Шоттка диоды

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ЖОСПАР:

Кіріспе

Негізгі бөлім

2. 1 Жартылай өткiзгiшті диодтар және құрылымы мен шартты белгіленуі 2. 2 Диодтың түрлері мен белгіленуі

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Жартылай өткізгіштерге тән қасиеттердің ең маңыздысы - әр типті екі жартылай өткізгіштердің түйісуі екендігі, оның р - n -ауысу деп аталатындығы айтылады. p - n -ауысу қасиетін түсіндіруді тәжірибеден бастаған тиімді. Жартылай өткізгішті диодтың бір бағытта токты жақсы өткізетіндігін, екінші бағытта өте нашар өткізетіндігі көрсетіледі. Бұл құбылыстардың себебі жөнінде сыныпта проблемалық жағдай туғызуға болады. Алдымен әр типті өткізгіштерді түйістіргенде жүретін процесс түсіндіріледі. Дереу түйісу арқылы негізгі заряд тасымалдаушылардың n -диффузиясы басталады да, түйісу аймағында зарядтардың бейтараптануы нәтижесінде аймақтың кедергісі артып кетеді. Жартылай өткізгіштердің түйіскен жерінде пайда болған қосарланған электр қабаты зарядтар қозғалысына кедергі жасап, белгілі моментте диффузия процесін тоқтатып тастайды.

Жартылай өткізгішті диодтар техникада кеңінен пайдаланылатын құрылғы болып табылады. Диод бір р - n -ауысудан тұратын жартылай өткізгішті құрылғыларды айтады. Әрі қарай диодтың вольтамперлік сипаттамасы қарастырылады. Токты өткізу бағытында кернеуге байланысты ток жылдам өседі де, жапқыш бағытта ток аз және кернеуге айтарлықтай тәуелді емес. Жартылай өткізгішті диодтардың айнымалы токты түзету үшін қолданылатындығы айтылады. Сонымен қатар әр түрлі мақсаттарда диодтардың радиотехникада, автоматикада, телемеханикада, кеңінен қолданылып келе жатқандығын айта кету керек.

Жартылай өткiзгiштер деп кедергiсi кең көлемде өзгере алатын және температурасы жоғарылаған сайын кедергiсi тез азаятын заттарды айтады. Таза (қоспасыз) жартылай өткiзгiш кристалындағы еркін электрондардың және кемтiктердiң қозғалысынан болатын өткiзгiштiктi жартылай өткiзгiштердiң меншiктi өткiзгiштiгi дейді. Таза жартылай өткiзгiштiң электрөткiзгiштiгi тек қана кристалдағы коваленттiк байланыстар үзілген жағдайда ғана мүмкін болады. Мысалы, қыздыру коваленттiк байланыстардың үзiлуiне келтiредi, сондықтан еркiн электрондар пайда болып, таза жартылай өткiзгiштiң меншiктi электрондық өткiзгiштiгi (n -типтi өткiзгiштiгi) болады.

Электрон кеткен жерде артық оң заряд пайда болады да, оң кемтiк құрылады. Сыртқы электр өрiсiнде электрондар электр өрiсiнiң кернеулiгiнiң бағытына қарама қарсы жаққа ығысады. Оң кемтiктер электр өрiсiнiң кернеулiгiнiң бағытына қарай орын ауыстырады, яғни электр өрiсiнiң әсерiнен оң зарядтың қозғалатын жағына қарай орын ауыстырады. Кемтiктердiң реттi орын ауыстыруанан болатын таза жартылай өткiзгiштiң электрөткiзгiштiгiң меншiктi кемтiктiк өткiзгiштiгi (p-типтi өткiзгiштiгi) дейдi.

Негізгі бөлім

2. 1 Жартылай өткiзгiшті диодтар және құрылымы мен шартты белгіленуі

Жартылай өткізгішті диод деп бір p - n өтуі және екі шығыстары болатын жартылай өткізгішті аспапты атайды. Мұндай диод технологиялық қабылдау бірімен p - n өту орындалатын жартылай өткізгіш кристалл. Өтуді құрайтын кристаллдың екі әр түрлі облыстың беттер бөлігін сыртқы шығыстардың пісіретін немесе дәнекерлейтін металл пленкамен жабады (11 сурет) .

11-cурет.

Жартылай өткізгіштік диодтың негізгі элементі p - n өту болып табылады, сондықтан шынайы диодтың вольтамперлік сипаттамасы 10 суретінде келтірілген p - n өтудің вольтамперлік сипаттамасына жақын. Диодтың параметрлері және жұмыс режимі қосылған U кернеуінен I диод тогы арқылы ағатын байланысты иллюстрациялайтын оның вольтамперлік сипаттамасымен анықталады. Аспаптың типтік вольтамперлік сипаттамасы 12 суретте көрсетілген.

Диодтардың және оның вольтамперлік сипаттамасының шартты графикалық белгіленуі. Диодқа қосымша кернеудің полярлығы әр түрлі болады. Электродтардың арасындағы кернеу оң болып есептеледі. Ал аспаптың анодына оң таңбамен, катодқа теріс таңбамен қойылады. Кернеу ұлғайғанда тез өсетін оң таңбалы кернеуде диод тура ток арқылы өтеді. Теріс таңбалы кернеуде диод жабық болып есептеледі. Кері ток тура токтан бірнеше қатарға аз. Ол арқылы маңызды емес кері ток өтеді.

Жоғарыда қарастырылған шынайы жартылай өткізгішті диод және оның вольтамперлік сипаттамасы p - n өтуден біршама өзгеше. Негізгі айырмашылықтар келесі себептермен айқындалады.

Біріншіден, шынайы диодтарда, ереже бойынша pp>>nn диодтың тура бағыттағы вольтамперлік мінездемеге әсер ететін тек базаның кедергісін r _б ғана есептейді.

Екіншіден, шын диодтарда шектелген өлшемдер болады, сондықтан кристалдың үстінде жүретін процестерді есепке алу керек. Ағылу тоғы негізгі болып саналады, өйткені ол, диодтағы кері бағытты вольтамперлік мінездемеге әсер етеді. Осы себептер диодтың тура тоғы p - n өтуінен кем болуына, және кері тоғы тұрақты болмай, біртіндеп өсетініне, әкеліп соғады. Жартылай өткізгіштерінің түрлері өте көп, класстануының негізгі белгілерінің бірі ол мақсатына p - n өтуінің бір құбылысқа байланысты.

Түзеткіш немесе күштік диодтар, олардың негізінде вентиль эффектісі болып табылады (тура кернеуде тоқ үлкен, ал кері кернеуде тоқ аз) олар схемадағы айнымалы тоқты түзетуге арналған. Көбінесе олар өндірістік жиілікті тоқтарды 50Гц÷50кГц тұрақты тоққа түрлендіруге арналған. Айнымалы кернеуінің параметрлеріне (жиілікке және пішініне) байланысты, диодтарды төменгі жиілікті және жоғары жиілікті деп бөледі. Үлкен қуатты түзеткіш диодтарды күштілік деп атайды. Оларға вентильді қасиеттері: тура және кері бағыттағы кернеу, статикалық параметрлері маңызды болып табылады. Диодтар қуатты болғандықтан, оларға максимал тура тоқ және шекті кері кернеу да маңызды. Түзеткіш диодтың негізгі параметрлері осылар болып табылады:

тұрақты кері кернеуUкері- диодтың ұзақ уақытта бұзылуысыз жұмыс істей алатының кері бағыттағы кернеудің мәні;
орташа тура тоғыIтура орт- тура бағытта диод арқылы ағатың тұрақты тоқтың максималдық мәні;
шекті максимал импульстік тура тоқIпри- тоқтың тапсырылған максималдық импульстің ұзақтығы;
тұрақты кері тоқIкері;
тұрақты тура кернеуUпр- диод арқылы орташа тура тоқ өткен кезде кернеудің түсуі;
орташа тарау қуатыPср- диодтың белгілі бір уақыт аралығындағы орташа тарау қуаты;
максималдық жиілікFмакс- диодқа қойылған параметрлері қамтамасыз етілгенде максималдық жұмыс жиілігі. Егер диодқа берілген айнымалы

кернеудің жиілігі F _макс -тан жоғары болса, диодтағы жоғалулар өте жоғары өседі.

Шекті кері кернеуді жоғарлату үшін, түзеткіш диодтарды тізбектей жалғайды. Егер элементтердің жалғануы бір кристалда немесе бір корпуста орындалса, онда сол аспабы түзеткіш столб деп аталады. Схемадағы диодтардың тізбектей жалғануынан, жай диодқа қарағанда, кернеуінің түсуі көп болады.

Түзеткіш блоктар, бір корпуста жиналған қарапайым диодтық схемадан жасалынады. Көбінесе осы схема төрт бірдей диод арқылы орындалады. Аз қуатты жоғары жиілікті диодтар вентиль эффектісін пайдаланады, бірақта оларға статикалық параметрлердің вентильді қасиеттерімен қоса диодтың өзіндік сиымдылығы және шығарғыштардың индуктивтілігі маңызды. Индуктивтілігін және сиымдылығын азайту үшін, қысқа шығарғыштар мен p - n өтуі көлемі жағынан аз диодтарды пайдаланады. Көбінесе, нүктелік диодтарды кең қолданады.

2. 2 Диодтың түрлері мен белгіленуі

Диодтардың ерекшеліктері мен ВАС байланысты келесі түрлері ажыратылады.

1. Түзеткіш және детектірлеуші диодтар. Бір р - n өтпесіне негізделген, электр тоғын бір бағытта өткізетін, электрондық аспап, жартылай өткізгіш диод деп аталады. Жартылай өткізгіш диод айнымалы тоқты түзетуде, модуляцияланған радиосигналдарды детектірлеуде қолданылады. Жартылай өткізгіш диодтың вольтамперлік сипаттамасы тура кернеу кернеудің оң мәндеріне, ал кері кернеу теріс мәндеріне сәйкес келеді. Жартылай өткізгіш диодтар құрылысына байланысты жазықтық және нүктелік болып екіге бөлінеді. Нүктелік диодта үшкір ұшын р -түрлі вольфрам мен n -түрлі жартылай өткізгіштің түйісу аймағында р - n өтпесі қалыптасады. Жазықтық диодтар бірнеше ондаған миллиамперден бірнеше жүздеген амперге дейінгі тоқ күшін өткізеді. Сондықтан оларды айнымалы тоқты түзету үшін қолданылады.

Нүктелік диодтардың шамалары жазықтық диодтардың шамаларынан өзгеше болып келеді. Олардың тура кедергілерінің шамасы үлкен, ал тура тоқ күшінің ең жоғарғы мәні аз. Нүктелік диодтардың ерекше қасиеттерінің бірі, олар өте жоғары жиіліктер аймағында жұмыс атқаруға қабілетті. Сондықтан оларды жиіліктері жоғары радиосигналдарды детектeрлеу үшін қолданады.

2. Стабилитрондар электрлік тесіп өту режимінде жұмыс істейді. Аспап кері қосылғанда, минималдан I _мин максималға дейін I _макс электрлік тесу жерінде кернеудің түсуі өте кішкентай болады да аспап арқылы ағатын тоқ тұрақты деп есептеледі.

- тұрақтандыру кернеуі U _ст ;

- минималды және максималды тұрақтандыру тоқтары I _min және I _max ;

- дифференциалдық кедергі R _d = dI/dU - электрлік тесіп өту жерінде;

- тұрақтандыру температуралық коэффициент α _ст - ΔT қоршаған ортаның температурасы өзгергенде, тұрақтандыру кернеуінің салыстырмалы өзгеруі ΔU _ст :

Тұрақтандыру температуралық коэффициенті, аспап арқылы өтетін тоқ пен кернеуінен байланысты болады. Төмен кернеулерде (5, 7 В тан төмен) U _ст температуралық коэффициент кері таңбалы болады. Тоқ 10 мА таяу болғанда, ол -2, 1 мВ/С ^o тең болады. Кернеу 6 В тан жоғары болса, ол оң таң балы болады, коэффициент он таңбалы болады, егер тоқ өлшемі ( 10 мА) дәрежесі 6 мВ/С ^o жетеді. Тоқ өлшемін аспап арқылы таңдасақ, оның температуралық коэффициентің өзгертуге болады, тіпті оның нөлдік мәніне жетуге болады.

Стабисторлар стабилитрондар тәрізді, кернеуді тұрақтандыруға арналған. Стабилитрондармен салыстырып қарасақ олар диодтын вольтамперлік мінездеменің тура бағытында жұмыс істейді.

3. Шалаөткізгіш диод (орыс. Полупроводниковый диод) - бір электронды-кемтікті өткелі (р - n өткелі) немесе Шоттка өткелі (металл-шалаөткізгіш түйіспесі) бар екі электродты шалаөткізгіш аспап. Көбіне өткелдің бір жақты өткізгіштігі пайдаланылады және шалаөткізгіш диод тұрақты тоқ немесе төменгі жиілікті айнымалы тізбегіндегі әрекеті оның вольтамперлік сипаттамасы бойынша анықталады. Шалаөткізгіш диодтың бір жақты өткізгіштігі мен вольтамперлік сызықты емес сипаттамасы түзеткіштік, детекторлық, түрлендіргіштік диодтарда пайдаланылады. р - n өткелінің тесіліп, ойылуына байланысты құбылыстар негізінде стабилитрондар, ағынды ұшпалы диодтар жұмыс істейді.

4. Варикап (Varicap, vari (alle) - айнымалы және cap (a city) - сыйымдылық) - берілген кері кернеуге p - n ауысуының тосқауылдық сыйымдылыққа тәуелділігі сызықты болмайтын шалаөткізгіш диод. Варикапты Ge, Si және Ga-As материалдары негізінде жасайды. Варикаптың негізгі көрсеткіштері: номиналды (бастапқы) сыйымдылығы С0, сапалығы Q, температуралық сыйымдылық коэффициенті: К= С/С t. Радио электрондық құрылғыларда варикапты параметрлік күшейту, жиілікті көбейту үшін, сондай-ақ сыйымдылықты электрлік басқару мүмкіндігі бар тербелмелі контурдың резонансты жиілігін қашықтан жөне тез баптау үшін қолданады.

5. Туннельдік диод. Туннельдік диодтардың жұмыс істеу шарты туннельдік әсерге негізделген. Келтірілген сипаттаманың 0-б бөлігінде тоқ тек туннельдік әсерге негізделген. Егер потенциалдар айырымын оң бағытта арттыратын болсақ, туннельдік тоқ шапшаң кемиді, р - n өтпесі арқылы кәдімгі инжекциялық тоқ жүре бастайды. в нүктесінде туннельдік тоқ мүлде жойылады да, ары қарай тек инжекциялық тоқ жүретін болады. Сипаттаманың б-в бөлігінде диод кедергісінің мәні теріс элементтің міндетін атқарады. Оның осы ерекше қасиетін электрлік тербелістерді генерациялау үшін пайдаланады. Туннельдік диодтардың тағы ерекше қасиеттерінің бірі, олардың инерциялығы өте аз, сондықтан олар аса жоғары жиіліктер аймағында жұмыс істей алады.

6. Қарымта диод (Обращенный диод) - туннельдік эффект салдарынан кері кернеудегі өткізгіштік тура кернеудегі өткізгіштікке қарағанда әлдеқайда үлкен шала өткізгішті диод. Туннельдік диодтан максималды тоғының төменгі мәндерімен (-100 мкА) ерекшеленеді. Қарымта диодтың өзгешеленген шала өткізгіштер негізінде (әдетте, Ge немесе Ga-As-тен) жасайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.