16. Нарисуйте и объясните вах (вольт-амперная характеристика) лампового диода. Что такое ток насыщения и как он зависит от температуры? Закон Богулавского-Ленгмюра.

показаны вольт-амперные характеристики диода при разных температурах катода. Когда потенциал анода равен нулю, сила тока мала, она определяется лишь самыми быстрыми термоэлектронами, способными достигнуть анода. При увеличения положительного потенциала анода сила тока возрастает и затем достигает насыщения, т.е. почти перестает зависеть от анодного напряжения.

При увеличении температуры катода увеличивается и значение тока, при котором достигается насыщение. Одновременно увеличивается и то анодное напряжение, при котором устанавливается ток насыщения.

Диод относится к нелинейным элементам, т.е. он не подчиняется закону Ома. Говорят, что диод – это элемент с односторонней проводимостью. Большая часть ВАХ диода описывается законом Богуславского – Ленгмюра или законом «3/2»

зависимость тока анода от напряжения между его катодом и анодом — в режиме пространственного заряда. В этом режиме, являющимся основным для приёмно-усилительных радиоламп, тормозящее действие пространственного заряда ограничивает ток катода до величины, существенно меньшей, чем предельно возможный ток эмиссии катода. В наиболее общей форме закон утверждает, что ток вакуумного диода Ia пропорционален напряжению Ua, возведённому в степень 3/2:

где g — постоянная (первеанс) данного диода, зависящая только от конфигурации и размеров его электродов

17. Основная характеристика и параметры полупроводникового диода. Какая разница между диффузионным и дрейфовым током?

Полупроводниковый прибор с одним р-n-переходом, имеющий два омических вывода, называют полупроводниковым диодом. Одна из областей р-n-структуры (р+), называемаяэмиттером, имеет большую концентрацию основных носителей заряда, чем другая область, называемая базой.

При обратном напряжении диода свыше определенного критического значения наблюдается резкий рост обратного тока -это явление называют пробоем диода.

Емкости диода. Принято говорить об общей емкости диода Сд , измеренной между выводами диода при заданном напряжении смещения и частоте. Общая емкость диода равна сумме барьерной емкости С6 , диффузионной емкости Сдиф и емкости корпуса прибора Ск. Барьерная (зарядная) емкость обусловлена нескомпенсированным объемным зарядом ионов примесей, сосредоточенными по обе стороны от границы р-n-перехода. Диффузионная емкость. Изменение величины объемного заряда неравновесных электронов и дырок, вызванное изменением прямого тока, можно рассматривать как следствие наличия так называемой диффузионной емкости, которая включена параллельно барьерной емкости..

Выпрямительные диоды используют для выпрямления переменных токов частотой 50 Гц – 100 кГц. В них используется главное свойство p-n-перехода – односторонняя проводимость.

Дифференциальным сопротивлением диода называют отношение приращения напряжения на диоде к вызванному им приращению тока :r ДИФ = dU/dI

Статическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) полупроводникового диода. Здесь же пунктиром показана теоретическая ВАХ электронно-дырочного перехода, определяемая соотношением I=I0(еU/(mjт)-1), где Iо — обратный ток насыщения (ток экстракции, обусловленный неосновными носителями заряда; значение его очень мало); U — напряжение на p-n-переходе; jт = kT/e — температурный потенциал (k — постоянная Больцмана, Т — температура, е — заряд электрона); m — поправочный коэффициент: m = 1 для германиевых р-n-переходов и m = 2 для кремниевых p-n-переходов при малом токе).

Ток, возникающий при диффузии носителей заряда из области, где их концентрация повышена в направлении области с более низкой концентрацией, называется диффузионным. область, содержащая неподвижные заряды, создает электрическое поле, величина которого пропорциональна размерам заряженных областей, а направление такое, что вызывает дрейф электронов или дырок навстречу диффузионному потоку.

Дрейфовым потоком (током проводимости) называется перенос носителей заряда вследствие действия на них электрического поля. Поэтому можно рассматривать результирующий перенос носителей данного типа как разность между переносом вследствие диффузии и переносом за счет дрейфа, т.е. как разность между диффузионным и дрейфовым токами. При равновесии дрейфовые и диффузионные компоненты электронных и дырочных потоков уравновешивают друг друга и полный ток во внешних выводах равен нулю. Диффузия и дрейф происходят только вблизи перехода. Вдали от перехода р- и n-области нейтральны и однородны. Степень неравномерности распределения носителей заряда характеризуется градиентом концентрации; его определяют как отношение изменения концентрации к изменению расстояния, на котором оно происходит. Чем больше градиент концентрации, т.е. чем резче она изменяется, тем больше диффузионный ток.