89395

Классификация, параметры, устройство и характеристики диодов

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

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.

Русский

2015-05-12

156.52 KB

2 чел.

Классификация, параметры, устройство и характеристики диодов.

Типы диодов по назначению

  1.  Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.
  2.  Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.
  3.  Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала
  4.  Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты.
  5.  Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности.
  6.  Параметрические
  7.  Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения.
  8.  Умножительные
  9.  Настроечные
  10.  Генераторные

Типы диодов по частотному диапазону

  1.  Низкочастотные
  2.  Высокочастотные
  3.  СВЧ

Типы диодов по размеру перехода

  1.  Плоскостные
  2.  Точечные

Типы диодов по конструкции

  1.  Диоды Шоттки
  2.  СВЧ-диоды
  3.  Стабилитроны
  4.  Стабисторы
  5.  Варикапы
  6.  Светодиоды
  7.  Фотодиоды
  8.  Pin диод
  9.  Лавинный диод
  10.  Лавинно-пролётный диод
  11.  Диод Ганна
  12.  Туннельные диоды
  13.  Обращённые диоды

Полупроводниковым диодом называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом, имеющий 2 вывода.

Буквами р и п обозначены слои полупроводника с проводимостями соответственно p-типа и n-типа.

Обычно концентрации основных носителей заряда (дырок в слое р и электронов в слое п) сильно различаются. Слой полупроводника, имеющий большую концентрацию, называют эмиттером, а имеющий меньшую концентрацию, — базой.

В контактирующих слоях полупроводника имеет место диффузия дырок из слоя р в слой п, причиной которой является то, что их концентрация в слое р значительно больше их концентрации в слое п (существует градиент концентрации дырок). Аналогичная причина обеспечивает диффузию электронов из слоя п в слой р. Диффузия дырок из слоя р в слой п, во-первых, уменьшает их концентрацию в приграничной области слоя р и, во-вторых, уменьшает концентрацию свободных электронов в приграничной области слоя п вследствие рекомбинации. Подобные результаты имеет и диффузия электронов из слоя п в слой р.

В итоге в приграничных областях слоя р и слоя п возникает так называемый обедненный слой, в котором мала концентрация подвижных носителей заряда (электронов и дырок). Обедненный слой имеет большое удельное сопротивление.

Прямое и обратное включение р-п-перехода. Идеализированное математическое описание характеристики перехода. Подключим к p-n-переходу внешний источник напряжения так, как это показано на рис. 1.9. Это так называемое прямое включение р-п-перехода.

Подключим к p-n-переходу источник напряжения так, как это показано на рис. 1.11. Это так называемое обратное включение р-n-перехода.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) полупроводникового диода на постоянном токе (статическая характеристика). Вольт-амперная характеристика — это зависимость тока i, протекающего через диод, от напряжения и, приложенного к диоду (рис. 1.25). Вольт-амперной характеристикой называют и график этой зависимости.

Обратимся к прямой ветви вольт-амперной характеристики диода (и > 0, i > 0). Она отличается от идеализированной из-за того, что в реальном случае на нее влияют :

  1.  сопротивления слоев полупроводника (особенно базы);
  2.  сопротивления контактов металл-полупроводник.

Обратимся к обратной ветви (и < 0, i < 0). Основные причины того, что реально обратный ток обычно на несколько порядков больше тока is, следующие:

  1.  термогенерация носителей непосредственно в обла
    сти р-
    n-перехода;
  2.  поверхностные утечки.

При комнатной температуре для кремниевых приборов ток термогенерации обычно существенно превышает тепловой ток is.

Для ориентировочных расчетов можно считать, что с повышением температуры ток is удваивается примерно на каждые 5°С, а ток термогенерации удваивается примерно на каждые 10°С. При температуре около 100°С ток is сравнивается с током термогенерации.

При увеличении модуля обратного напряжения ток утечки вначале изменяется линейно, а затем более быстро. Ток утечки характеризуется так называемой «ползучестью» — изменением в течение времени от нескольких секунд до нескольких часов.

При практических ориентировочных расчетах иногда принимают, что общий обратный ток кремниевого диода увеличивается в 2 раза или в 2,5 раза на каждые 10°С.

Для примера изобразим характеристики выпрямительного кремниевого диода Д229А при различных температурах (максимальный средний прямой ток — 400 мА, максимальное импульсное обратное напряжение — 200 В). Прямые ветви характеристик представлены на рис. 1.26, а обратные (до режима пробоя) — на рис. 1.27.

Диоды многих конкретных типономиналов не предназначены для работы в режиме пробоя. Для них этот режим работы — аварийный. Лавинные диоды, как правило, более надежны в сравнении с обычными кратковременные    перенапряжения не выводят лавинный диод из строя. Для некоторых конкретных типов диодов режим пробоя является основным рабочим режимом. Это так называемые стабилитроны, рассматриваемые ниже.

Зависимость барьерной емкости диода от напряжения. Приведем график зависимости общей емкости Сд кремниевого диода 2Д212А от обратного напряжения (основной вклад в общую емкость вносит барьерная емкость) (рис. 1.30). Для этого диода максимальный постоянный (средний) прямой ток — 1 А, максимальное постоянное (импульсное) обратное напряжение — 200 В.

Параметры диодов. Для того, чтобы количественно оха-рактеризовать диоды, используют большое количество (измеряемое десятками) различных параметров. Некото-рые параметры характеризуют диоды самых различных подклассов. Другие же характеризуют специфические свойства диодов только конкретных подклассов.

Укажем наиболее широко используемые параметры, применяемые к диодам различных подклассов:

Iпр.макс. - максимально допустимый постоянный прямой ток;

Unp — постоянное прямое напряжение, соответствую-щее заданному току;

Uобр. макс — максимально допустимое обратное напряже-ние диода (положительная величина);

Iобр. макс — максимально допустимый постоянный обрат-ный ток диода (положительная величина; если реальный ток больше, чем Iобр. макс, то диод считается непригодным к использованию);

Rдиф - дифференциальное сопротивление диода (при заданном режиме работы).

В настоящее время существуют диоды, предназначен-ные для работы в очень широком диапазоне токов и на-пряжений. Для наиболее мощных диодов Iпр.макс. составля-ет килоамперы, a U обр.макс — киловольты.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17019. Інструменти управлінського контролю 5.62 MB
  ТЕМА 12. Інструменти управлінського контролю План лекції Фінансовий контроль. Операційний контроль. Контроль поведінки працівників. 1. Фінансовий контроль В спеціальній літературі з менеджменту існують різні підходи до класифікації засобів уп
17020. Управління групами 79.5 KB
  ТЕМА 14. Управління групами План лекції. Поняття та сутність груп в організації. Модель групової поведінки Дж. Хоманса. Типи груп в організації. 1. Поняття та сутність груп в організації Будьяка організація складається з великої кількості груп. Ке...
17021. Процес вимірювання рівня ультрафіолетового випромінювання 2.69 MB
  Штучне ультрафіолетове випромінювання широко використовується в хімічній промисловості, де також потрібний контроль його інтенсивності. В промисловості також існує чимало джерел мимовільного виникнення ультрафіолетового випромінювання, наприклад, зварювальні та інші електродугові пристрої...
17022. Вставлення в тексти документів графічних обєктів і формул 519.5 KB
  Практична робота №10 Тема: Вставлення в тексти документів графічних об'єктів і формул Мета: освоїти технології вставлення в тексти документів різних графічних об'єктів. Надбати навички з формування схем алгоритмів математичних формул та рівнянь. Обладнання: перс
17023. Виконання розрахунків у MatСad 104 KB
  Лабораторна робота №1 Тема. Виконання розрахунків у MatСad Мета: набуття навиків вводу і редагування формул використання стандартних функцій засвоєння особливостей застосування локального і глобального операторів присвоювання використання змінних що можу...
17024. Фізичні обчислення, розв’язання рівнянь і систем з використанням програми MathCad 243.5 KB
  Лабораторна робота №2 Тема: Фізичні обчислення розвязання рівнянь і систем з використанням програми MathCad. Мета: ознайомитися з простими прийомами рішення рівнянь систем рівнянь і нерівностей фізичних обчислень з використанням програми MathCad. Обладнання: ПК ПЗ ...
17025. Метод наискорейшего спуска. Градиентный метод первого порядка в среде Mathcad 254.5 KB
  В данном индивидуальном задании мы решили уравнение системы дифференциального уравнения n-го порядка методом Эйлера, построили график функций двух переменных.
17026. Аналітичні обчислення в системі MathCad 3.67 MB
  Лабораторна робота №4 Тема: Аналітичні обчислення. Мета. Ознайомитися з аналітичним обчисленням у середовищі MathCad використовуючи панель Символіка. Обладнання: ПК ПЗ MathCad. Хід роботи Завдання 1 Виконати всі можливі перетворення виразу використовуючи панель
17027. Аналітичні обчислення 48 KB
  Лабораторна робота №5 Тема: Аналітичні обчислення. Мета: ознайомитися з аналітичним обчисленням у середовищі MathCad. Обладнання: ПК ПЗ MathCad Хід роботи: Індивідуальне завдання: Використовуючи панель Калькулус для даної функції знайти: а рівняння доти...