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

29687. Эмпирическая и априорные психологии 35 KB
  Тем самым эмпирическая психология стремится понять природу человеческого универсума. Решая эти задачи эмпирическая психология опирается на законы мышления и доверяет опыту. Эмпирическая психология отвергает некое мистическое скрытое единое начало приводящее к идее единого космического организма. априорная психология: Априорная психология уходит своими корнями в метафизику.
29688. Парадигмы, аномалии, кризисы, научные революции 30 KB
  Парадигмы и кризисы. Рано или поздно появляются важные теоретические проблемы не имеющие решений в рамках данной парадигмы а накопленные аномалии достигают критического порога. Существование некоторого предела в способности парадигмы усваивать аномалии и нарастание аномалий подрывающих самые основы парадигмы приводят к парадигмальным кризисам.
29689. Психология естественно-научная и гуманитарная 28.5 KB
  В отечественной психологии естественнонаучная традиция наиболее последовательно обнаруживается в психофизиологии и психофизике дифференциальной психологии инженерной психологии и психологии труда в исследованиях стилей деятельности и когнитивных стилей установок индивидуальности способностей интеллекта творчества и пр.
29690. Априорное знание, метафизика и объективность 36.5 KB
  Знание напротив характеризуется полной ясностью и свободно от ошибок Объектами мнений являются чувственные впечатления которые характеризуются нестабильностью. априорное знание предшествующее опыту и независимое от него. Априорное знание противоположно апостериорному эмпирическому знанию.
29691. Апостериорное (эмпирическое) знание и объективность 38.5 KB
  Одно из основных понятий теории познания. Эмпирические знания получают в результате применения эмпирических методов познания наблюдения измерения эксперимента. Это знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами в предметной области.
29692. Категория как узловой пункт познания 35 KB
  Системный подход применяется к множествам объектов отдельным объектам и их компонентам а также к свойствам или интегральным характеристикам объектов. Границы применения системного подхода: 1 системный подход не самоцель плоды его четкие теоретические и экспериментальные выводы; 2 системный подход применим только к тем объектам которые обладают высокой степенью функциональной обособленности. Типы системного подхода: 1.