42.Полупроводниковые диоды
Полупроводниковыми диодами называются двухэлектродные приборы c односторонней проводимостью тока. Односторонняя проводимость обуславливается наличием «р-п» перехода или перехода металл – полупроводник.
Переходы типа «р-п» образуется в области, примыкающей к металлургической границе между двумя полупроводниками с различными типами проводимости. Если монокристалл полупроводникового материала с одного конца легировать примесями, создающими избыток положительных зарядов (р), а с другого конца примесями, создающими избыток электронов (п),то между областями с различным типом проводимости образуется «р-n»-переход. Часть положительных зарядов из области р диффундируют в область п. Аналогичным образом электроны из области п диффундируют в область р. В тонком слое между областями п и р электроны и положительные заряды рекомбинируют, и так как этот слой в результате имеет очень мало свободных носителей заряда, его называют обедненным слоем. Этот слой действует как потенциальный барьер, препятствующий дальнейшей диффузии носителей зарядов. (см.рис. 6.1.а).
Рис. 6.1. а) -полупроводниковый «р-п»-переход с потенциальным барьером,
образованным диффузией носителей зарядов.
б)- вольтамперная характеристика р-п перехода .
p-n-переходы для полупроводниковых диодов получают методом сплавления, диффузии и эпитаксии Основные характеристики и параметры диодов
Вольт-амперная характеристика
Постоянный обратный ток диода
Постоянное обратное напряжение диода
Постоянный прямой ток диода
Диапазон частот диода
Дифференциальное сопротивление
Ёмкость
Пробивное напряжение
Максимально допустимая мощность
Максимально допустимый постоянный прямой ток диода
Классификация 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.
Параметрические
Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения. [2]
Умножительные
Настроечные
Генераторные
по размеру перехода 1Плоскостные 2Точечные
по конструкции 1Диоды Шоттки 2СВЧ-диоды 3Стабилитроны 4Стабисторы 5Варикапы 6Светодиоды 7Фотодиоды 8Pin диод 9Лавинный диод 10Лавинно-пролётный диод 11Диод Ганна 12Туннельные диоды 13Обращённые диоды
Другие типы
Селеновый выпрямитель (вентиль)[3]
Медно-закисный выпрямитель (вентиль)[3]
44.Стабилитроны. Схема стабилизации напряжения. Параметры стабилитрона. Стабилитроном называется прибор, наполненный одним из инертных газов и предназначенный для стабилизации напряжения.
Стабилитроны работают только в цепях постоянного тока. При включении напряжения следует соблюдать полярность. Катод стабилитрона обозначается кружком. Для получения стабилизированного напряжения обязательно включать последовательно со стабилитроном ограничивающее сопротивление. Полезная нагрузка, на которой нужно получить стабильное напряжение, включается параллельно стабилитрону.
Для нормальной работы стабилитрона напряжение на нем в момент включения должно достигнуть величины так называемого напряжения зажигания.
При работе стабилитрона ток, проходящий через него, не должен выходить за пределы, указанные в справочнике, что является показателем правильного выбора режима стабилизации.
Необходимо помнить, что при отключении нагрузки ток, проходящий через стабилитрон, возростает. Это иногда может вывести его из строя. Стабилитроны одного типа нельзя соединять параллельно с целью увеличения допустимых пределов изменения питающего напряжения, так как при этом невозможно обеспечить одновременность их зажигания и одинаковый режим работы.
Зажигание одного из двух параллельно соединенных стабилитронов делает невозможным зажигание второго, потому что при этом напряжение на нем становится равным номинальному рабочему напряжению зажегшегося стабилитрона, которое меньше напряжения зажигания.
Однотипные по току стабилитроны можно соединять последовательно для повышения стабилизируемого напряжения или образования делителя напряжений.
Некоторые стабилитроны в цоколе имеют перемычку, включая которую в цепь первичной, повышающей обмотки или в цепь высокого напряжения можно разорвать какую-либо из этих цепей при вынутом стабилитроне и, снимая этим с конденсатора фильтра выпрямленное напряжение, защитить конденсатор от возможного пробоя, т.к. при отсутствии стабилитрона напряжение на нем может достичь опасной величины.
Обозначения стабилитронов состоят из трех элементов: букв СГ (стабилитрон газовый), порядкового номера прибора и буквы, характеризующей конструкцию стабилитрона, С - стеклянный, П - пальчиковый.
Параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне
Применяется для стабилизации напряжения в слаботочных схемах, так как для нормальной работы схемы ток через стабилитрон D1 должен в несколько раз (3-10) превышать ток в стабилизируемой нагрузке RL. Часто такая схема линейного стабилизатора применяется как источник опорного напряжения в более сложных схемах стабилизаторов
43. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ В СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКЕ. Назначение и применение полупроводниковых диодов в современной технике весьма разнообразно и зависит от вида конкретного диода.
1 Высокочастотные диоды (СВЧ-диоды) – эти диоды предназначены для работы в устройствах высокой и сверхвысокой частоты. Они используются для модуляции и детектирования сверхвысокочастотных колебаний в диапазоне сотен мегагерц. В качестве высокочастотных обычно применяют точечные диоды, емкость электронно-дырочного перехода в которых составляет сотые и десятые доли пикофарад.
2Варикапы – это диоды, работа которых основана на изменении емкости электронно-дырочного перехода в зависимости прикладываемого обратного напряжения. Эти диоды применяются в качестве конденсаторов с управляемой емкостью.
3Туннельные диоды - при больших концентрациях легирующих примесей заметно усиливается туннельный эффект p-n-перехода. При этом в ВАХ диода появляется участок с отрицательным сопротивлением, что позволяет использовать его в схемах генерации и усиления электрических колебаний.