (-) così: +, VD4, RH↓, VD1,-.
In entrambi i casi lui
scorre attraverso il carico in uno
direzione ↓- dall'alto verso il basso, cioè avviene il raddrizzamento
attuale.
Raddrizzatore a ponte monofase

2.5. Diodi a impulsi

I diodi a impulsi sono diodi progettati per funzionare in modalità chiave nei circuiti a impulsi
tali circuiti fungono da interruttori elettrici. La chiave elettrica ha due stati:
1. Chiuso quando la sua resistenza è zero Rvd =0.
2. Aperto quando la sua resistenza è infinita Rvd=∞.
Questi requisiti sono soddisfatti dai diodi a seconda della polarità della tensione applicata. Hanno poco
resistenza di polarizzazione diretta e alta resistenza di polarizzazione inversa.
1. Un parametro importante dei diodi di commutazione è la loro velocità di commutazione. Fattori
la velocità di commutazione del diodo limite è:
a) la capacità del diodo.
b) il tasso di diffusione e il tempo associato di accumulazione e riassorbimento dei portatori di carica minoritari.
IN diodi impulsivi ad alta velocità la commutazione si ottiene riducendo l'area della giunzione p-n, che si riduce
capacità del diodo. Tuttavia, ciò riduce la corrente diretta massima del diodo (Irec.max.). Polso
i diodi sono caratterizzati dagli stessi parametri dei raddrizzatori, ma ne hanno anche di specifici associati
velocità di commutazione. Questi includono: Tempo di stabilizzazione della tensione diretta del diodo (tset): tset. -
il tempo durante il quale la tensione ai capi del diodo, quando la corrente continua è accesa, raggiunge il suo valore stazionario con
data precisione. Questo tempo, correlato alla velocità di diffusione, consiste in una diminuzione della resistenza della regione di base
dovuto all'accumulo in esso di portatori di carica minori iniettati dall'emettitore. Inizialmente, è alto, perché piccolo
concentrazione di portatori di carica. Dopo aver applicato una tensione diretta, la concentrazione di portatori di carica minori nella base
aumenta, questo riduce la resistenza in avanti del diodo. Tempo di recupero della resistenza inversa del diodo
(treset): definito come il tempo durante il quale la corrente inversa del diodo dopo la commutazione
la polarità della tensione applicata da diretta a inversa raggiunge il suo valore stazionario con un dato
precisione. Questo tempo è associato alla dissipazione dalla base dei portatori di carica minori accumulati durante il flusso
corrente continua. trest. - il tempo durante il quale la corrente inversa attraverso il diodo, quando viene commutato, raggiunge il suo
valore stazionario, con una precisione I0 specificata, tipicamente il 10% della corrente inversa massima. trest.= t1.+ t2. , Dove
t1. è il tempo di dissipazione durante il quale si trasforma la concentrazione di portatori di carica minoritari al confine della giunzione pn
zero, t2. è il tempo di scarica della capacità di diffusione associata all'assorbimento di cariche minori nella massa della base del diodo. IN
In generale, il tempo di recupero è il tempo di spegnimento del diodo come interruttore.

2.7. Diodi Zener e stabistori

Un diodo zener è un diodo a semiconduttore fatto di debolmente
silicio drogato, utilizzato per stabilizzare la costante
voltaggio. Il CVC di un diodo zener con polarizzazione inversa ha una piccola area
la dipendenza della tensione dalla corrente che lo attraversa. Questa zona nasce da
conto del guasto elettrico (Fig. 1.5).
Il diodo zener è caratterizzato dai seguenti parametri:
Tensione nominale di stabilizzazione Ust. nom - tensione nominale
sul diodo zener in modalità operativa (a una data corrente di stabilizzazione);
corrente di stabilizzazione nominale Ist.nom - corrente attraverso il diodo zener a
tensione nominale di stabilizzazione;
corrente di stabilizzazione minima Ist min - il valore corrente più piccolo
stabilizzazione, in cui la modalità di guasto è stabile;
corrente di stabilizzazione massima consentita Ist max - corrente massima
stabilizzazione, in cui il riscaldamento dei diodi zener non va oltre i limiti consentiti.
Resistenza differenziale
Rst - rapporto di incremento della tensione
stabilizzazione all'incremento della corrente di stabilizzazione che la provoca: Rst =
TKN - coefficiente di temperatura della tensione di stabilizzazione:
TKN
Ust / Ist.
U st.nom.
100%
U st.nom. T
- variazione relativa della tensione al diodo zener ridotta a uno
grado.
Ust.nom.< 5В – при туннельном пробое.
Ust.nom. > 5V - con un guasto a valanga.
I parametri dei diodi zener includono anche la massima corrente diretta consentita
Imax, la corrente impulsiva massima consentita Ipr. e max, la massima consentita
potenza dissipata P max.

Stabilizzatore di tensione parametrico (Fig. 9.). Serve a fornire
tensione costante sul carico (Un) quando si modifica la tensione costante
alimentazione (Upit) o ​​resistenza di carico (Rn).
Il carico (utenza) è collegato in parallelo al diodo zener. restrittivo
resistenza (Rogr) serve a stabilire e mantenere la modalità corretta
stabilizzazione. Tipicamente, Rogr viene calcolato per il punto medio del CVC di un diodo zener (Fig. 5).
Il circuito fornisce la stabilizzazione della tensione grazie alla ridistribuzione delle correnti IVD e
IN
Analizziamo il funzionamento del circuito.
Secondo la seconda legge, scriviamo il rapporto: Upit \u003d (IVD + IN) Rogr + Un
La modifica della tensione di alimentazione su Upit comporta un incremento
tensione al carico su Un e correnti IVD = Un / rst, IН = Un / Rn. Scriviamo
equazione originale per gli incrementi:
Upit \u003d (Un / rst + Un / Rn) Rlimit + Un = Un (1 / rst + 1 / Rn) Rlimit + Un.
Risolviamolo rispetto a Un, otteniamo Un = Un/
Poiché Rogr/rst è grande, Un è piccolo. Più Rogr e meno prima, meno
variazioni della tensione di uscita.
Calcolo del circuito (solitamente impostato Upit. e RN):
Scegliere un diodo zener VD1 dalle condizioni:
e Ist.nom.> In.
2) Calcolo
Rogr.
Tu dentro. U st.nom.
io st.nom.
U st.nom. Tu fuori.
Varietà di diodi zener:
1. Precisione. Hanno un piccolo valore di TKN e un valore normalizzato
Ust.nom. Il piccolo TKN si ottiene collegando in serie con il diodo zener
(VD2) con diodi TKN positivi (VD1) nella direzione in avanti, il cui TKN
negativo. Poiché il TKN totale è uguale alla loro somma, risulta essere piccolo in termini di
misurare.
2. Diodo zener a due anodi. Consiste di due diodi zener inclusi
in modo antisequenziale e viene utilizzato per stabilizzare l'ampiezza delle variabili
sottolinea.
Gli stabistori sono diodi a semiconduttore in cui per
la stabilizzazione della tensione utilizza un ramo diretto della caratteristica corrente-tensione. Come
diodi, la base è fortemente drogata con impurità (rb → 0), e quindi la loro diretta
il ramo è quasi verticale. I parametri Stabistor sono simili
parametri del diodo zener. Sono usati per stabilizzare piccoli
tensione (Ust.nom. ≈0,6 V).), corrente stabistor - da 1 mA a diversi
decine di mA e TKN negativo.

2.9. Tunnel e diodi invertiti

Al confine di fortemente drogato (degenerato) strutture p-n con concentrazione di impurità
c'è un effetto tunnel. n 10 20 e/cm 3
Si manifesta nel fatto che con un pregiudizio in avanti sul ramo diretto della caratteristica I-V,
sezione discendente AB con resistenza negativa Rdif = U/ I|AB=r- 0.
La linea tratteggiata sul grafico mostra il CVC del diodo.
Ciò consente l'uso di un tale diodo in amplificatori e generatori elettrici.
fluttuazioni nella gamma delle microonde, così come nei dispositivi a impulsi.
Con la polarizzazione inversa, la corrente dovuta alla rottura del tunneling aumenta bruscamente al minimo
tensioni.
I parametri principali del diodo tunnel sono i seguenti:
corrente di picco e tensione di picco Ip, Up - corrente e tensione nel punto A;
corrente e tensione di valle IB - corrente e tensione nel punto B;
rapporto delle correnti Ip/Iv;
tensione di picco - tensione diretta corrispondente alla corrente di picco;
tensione di soluzione Up - tensione diretta, maggiore della tensione di valle, a
dove la corrente è uguale al picco; induttanza LD - induttanza serie totale
diodo in determinate condizioni; capacità specifica Sd / Ip - il rapporto tra la capacità del tunnel
diodo alla corrente di picco; resistenza differenziale gdif - reciproco di
la pendenza del CVC; frequenza di risonanza del diodo tunnel fo - frequenza calcolata, a
quale la reattanza totale della giunzione pn e l'induttanza del case
il diodo tunnel svanisce; frequenza resistiva limite fR - calcolata
frequenza alla quale il componente attivo dell'impedenza serie
un circuito costituito da una giunzione p-n e da una resistenza di perdita si annulla; rumore
diodo tunnel costante Ksh - valore che determina la cifra di rumore del diodo;
resistenza alla perdita del diodo tunnel Rn - la resistenza totale del cristallo,
connessioni di contatto e conclusioni.
I parametri massimi consentiti includono la costante massima consentita
corrente diretta del diodo tunnel Ipr max, massima corrente di impulso continua consentita
Ipr.i max massima corrente inversa diretta ammissibile Irev max,
la massima potenza a microonde consentita Rsvch max dissipata dal diodo.

Schema del generatore di oscillazioni armoniche su
TD è mostrato in fig. . Scopo degli elementi: R1,
R2 - resistori, imposta il punto operativo del tunnel
diodo al centro della sezione CVC con negativo
resistenza; Lk, Ck – circuito oscillatorio; Sbl
capacità
blocco,
Di
variabile
componente, collega il diodo tunnel
parallelo al circuito oscillatorio.
diodo tunnel collegato in parallelo
vibrazionale
contorno
compensa
loro
negativo
resistenza
resistenza
perdite del circuito oscillatorio, e quindi oscillazioni
può continuare all'infinito.
I diodi invertiti sono un tipo
diodi tunnel. La loro concentrazione di impurità
un po' meno che nei tunnel. A causa di ciò,
loro
assente
complotto
Con
negativo
resistenza. Su un ramo dritto fino allo stress
0,3-0,4 V
disponibile
in pratica
orizzontale
sezione con una piccola corrente continua (Fig. .), mentre
Come
attuale
inversione
rami
inizio
Con
piccolo
sollecitazioni, a causa della rottura del tunnel, bruscamente
aumenta. In questi diodi, per piccole variabili
segnali,
diretto
ramo
Potere
contare
Non
conduttivo e viceversa conduttivo. Quindi e
il nome di questi diodi.
Convertito
diodi
sono usati
Per
rettifica di segnali a microonde di piccole ampiezze (100300) mV.

2.10. Marcatura dei diodi a semiconduttore

La marcatura è composta da sei elementi, ad esempio:
KD217A
o K C 1 9 1 E
123456
123456
1 - Lettera o numero, indica il tipo di materiale di cui è composto il diodo:
1 o G - Ge (germanio); 2 o K - Si (silicio); 3 o A - GeAs.
2 - lettera, indica il tipo di diodo in base al suo scopo funzionale:
D - diodo; C - diodo zener, stabistore; B - varicap; I - diodo tunnel; UN -
diodi a microonde.
3. Scopo e proprietà elettriche.
4 e - 5 indicano il numero di serie dello sviluppo o le proprietà elettriche
(nei diodi zener - questa è la tensione di stabilizzazione; nei diodi - ordinale
numero).
6. - Lettera, indica la divisione dei diodi in gruppi parametrici (in
diodi raddrizzatori - divisione per parametro Uobr.max, in diodi zener
divisione secondo TKN).

Disciplina: Ingegneria Elettrica ed Elettronica

Docente: Pogodin Dmitry Vadimovich
dottorato di ricerca,
Professore Associato del Dipartimento di RIIT
(Dipartimento di Radioelettronica e
informazioni e misurazioni
tecnologia)
elettrico ed elettronico