Полупроводниковые диоды. Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним p-п-переходом переходом и двумя выводами (электродами): анод А и катод К.

Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним p-п-переходом переходом и двумя выводами (электродами): анод А и катод К.

Полупроводниковые диоды используют свойство односторонней проводимости p-n перехода — контакта между полупроводниками с разным типом примесной проводимости, либо между полупроводником и металлом.

 

История создания и развития диодов

В 1899 году германский учёный Карл Фердинанд Браун запатентовал выпрямитель на кристалле[3]. Джэдиш Чандра Боус развил далее открытие Брауна в устройство применимое для детектирования радио. Около 1900 года Гринлиф Пикард создал первый радиоприёмник на кристаллическом диоде. Первый термионный диод был запатентован в Британии Джоном Амброзом Флемингом (научным советником компании Маркони и бывшим сотрудником Эдисона) в 1904 году в ноябре шестнадцатого (патент США № 803684 от ноября 1905 года). В 1906 году в ноябре двадцатого Пикард запатентовал кремниевый кристаллический детектор (патент США № 836531).

В конце XIX века устройства подобного рода были известны под именем выпрямителей, и лишь в 1919 году Вильям Генри Иклс ввёл в оборот слово «диод», образованное от греческих корней «di» — два, и «odos» — путь[1].

Полупроводниковый диод в стеклянном корпусе. На фотографии виден полупроводник с контактами, подходящими к нему.

 

Диод ДГ-Ц25. 1959 г.

Как мы говорили на предыдущей лекции при включении р-n-перехода под прямое напряжение Unp сопротивление p-n-перехода Rnp снижается, а ток Iпр возрастает. При обратном напряжении Uобр обратный ток Iобр неосновных носителей заряда оказывается во много сотен или тысяч раз меньше прямого тока. При напряжении U > Uобр.max (см. точку а на вольт-амперной характеристике (ВАХ) диода (рис. 1.3)) начинается лавинообразный процесс нарастания обратного тока Iобр, соответствующий электрическому пробою p-n-перехода, переходящий (если не ограничить ток) в необратимый тепловой пробой (после точки б на рис. 1.3).

Точное значение тока диода описывается уравнением, в котором учитываются значения падения напряжения на переходе, температуры перехода и нескольких физических констант. Это уравнение называется уравнением диода:

где,

I = ток диода (А),

IS = ток насыщения (А), (обычно А),

e = знак экспоненты (константа Эйлера ~ 2,718281828),

q = электрический заряд электрона (1,6 Кл),

V = напряжение на диоде (В),

N = коэффициент «неидеальности» (обычно от 1 до 2),

k = постоянная Больцмана (1,38 ),

T = температура перехода (К).

Делая допущения в отношении указанных значений уравнение диода можно упростить и записать в следующей форме:

где,

I = ток диода (А),

IS = ток насыщения (А), (обычно 1 х 10-12А),

e = константа Эйлера (~ 2,718281828),

VD = напряжение на диоде (В).

 

Так как напряжение на полностью открытом диоде не превышает 0,5...0,7 В, то для приближенных расчетов диод рассматривают как вентиль: открыт — закрыт, имеющий ВАХ, изображенную на рис. 1.4.

Основными характеристиками диода являются:

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








Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 884; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2023 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.