Полупроводниковые диоды

Июль 24, 2022

Главная
Разное
Полупроводниковые диоды

Содержание

2. Полупроводниковый диод – это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором
3. В полупроводниковых диодах выпрямляющим электрическим переходом может быть электронно-дырочный (p–n) переход, либо контакт «металл – полупроводник»,
4. Рис 1. Структуры полупроводниковых диодов: 1)с выпрямляющим p–n-переходом (а); 2)с выпрямляющим переходом на контакте «металл –
5. Плоскостными называют такие диоды, у которых размеры, определяющие площадь p–n перехода, значительно больше его ширины. У
6. Точечный диод — это полупроводниковый диод с очень малой площадью p-n перехода, который образуется в результате
7. . Рис.3. Структура точечного диода
8. Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. В нем используется
9. Выпрямительные диоды, помимо применения в источниках питания для выпрямления переменного тока в постоянный, также используются в
10. Конструктивно выпрямительные диоды оформляются в металлических, пластмассовых или керамических корпусах в виде дискретных элементов (рис.4а), либо
11. Конструкция ряда маломощных кремниевых диодов практически не отличается от конструкции маломощных германиевых диодов. Кристаллы мощных выпрямительных
12. Выпрямительные диоды должны иметь как можно меньшую величину обратного тока, что определяется концентрацией неосновных носителей заряда
13. Импульсный диод – это полупроводниковый диод, имеющий малую длительность переходных процессов и предназначенный для применения в
14. Туннельный диод – это полупроводниковый диод, содержащий p–n переход с очень малой толщиной запирающего слоя (потенциального
15. Основу структуры диода Шоттки составляет контакт «металл – полупроводник», который возникает в месте соприкосновения полупроводникового кристалла
16. Переходный слой, в котором существует контактное электрическое поле при контакте «металл – полупроводник», называется переходом Шоттки,
17. Варикап – это полупроводниковый диод, в котором используется зависимость барьерной ёмкости р–n-перехода от обратного напряжения. Варикапы
18. Рис.13. Зависимость ёмкости варикапа КВ126А-5 от приложенного напряжения. Варикапы используются в качестве электрически управляемых конденсаторов переменной
19. Стабилитронами называют полупроводниковые диоды, использующие особенность обратной ветви вольт-амперной характеристики на участке пробоя изменяться в широком
20. Рис.15. Стабилитроны: конструкции (а), вольт-амперная характеристика (б) и условное графическое обозначение (в)
21. Графическое изображение диодов
22. Система условных обозначений», которая состоит из 5 элементов. В основу системы обозначения положен буквенно-цифровой код. Первый
23. Второй элемент – буква, обозначает подкласс полупроводниковых диодов. Обычно буква выбирается из названия диода, как первая
24. Третий элемент – цифра, в обозначении полупроводниковых диодов, определяет основные функциональные возможности диода. У различных подклассов
25. Пятый элемент – буква, в буквенно-цифровом коде системы условных обозначений указывает разбраковку по отдельным параметрам диодов,
26. КС620А – диод на основе кремния (К), стабилитрон (С), мощностью 0,3-5 Вт, с номинальным напряжением стабилизации
27. АИ201А – диод на основе арсенида галлия (А), туннельный (И), генераторный (2), номер разработки 01, разновидность
29. Скачать презентацию

Слайд 2

Полупроводниковый диод – это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом

и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство выпрямляющего электрического перехода.

Слайд 3

В полупроводниковых диодах выпрямляющим электрическим переходом может быть электронно-дырочный (p–n) переход,

либо контакт «металл – полупроводник», обладающий вентильным свойством, либо гетеропереход. В зависимости от типа перехода полупроводниковые диоды имеют следующие структуры:
а) с p–n переходом или гетеропереходом, в такой структуре кроме выпрямляющего перехода, должно быть два омических перехода, через которые соединяются выводы диода;
б) с выпрямляющим переходом в виде контакта «металл – полупроводник», имеющим всего один омический переход.

Слайд 4

Рис 1. Структуры полупроводниковых диодов:
1)с выпрямляющим p–n-переходом (а);
2)с выпрямляющим переходом

на контакте «металл – полупроводник» (б), где
- Н – невыпрямляющий электрический (омический) переход.;
- В – выпрямляющий электрический переход;
- М, М1, М2 – металл.

Слайд 5

Плоскостными называют такие диоды, у которых размеры, определяющие площадь p–n перехода,

значительно больше его ширины. У таких диодов площадь p–n перехода может составлять от долей квадратного миллиметра до десятков квадратных сантиметров.

Плоскостные диоды

Слайд 6

Точечный диод — это полупроводниковый диод с очень малой площадью p-n

перехода, который образуется в результате контакта тонкой металлической иглы с нанесенной на неё примесью и полупроводниковой пластинки с определенным типом проводимости. С целью стабилизации параметров и повышения надёжности точечные диоды могут проходить электроформовку, для этого при изготовлении через диод пропускается импульс тока в несколько ампер и острие иглы вплавляется в кристалл.

Точечные диоды

Слайд 7

.
Рис.3. Структура точечного диода

Слайд 8

Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного

тока в постоянный. В нем используется свойство вентильности или односторонней проводимости p–n перехода. Выпрямительные диоды используют в выпрямителях для выпрямления переменных токов частотой 50Гц ÷ 50кГц.

Выпрямительные диоды

Слайд 9

Выпрямительные диоды, помимо применения в источниках питания для выпрямления переменного тока

в постоянный, также используются в цепях управления и коммутации, в ограничительных и развязывающих цепях, в схемах умножения напряжения и преобразователях постоянного напряжения, где не предъявляются высокие требования к частотным и временным параметрам сигналов.

Слайд 10

Конструктивно выпрямительные диоды оформляются в металлических, пластмассовых или керамических корпусах в виде

дискретных элементов (рис.4а), либо в виде диодных сборок, к примеру, диодных мостов (рис.4б) выполненных в едином корпусе.

Рис.4. Выпрямительные диоды: дискретное исполнение (а); диодные мосты (б) и конструкция одного из маломощных диодов (в)

Слайд 11

Конструкция ряда маломощных кремниевых диодов практически не отличается от конструкции маломощных

германиевых диодов. Кристаллы мощных выпрямительных диодов монтируются в массивном корпусе, который имеет стержень с резьбой для крепления диода на охладителе (радиаторе) (рис.5), для отвода тепла, выделяющегося при работе прибора.

Рис. 5. Мощные выпрямительные диоды: дискретное исполнение (а); диодный силовой модуль (б); конструкция одного из диодов (в)

Слайд 12

Выпрямительные диоды должны иметь как можно меньшую величину обратного тока, что

определяется концентрацией неосновных носителей заряда или, в конечном счете, степенью очистки исходного полупроводникового материала. Типовая вольт-амперная характеристика выпрямительного диода изображена на рисунке 6.
Рис. 6. Вольт-амперная характеристика выпрямительного диода

Слайд 13

Импульсный диод – это полупроводниковый диод, имеющий малую длительность переходных процессов

и предназначенный для применения в импульсных режимах работы. Импульсные диоды используют для выпрямления токов при импульсах микросекундной и наносекундной длительности.

Импульсные диоды

Рис.7. Импульсные диоды

Слайд 14

Туннельный диод – это полупроводниковый диод, содержащий p–n переход с очень

малой толщиной запирающего слоя (потенциального барьера), в котором туннельный эффект приводит к появлению на вольт-амперной характеристике при прямом напряжении участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Туннельные диоды

Рис. 8. Вольт-амперная характеристика типичного туннельного диода при прямом смещении.

Рис.9. Условное графическое обозначение туннельного диода

Слайд 15

Основу структуры диода Шоттки составляет контакт «металл – полупроводник», который возникает

в месте соприкосновения полупроводникового кристалла n- или р-типа проводимости с металлами.

Диоды Шоттки

Рис.10. Диоды Шоттки

Слайд 16

Переходный слой, в котором существует контактное электрическое поле при контакте «металл

– полупроводник», называется переходом Шоттки, по имени немецкого ученого В. Шоттки. Диоды Шоттки изготавливаются обычно на основе кремния Si или арсенида галлия GaAs, реже на основе германия Ge, и используются такие диодов в импульсных и высокочастотных устройствах.

Рис.11. Условное графическое обозначение диода Шоттки

Слайд 17

Варикап – это полупроводниковый диод, в котором используется зависимость барьерной

ёмкости р–n-перехода от обратного напряжения. Варикапы нельзя включать под напряжение прямого смещения, т.к. при этом напряжении сопротивление p–n перехода очень мало и емкость через него шунтируется.

Варикапы

Рис.12. Условное графическое обозначение варикапа.

Слайд 18

Рис.13. Зависимость ёмкости варикапа КВ126А-5 от приложенного напряжения.
Варикапы используются в качестве

электрически управляемых конденсаторов переменной емкости для настройки резонансных контуров генераторов, для автоматической настройки частоты, для умножения частоты и др.

Слайд 19

Стабилитронами называют полупроводниковые диоды, использующие особенность обратной ветви вольт-амперной характеристики на

участке пробоя изменяться в широком диапазоне изменения токов при сравнительно небольшом отклонении напряжения.

Стабилитроны

Рис.14. Вольтамперная характеристика стабилитрона

Слайд 20

Рис.15. Стабилитроны: конструкции (а), вольт-амперная характеристика (б) и условное графическое обозначение

(в)

Слайд 21

Графическое изображение диодов

Слайд 22

Система условных обозначений», которая состоит из 5 элементов. В основу системы

обозначения положен буквенно-цифровой код.
Первый элемент (буква или цифра) обозначает исходный полупроводниковый материал, на базе которого создан полупроводниковый диод. Для диодов общегражданского применения используются буквы Г, К, А и И, являющиеся начальными буквами в названии полупроводникового материала. Для диодов специального применения (более высокие требования при испытаниях, например выше температура) вместо этих букв используются цифры от 1 до 4.
Г (1) - германий;
К (2) – кремний;
А(3) – соединения галлия;
И (4) – соединения индия.

Условные обозначения и классификация полупроводниковых приборов

Слайд 23

Второй элемент – буква, обозначает подкласс полупроводниковых диодов. Обычно буква выбирается

из названия диода, как первая буква названия:
Д – диоды выпрямительные, универсальные, импульсные;
С – стабилитроны;
В – варикапы;
И- диоды туннельные;
А – диоды сверхвысокочастотные;
Ц – выпрямительные столбы и блоки.

Слайд 24

Третий элемент – цифра, в обозначении полупроводниковых диодов, определяет основные функциональные

возможности диода. У различных подклассов диодов наиболее характерные эксплуатационные параметры различные. Например, для выпрямительных диодов – максимальное значение прямого тока, для стабилитронов – напряжение стабилизации и рассеиваемая мощность. Четвертый элемент.
Четвертый элемент – две либо три цифры, означает порядковый номер технологической разработки и изменяется от 01 до 999.

Слайд 25

Пятый элемент – буква, в буквенно-цифровом коде системы условных обозначений указывает

разбраковку по отдельным параметрам диодов, изготовленных в единой технологии. Для обозначения используются заглавные буквы русского алфавита от А до Я, кроме З, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Я, схожих по написанию с цифрами.
Основные термины, определения и буквенные обозначения основных и справочных параметров полупроводниковых диодов приведены в ГОСТ 25529–82 – Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров.

Слайд 26

КС620А – диод на основе кремния (К), стабилитрон (С), мощностью 0,3-5

Вт, с номинальным напряжением стабилизации более 100 В (6), номер разработки 20, группа А.

Примеры обозначения полупроводниковых приборов

Слайд 27

АИ201А – диод на основе арсенида галлия (А), туннельный (И), генераторный

(2), номер разработки 01, разновидность по параметрам А.