Этап установления прямого напряжения.
Характер зависимости U(t) определяется рядом факторов:
1) значением тока Iпр
2) уровнем инжекции
3) емкостью перехода
4) сопротивлением базы rБ
При малом прямом токе пренебрегаем сопротивлением базы, поэтому U(t) монотонно и плавно убывает по мере увеличения заряда Cбар.
| При большом прямом токе и большом уровне инжекции нужно учитывать падение напряжения на базе. В момент t1 происходит скачок напряжения |
. По мере заряда емкости, напряжение достигает Umax. Этот процесс происходит за очень короткое время. По мере накопления нз в базе происходит модуляция сопротивления базы (rБ уменьшается до r'Б) и далее напряжение начинает спадать по мере диффузии нз от перехода вглубь базы.
|
Пусть в t2 входное напряжение меняется с прямого на обратное. Перех процесс при этом делится на - стадия высокой обратной проводимости, - стадия восстановления обратного напряжения. На первой стадии от t2 до t3 происходит скачок обратного тока. |
| Iобр гораздо больше Io т.к. при скачке носители не успевают уйти из базы. |
| Напряжение остается прямым, т.к. у базы на границе сохраняется избыточная концентрация неосннз, и эта концентрация дает положительное напряжение. В момент t3 когда рn(0)=pn0, заканчивается первая стадия, концентрация неосновных нз на границе перехода равна равновесной, но в глубине базы имеется еще неравновесные концентрации нз. В течение 1 стадии из базы удаляется большая часть избыточного заряда неосн носителей. Длительность 1 стадии уменьшается при увеличении обратного тока. Медленное понижение U в течение 1 стадии определяется перезарядом Сдф. На 2 стадии от t3 до t4 обратный ток уменьшается, все накопленные в базе дырки уходят или рекомбинируют, сопротивление р-п перехода увеличивается, а U становится отрицательным и стремится к UГ2. Ток в это время обусловлен не только переходом оставшихся избыточных нз, но и перезарядом СБ. Процесс рассасывания накопленных нз происходит гораздо медленнее их накопления, поэтому процесс рассасывания определяет частотные свойства перехода. Для уменьшения этого времени вводятся рекомбинационные ловушки.. |
37.полупроводниковые диоды. Выпрямительные низкочастотные диоды
Полупроводнико́выйдио́д — полупроводниковый прибор, в широком смысле — электронный прибор, изготовленный из полупроводникового материала, имеющий два электрических вывода
В отличие от других типов диодов, например, вакуумных, принцип действия полупроводниковых диодов основывается на различных физических явлениях переноса зарядов в твердотельном полупроводнике и взаимодействии их с электромагнитным полем в полупроводнике.
Типы диодов по назначению:
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
Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. При преобразовании промышленного переменного тока рабочая частота составляет 50 Гц, а верхняя граница частот – так называемая предельная частота выпрямительных диодов, как правило, не превышает 20 кГц.
Для характеристики выпрямительных диодов используют следующие параметры:
- максимально допустимое постоянное обратное напряжение Uобр.max – напряжение, которое может быть приложено к диоду длительное время без нарушения его работоспособности (обычно Uобр.max = 0,5 – 0,8Uпроб, где Uпроб – напряжение пробоя);
- максимально допустимый постоянный прямой ток Iпр.max;
- постоянное прямое напряжение Uпр при заданном прямом токе Iпр =Iпр.max;
- максимальный обратный ток Iобр.max – обратный ток диода при приложении к нему напряжения Uобр.max;
- частота без снижения режимов – верхнее значение частоты, при которой обеспечиваются заданные токи и напряжения.
| Форма вольт-фарадной характеристики зависит от распределения концентрации примесей в переходе и выражается формулой:
При увеличении обратного напряжения емкость уменьшается из-за увеличения толщины обедненного слоя. При прямом напряжении емкость увеличивается, при этом основную роль начинает играть диф. емкость. |
38.Импульсные диоды, параметры, диоды с резким восстановлением обратного сопротивления. Как же все заебало…
Импульсный диод – это диод с малой длительностью переходных процессов, предназначенный для применения в импульсных режимах работы. Они применяются в качестве коммутирующих элементов (например, в ЭВМ), для детектирования высокочастотных сигналов и для других целей.
восстановления обратного сопротивления – интервал времени от момента прохождения тока через нуль после переключения диода до момента достижения обратным током заданного низкого значения. Это один из основных параметров импульсных диодов, и по его значению они делятся на шесть групп: t>500 нс; t=150…500 нс;t=30…150 нс, t=5…30 нс; t=1…5 нс и t<1 нс.
временем установления прямого напряжения , равным интервалу времени от начала импульса тока до достижения заданного значения прямого напряжения.
Значения этих параметров зависят от структуры диода и от времени жизни неосновных носителей заряда в базе диода.
В диоде с резким восстановлением обратного сопротивления имеет место эффект накопления неосновных носителей заряда в базе для создания кратковременного импульса обратного тока по форме приближенному к прямоугольному импульсу (рис.5.). В переходном процесс можно выделить два времени: t1– время высокой обратной проводимости иt2 – время восстановления высокого обратного сопротивления.
Длительность t1зависит от величины заряда неосновных носителей, накопленного в базе, т.е. от величины прямого тока Iпр и величины обратного тока Iобр.max. ВеличинаIобр.max зависит от величины обратного напряжения Uобр и от сопротивления базы. В реальных условиях амплитуда обратного тока определяется ЭДС генератора и суммой сопротивлений базы диода и внешней цепи.
Длительность t2 определяется временем уменьшения обратного тока от Iобр.max до 0.1Iобр.max.
В диодах с накоплением заряда создают большой градиент концентрации примесей в базе (рис.6, в), что увеличивает напряженность встроенного электрического поля Евстри способствует концентрации электронов в низколегированной области вблизи границы p-n-перехода. Для уменьшения времени жизни неосновных носителей в базе и уменьшения t2 производят легирование базы примесями меди или золота. Для уменьшения сопротивления базу делают двухслойной. Со стороны электрода создается высоколегированный слой, а со стороны p-n-перехода – тонкий низколегированный слой. Кроме того, наличие высоколегированного слоя дополнительно ограничивает область накопления неосновных носителей в базе тонкой областью низколегированного слоя. Для уменьшения барьерной емкости и индуктивности диода уменьшают его размеры. Все это вместе существенно ускоряет процесс рассасывания неосновных носителей в базе и позволяет формировать прямоугольные импульсы с нано и пикосекундной длительностью.
Диоды с резким восстановлением обратного сопротивления используются для создания генераторов коротких импульсов, как правило, в СВЧ диапазоне и умножителей частоты.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 529; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!