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

83109. Спільнокореневі слова (українська мова); Легенди та перекази про птахів (читання, позакласне читання); Птахи (природознавство); Як живеться вам, птахи? (малювання) 512 KB
  Передавати елементарну будову птахів засобами графіки. Обладнання: Диски цифрові носії дидактичний матеріал: картки загадки вірші оповідання ілюстрації птахів енциклопедія для дітей книжкирозгортки Тваринний світ ребуслегенди про птахів.
83110. Свойства воды. Круговорот воды в природе 73.5 KB
  Цели: - формировать у учащихся представление о круговороте воды в природе; закрепить знания о разнообразии состояний воды в окружающей среде; свойствах воды; развивать логическое мышление, исследовательские навыки, умение наблюдать и делать выводы; воспитывать познавательный интерес.
83111. Робота з природним матеріалом. Створення композиції «Осінній вернісаж» 32.5 KB
  Мета: навчальна: вчити працювати з природним матеріалом; продовжувати вдосконалювати вміння та навички виготовляти композиції з листя, трав, квітів розвивальна: розвивати художній смак, мислення, пробуджувати пізнавальні інтереси виховна: виховувати любов до природи, рідного краю, мистецтва.
83112. Таблиця ділення на 4. Усне розвʼязування рівнянь методом підбору. Виконання творчих завдань 53 KB
  Удосконалювати навички обчислення прикладів на множення та розвʼязування задач на конкретний зміст дії множення. Формувати вміння з рівностей на множення числа 4 складати рівностіщо містять ділення на 4 розвязувати рівняння на знаходження невідомого множника.
83113. В.Струтинський «Казка про хлопчика Абихто». М.Сингаївський «Дощ із краплі починається» 203.5 KB
  Вітання: пошлемо одне одному добрі думки і добрі відчуття посміхніться один одному. Мотивація навчальна діяльності Слайд 4 Вчитель: А я дарую вам маленькі серця із побажаннями діти вибирають різнокольорові 4 кольори серця і зачитують побажання Приємно тебе бачити у тебе гарна посмішка...
83114. Цікаві «підказки» братів наших менших 108.5 KB
  Правила за якими будемо працювати на уроці: слайд про правила роботи в групах поважати думку кожного; говорити по черзі. Вправи на вдосконалення читацьких навичок Одним із важливих винаходів яким зараз дуже поширено користується людство є Загадка про метро Дві змії в землі лежать Табуни по них біжать...
83115. Додавання виду 37+6. Розв’язування простих та складених задач 139.5 KB
  Мета уроку. Ознайомити учнів з прийомом усного додавання з перехо дом через розряд, коли в одному з доданків відсутні де сятки. Удосконалювати вміння розв’язувати прості та складені задачі; знаходити числові значення буквених виразів. Розвивати навички усного рахунку.
83116. УКРАЇНСЬКІ ПИСЬМЕННИКИ ДІТЯМ 112.5 KB
  Поширити знання учнів про життя і творчість українських письменників які писали для дітей. А хто створює книги Ми можемо уявити своє життя без книги Чому Відповіді дітей Книга має величезне значення в житті людини. І сьогодні ми поведемо розмову про письменників України які писали для дітей.
83117. Як тварини готуються до зими? Комахи восени 141.5 KB
  Мета: встановлювати причинно-наслідкові звязки між змінами в неживій природі в житті рослин та тварин восени; формувати уявлення про комах про їхню поведінку восени; співставляти відповідність між зображенням комахи і способом в який вона готується до зими; збагачувати словник дітей новими словами...