Условно графическое обозначение (УГО) диода
Вопрос 1
Свободными носителями заряда в полупроводниках как правило, являются электроны, возникающие в результате ионизации атомов самого полупроводника (собственная проводимость) или атома примеси (примесная проводимость). В некоторых полупроводниках носителями заряда могут быть ионы. На рисунке показана атомная модель кремния и энергетическая диаграмма собственного полупроводника, в котором происходит процесс генерации носителей заряда.
При абсолютном нуле зона проводимости пустая, как у диэлектриков, а уровни валентной зоны полностью заполнены. Под действием избыточной энергии Wo , появляющейся за счет температуры, облучения, сильных электрических полей и т.д., некоторая часть электронов валентной зоны переходит в зону проводимости. Энергия Wo в случае беспримесного полупроводника, равна ширине запрещенной зоны и называется энергией активации. В валентной зоне остается свободное энергетическое состояние, называемое дыркой, имеющей единичный положительный заряд.
При отсутствии электрического поля дырка, как и электрон, будет совершать хаотические колебания, при этом происходят и обратные переходы электронов из зоны проводимости на свободные уровни валентной зоны (рекомбинация). Эти процессы условно показаны на рисунке.
Электропроводность, возникающая под действием электрического поля за счет движения электронов и в противоположном направлении такого же количества дырок, называется собственной. В удельную проводимость полупроводника дают вклад носители двух типов - электроны и дырки
|
|
|
| , |
где
n и n - концентрация и подвижность электронов,
pи p - концентрация и подвижность дырок.
Для собственного полупроводника концентрация носителей определяется шириной запрещенной зоны и значением температуры по уравнению Больцмана
| , 1/м3 |
то есть при 0< kT <Wo переброс через запрещенную зону возможен. В собственном полупроводнике концентрация электронов ni равна концентрации дырок pi, ni = pi , ni + pi = 2ni .
| Донорная примесь: основные носители заряда - свободные электроны. Остается положительный ион примеси. Акцепторная примесь: основные носители заряда—дырки. Остается отрицательный ион примеси. В месте контактадонорного и акцепторного полупроводников возникает электронно-дырочный переход (p-n-переход). | 
|
Свойства р-п-перехода
1. Образуется запирающий слой, образованный зарядами ионов примеси: d=10-7 м, Dj = 0.4—0,8 В.
| 
|
| 2. Направление внешнего поля (источника) совпадает с направлением контактного поля. Тока основных носителей заряда нет. Существует слабыйтокнеосновных носителей заряда. Такое включение называется обратным. | 
|
| 3. Прямое включение. Существует ток основных носителей заряда. p-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении (свойство односторонней проводимости). | 
|
Вопрос 2
|
|
|
Полупроводниковый резистор — полупроводниковый прибор с двумя выводами, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры, освещенности, напряжения и других параметров. В полупроводниковых резисторах применяют полупроводник, равномерно легированный примесями. В зависимости от типа примесей удаётся получить различные зависимости сопротивления от внешнего воздействия.
| Классификация и условные обозначения полупроводниковых резисторов. | |
| Тип резисторов | Условное обозначение |
| Линейные резисторы | 
|
| Варисторы | 
|
| Тензорезисторы | 
|
| Терморезисторы | 
|
| Фоторезисторы | 
|
Первые две группы полупроводниковых резисторов в соответствии с этой классификацией — линейные резисторы и варисторы — имеют электрические характеристики, слабо зависящие от внешних факторов: температуры окружающей среды, вибрации, влажности, освещённости и др. Для остальных групп полупроводниковых резисторов, наоборот, характерна сильная зависимость их электрических характеристик от внешних факторов. Так, характеристики терморезисторов существенно зависят от температуры, характеристики фоторезисторов — от освещённости, характеристики тензорезисторов — от механических напряжений.
|
|
|
Вопрос 3
Полупроводниковый диод — это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство электрического перехода (незначительная коррекция данного определения может понадобиться лишь для очень узкого круга приборов, например, для некоторых диодов СВЧ и прецизионных стабилитронов).
К противоположным областям выпрямляющего электрического перехода привариваются или припаиваются металлические выводы, и вся система заключается в металлический, металлокерамический, стеклянный или пластмассовый корпус. Область полупроводникового кристалла диода, имеющая более высокую концентрацию примесей (следовательно, и основных носителей заряда), называется эмиттером, а другая, с меньшей концентрацией, — базой. По аналогии с электровакуумными диодами, ту сторону диода, к которой при прямом включении подключается отрицательный полюс источника питания, часто называют катодом, а другую — анодом.
|
|
|
В зависимости от области применения полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы:
· выпрямительные,
· универсальные,
· импульсные,
· сверхвысокочастотные,
· стабилитроны,
· варикапы,
· туннельные,
· обращенные,
· фотодиоды,
· светоизлучающие диоды,
· генераторы шума,
· магнитодиоды.
По конструктивному исполнению полупроводниковые диоды делятся на плоскостные и точечные, а по технологии изготовления на сплавные, диффузионные и эпитаксиальные(следует понимать, что существует множество разных подвидов этих технологий). В плоскостных диодах электрический переход имеет линейные размеры значительно большие толщины самого перехода. К точечным относят диоды, у которых размеры электрического перехода, определяющие его площадь, меньше толщины области объемного заряда. Такой диод образуется, например, в месте контакта небольшой пластины полупроводника и острия металлической пружины (точечно-контактные диоды).
В технологии изготовления диодов определяющей является методика внесения примесей в полупроводник, а также способ соединения кристалла полупроводника с металлическими контактами. Существует большое количество возможных форм исполнения самых разнообразных переходов, которые обладают множеством разнообразных свойств. Эти свойства могут использоваться для создания полупроводниковых диодов различного принципа действия и конструкции. Многие из таких диодов имеют свои исторически-сложившиеся названия, которые могут характеризовать конструкцию диода, физический эффект, определяющий характеристики диода, и т.д. (лавинно-пролетные диоды, туннельные диоды, диоды Шоттки, диоды Ганна, варакторы, диоды с накоплением заряда, ...). Часто эти группы диодов отличаются областью применения и/или маркировкой.
Вопрос 4
Типы диодов по назначению[править | править код]
· Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.
· Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.
· Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала
· Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты.
· Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности.
· Параметрические
· Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения.
· Умножительные
· Настроечные
· Генераторные
Типы диодов по частотному диапазону[править | править код]
· Низкочастотные
· Высокочастотные
· СВЧ
Типы диодов по размеру перехода[править | править код]
· Плоскостные
· Точечные
Типы диодов по конструкции[править | править код]
· Диоды Шоттки
· СВЧ-диоды
· Стабилитроны
· Стабисторы
· Варикапы
· Светодиоды
· Фотодиоды
· Pin диод
· Лавинный диод
· Лавинно-пролётный диод
· Диод Ганна
· Туннельные диоды
· Обращённые диоды
Другие типы[править | править код]
· Селеновый выпрямитель (вентиль)[1]
· Медно-закисный выпрямитель (вентиль, купрокс
Полупроводниковый диод — это полупроводниковый прибор с одним p-n переходом и с двумя электродами. Принцип действия полупроводникового диода основан на явлении p-n перехода, поэтому для дальнейшего изучения любых полупроводниковых приборов нужно знать как работает p-n переход.
Выпрямительный диод (также называют вентилем) — это разновидность полупроводникового диода который служит для преобразования переменного тока в постоянный.
Условно графическое обозначение (УГО) диода
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 942; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!