Általános jellemzői a diódák
Dióda - jelentése Electroconversion félvezető eszköz (PP), egy villamos csatlakozó és két terminál (3.1 ábra.). A B bázis és az emitter E keresztül a bázis és az emitter EE EB elektródák nyújt ohmos kapcsolat a n- és p-régiók vannak csatlakoztatva fém terminálok B, ahol a dióda van kapcsolva, hogy egy külső áramkörrel.
A működési elve a legtöbb diódák alapján a fizikai jelenségek a villamos csomópont, mint például az aszimmetrikus áram-feszültség karakterisztika, a bontást a pn átmenet, a függőség a gát kapacitása a feszültség, stb
a rendeltetési helytől függően:
ü Switching stb.;
Az alkalmazott kiindulási anyagok a:
ü gallium arzenid;
A gyártási technológia:
ü Mikrohullámú diódák (mikrohullámú diódák);
Úgynevezett sík p-n-átmenet, lineáris méret meghatározó területe lényegesen nagyobb, mint a vastagsága. Hogy végezze pont átmenetek, amelynek méretei meghatározzák a területen, kevesebb, mint a vastagsága a tértöltési.
Planar diódák kis és közepes teljesítmény általában készült ötvözött p-n-csomópont. Ötvözött p-n-átmenet germánium dióda (ábra. 3.2) kapunk ötvözéssel tablettákat akceptor szennyező elem (indium) a germánium kristály n-típusú. Amikor a megolvadt indium részben bediffundál a germánium, amely a közeli régióban a kristály p-típusú germánium. Field of p-vezetési típusú (p-típus), amely nagyon kicsi az ellenállása, és az emitter van kapcsolatban nagy ellenállás félvezető kristály n-típusú - a dióda bázis. Germánium planáris diódás eszköz ábrán látható. 3.2. Szilícium sík diódák kapunk ötvözéssel az alumínium a szilícium kristály. Szilícium-germánium diódák készülnek egy fém hegesztett ház üveg szigetelők és huzalvégek.
A nagy teljesítményű dióda sík p-n-átmenet végezzük gyakrabban diffúzióval a gázfázisú szennyező atomok a kristály félvezető. Ha a diffúzió módszer jobb reprodukálhatóság dióda paramétereit. Erős diódákat gyakran végzik hűtőbordák.
A pont-érintkezéses diódák (ábra. 3.2, b) egy egyengető p-n-csomópont között van kialakítva egy fém szélén érintkezőrugó (átmérő: 10. 20 m), és a félvezető chip jellemzően n-típusú. Az átmenet jön létre halad egy rövid és erőteljes impulzusok egyenáramú diódán keresztül. Így a hegye a penge fuzionáljuk a kristály, és a közelben a ötvözés diffúziója miatt a fémolvadék a peremtartományban a félvezető kristály kapott p-típusú. Spot diódák miatt a kis területen a p-n-átmenet termelt kis áramokkal.
Az elméleti I-V jellemzőit az n-p-csomópont és a félvezető dióda (fig.3.3) némileg eltérő. A egyenáramú régió annak a ténynek köszönhető, hogy része a külső feszültség alkalmazása a terminálok a dióda beeső térfogatra bázis ohmos ellenállás (Rb), ami által meghatározott geometriai méretei és a fajlagos ellenállása a kiindulási anyag. Mérete terjedhet többször, több tíz ohm. A feszültségesést az ellenálláson rb jelentőssé válik a nagyobb áramok mA egységben. Ezen kívül, részben a feszültségesést ellenálláskontaktusok. Ennek eredményeként, a feszültséget a n-p csomópont kevesebb lesz, mint az alkalmazott feszültség a külső terminálok a dióda. Az igazi jellemzője alatt van az elméleti és válik szinte lineáris. A tényleges IV jellemzők előre feszültségek által leírt expressziós:
Ezért a feszültség a dióda:
Meg kell jegyezni, hogy a bázis ellenállás (Rb) függ a nagysága a egyenáramú a dióda, tehát az áram-feszültség karakterisztika A nagy áram egy nemlineáris függvény.
A növekedést a fordított áram a dióda feszültsége nem marad állandó, és egyenlő az aktuális I0. Ennek egyik oka a megnövekedett áram termikus generáció töltéshordozók a szállítás, nem tekinthető a levezetése a kifejezések elméleti VAC. Az összetevő fordított áram segítségével a csomópont, amely függ a vivők száma generált az átmenet, az úgynevezett aktuális termogeneratsii (ITG). A növekvő záróirányú feszültség átmenet kitágul, a vivők száma benne keletkező növeli, és a jelenlegi is növeli ITG.
Egy másik oka a növekedés a fordított jelenlegi véges mennyiségű vezetési felületén a kristály anyag a dióda. Ez az áram az úgynevezett szivárgási áram (Iy). A modern diódák mindig kevesebb, mint a termoelektromos. Így a reverz áram a dióda, jelöljük Iobr. összegeként definiáljuk áramok:
Minden típusú dióda jellemzi paraméterek - értékek, amelyek meghatározzák az alapvető tulajdonságait az eszközök, valamint azt is, egy másik áram-feszültség jelleggörbe. Megkülönböztetni a jellemző paramétereket minden félvezetődiódalézer, és egy különleges, egyedi az egyes diódák.
Félvezető diódák a következő főbb paraméterei:
· Egy állandó visszirányú áram dióda (Iobr) - DC áram átfolyik a dióda a fordított irányban egy adott zárófeszültség;
· Egy állandó zárófeszültség a dióda (Uobr) - értéke DC feszültség a dióda egy fordított irányba;
· A folyamatos előre áram a dióda (IPR) - értéke a DC átfolyó áram a dióda az előre irányban;
· Közvetlen állandó feszültség dióda (Ubr) - értéke a DC feszültség a dióda egy adott konstans előre áram;
Korlátozó diódák üzemmód jellemzi a legnagyobb megengedett paraméterek - olyan paraméterek, amelyek egy adott megbízhatóság és érték, amelyet nem szabad túllépni semmilyen körülmények között:
· Maximális megengedett leadott teljesítmény (Pmax);
· Maximális konstans egyenárammal (Ipr.mah), amelynek fűtőértéke korlátozódik p-n-csomópont;
· Maximális zárófeszültség konstans (Uobr.mah);
· Differenciális ellenállás (rdif);
· A minimális (Tmin) és maximum (Tmax) környezeti hőmérsékleten dióda.
Megengedett disszipált teljesítmény (Pmax) határozza meg a termikus dióda ellenállás (Rt), a megengedett átmeneti hőmérséklet (Tpmah), és a környezeti hőmérséklet (To) összefüggés szerint:
A megengedett maximális előre aktuális lehet meghatározni egy előre meghatározott maximális megengedhető teljesítmény:
Fordított maximális feszültség (Uobr.mah) különféle típusú diódák értékeket vehet fel egy pár, hogy több tízezer voltot. Ez csak egy letörési feszültséget:
A differenciális ellenállás (rdif) egyenlő az arány a feszültség növekmény szerte a dióda a hívónak kis növekménye áram segítségével a dióda:
Rdif ellenállás függ a működési mód a dióda.
Minimális környezeti hőmérséklet (Tmin), amely lehet működtetni félvezető diódák, tipikusan -60 ° C-on Alacsonyabb hőmérsékleteken, rontja a villamos és mechanikai tulajdonságait a félvezető kristályok és szerkezeti elemek diódák.
A germánium dióda maximális hőmérséklet Tmax = +70 ° C-on Flint elérheti +150 ° C-on Magasabb hőmérsékleten, van egy degeneráció a félvezető: koncentrációja többségi és kisebbségi töltéshordozók azonos, az átmenet megszűnik tulajdonságokkal rendelkeznek az egyirányú vezetőképesség
Rendeltetése diódák hat karakterből áll:
· Első karaktere (betű vagy számjegy) jelentése egy dióda anyagot (hivatkozási szám jelöli diódák képes ellenállni a magasabb hőmérsékleten):
D vagy 1 - Németország;
K vagy 2 - szilícium;
A vagy 3 - gallium-vegyületek;
· A második karakter (betű) jelzi az alosztály eszközök:
D - egyengető oszlopok és blokkolja;
· Harmadik karakter (számjegy) jelöli egy besorolási szám, amely megkülönbözteti diódák belül egy adott típusú (például: 1 - alacsony teljesítmény, 2 - közepes teljesítmény, 3 - nagy teljesítményű 4 - Univerzális stb).
· A negyedik és ötödik karakter (számjegy) indexszám fejlesztési (1-99).
· Hatodik karakter (betű) jelzi a különbség a paraméterek, amelyek nem a besorolást.
A félvezető diódák kisméretű lakások formájában használják a színkódokat a címkéket a házhoz.
Egyenirányító diódák. Egyenirányító félvezető dióda
(Ábra. 3.4) egy félig Vodnikova dióda konvertáló AC DC. Ez csomópont diódák egy viszonylag nagy területen p-n-csomópont.
Egyenirányító diódák elektromos mennyiségek további jellemző, meghatározott - testület működésének az egyenirányítók:
· Átlagos időszakra fordított feszültség érték (Uobr.sr);
· Egy átlagos időtartama alatt a fordított aktuális értékét (Iobr.sr);
· Maximális érték th egyenirányítót (Ivp.sr.max);
· Időszak átlagértékét előre feszültség (Upr.sr) egy előre meghatározott átlagos értéke egyenáram.
Működési frekvencia egyenirányító diódák: kis és közepes teljesítményű 5 és 50 Hz, egy nagy kapacitású, 50 500 Hz.
A áram-feszültség karakterisztika egy egyenirányító dióda (. 3.5 ábra) által leírt egyenlettel:
ahol I0 - hő visszirányú áram; # 966; t - a hőmérséklet kapacitást szobahőmérsékleten 25 ° C-on
Pulzáló diódák. Switching félvezetődiódalézer - egy dióda, amelynek rövid időtartamú tranziens és úgy tervezték, hogy egy impulzus üzemű.
Fő primenenieimpulsnyh diódák - dolgozik kapcsoló elem a digitális áramkör, sőt kimutatására nagyfrekvenciás jelet és magas frekvenciájú átalakító art.
Amikor kapcsoló dióda előre feszültség éppen ellenkezőleg, a kezdeti pillanatban diódán keresztül reverz áram folyik ellenőrizhetetlen (ábra. 3.6). Ez visszirányú áram korlátozott, csak a térfogati ellenállás bázis dióda és terhelési ellenállás (RH). Idővel, a felhalmozott kisebbségi töltéshordozók a bázis díjak rekombinálódnak, vagy hagyja a bázis át a p-n-átmenet, ami után a visszirányú áram csökken a rendes érték.
Az átalakulási folyamat, amelynek során a fordított ellenállása a dióda csökken egy állandó értékre kapcsolás után gyors előre feszültség megfordul az úgynevezett fordított helyreállítási a dióda ellenállás. Az egyik fő paramétereinek pulzáló dióda fordított ellenállása helyreállítási idő (TI). Értéke szerint az impulzus a diódák vannak osztva 6 csoportok:
2) 150 Zener-dióda. Zener-dióda (3.7 ábra) - félvezető dióda, a feszültség, amelynél az elektromos bontást záróirányú előfeszültséget gyengén függ az aktuális egy előre meghatározott tartományban, és azt tervezték stabilizálására feszültség. A Zener használt tunneling vagy lavina bontást, ezért a felhasznált anyag leggyakrabban szilícium. 1. szakasz Az áram-feszültség jellemző a Zener-dióda (ábra. 3.8) megfelel egy instabil alagút vagy lavina bontást. A fő paraméterei a zener: 1) feszültség stabilizáció; 2) a hőmérsékleti együtthatója feszültség stabilizáció; 3) a minimális áram; 4) a maximális áram; 5) differenciális ellenállás; 6) egy statikus ellenállás. Feszültség stabilizáció - a feszültség a Zener-dióda által halad egy előre meghatározott áram stabilizációs: 3 400 V A hőmérsékleti együttható a feszültség stabilizálódásához az egyik legfontosabb paraméter a Zener-dióda. Ez határozza meg a képlet: A hőmérsékleti együttható a feszültség stabilizálódásához relatív változását mutatja a feszültség stabilizálódásához át szobahőmérsékleten egy fokkal állandó áramerősséggel. Avalanche bontása természete Ast pozitív. Növekvő hőmérséklettel, a lavina átütési feszültség hőmérséklet csökkenésével növekszik - csökken. Amikor Ast tunneling bontást negatívvá válik, a hőmérséklet növekedésével, a letörési feszültséget az alagút csökken a csökkenő hőmérséklettel növekszik. Megváltoztatása Ast jel fordul elő feszültségen RE-ügynökség bontás 5-6 V. csökkentése Ast zener néha használni kombinációja sorba kapcsolt (két vagy több), speciálisan kiválasztott p-n-csomópontok ellentétes előjelű feszültséget hőmérsékleti együttható. Egy minden-Rianta hőmérséklet kompenzáció a befogadás szekvencia-telno egy Zener-dióda előre irányban. A minimális áram a Zener-dióda (Ist.min) állapotot határozza meg a garantált stabilitását elektromos hiba p-n-csomópont. A maximális áram a Zener-dióda (Ist.max) úgy határozzuk meg, az arány a maximális megengedhető hálózati feszültség stabilizálódásához-TION: Differenciál Zener ellenállás - érték aránya határozza meg, a növekmény a feszültség stabilizáló Zener-dióda a hívónak egy kis növekmény a jelenlegi set-prefektúra frekvenciatartomány: Ez a paraméter jellemzi az alapvető tulajdonsága a zener dióda. A kisebb RCT. jobb stabilizálás végezzük. Statikus ellenállás vagy ellenállás a Zener dióda állandó áram a működési pontot formula határozza meg: Ctabistory. Ez félvezető dióda, a feszültség, amelynél a forward előfeszítő területen kissé függ a jelenlegi saját előre meghatározott tartományban. A megkülönböztető jellemzője képest annak Zener feszültség stabilizálódásához minimális, ami által meghatározott a nyitóirányú feszültségesés a dióda, és 0,7 V. Sorba kapcsolt két, három, stb stabistorov előállítását teszi lehetővé megduplázódott, megháromszorozódott feszültség stabilizáció. Zener dióda negatív hőmérsékleti együttható és ezért gyakran használják hőmérséklet-kompenzáció a zener dióda pozitív hőmérsékleti együttható. Erre a sorozatot egy Zener-dióda van szükség, hogy egy vagy több stabistorov. Alagútdióda. Az alagút dióda (3.9 ábra.) - félvezető dióda egy egyenes szakasz, amely VAC (3.10. Ábra) van egy olyan része negatív differenciális ellenállás. Alagút diódák olyan anyagból készül, amely megnövelt mennyiségű szennyeződést. Ennek eredményeként, egy alagút jön létre félvezető dióda nagy koncentrációban töltéshordozók, ami egy kis vastagságú p-n-átmenet, és hogy egy nagyobb értéket is elektromos mező diffúzió. Ha bekapcsolja az alagút dióda működik a lebontás alagút üzemmódban. A fő paraméterek az alagút dióda: 1) a csúcsáram (A) 2) az aktuális depresszió (Ic); 4) a csúcsfeszültség (Un); 5) vályú feszültség (UVP). Alagútdióda használnak a termelés és amplifikálását oszcillációk kapcsolóáramkörök.Kapcsolódó cikkek