Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Диоды точечные и плоскостные

2.2. Прямое включение p-n перехода

Если источник напряжения подключить знаком «+» к р - области, а знаком «–» к области n-типа, то получим включение, которое называют прямым (рис.2.2).

Электрическое поле источника напряженностью Еи направлено навстречу полю p-n перехода напряженностью Е, поэтому напряженность результирующего электрического поля Е1=Е-Еи . Уменьшение напряженности электрического поля в переходе вызовет снижение высоты потенциального барьера на значение прямого понижения U источника:

∆φκ1=∆φκ-U.

Рис. 2.2. Прямое включение

p-n перехода

меньшение высоты потенциального барьера приводит к тому, что увеличивается число основных носителей заряда черезp-n переход, т.е. увеличивается диффузионный ток. На дрейфовый ток изменение высоты потенциального барьера не влияет, так как этот ток определяется только количеством неосновным носителей заряда, переносимых через p-n переход в единицу времени в результате хаотического теплового движения. Диффузионный и дрейфовый токи направлены в p-n переходе в противоположные стороны, поэтому результирующий (прямой) ток будет:

Iпр= Iдиф – Io.

2.3. Обратное включение p-n перехода

При обратном включении p-n перехода электрическое поле источника напряжения напряженностью Еи направлено в ту же сторону, что и контактное поле перехода напряженностью Е, поэтому напряженность результирующего поля в переходе Е2 = Е+Еи (рис.2.3 ).

Рис. 2.3. Обратное включение

p-n перехода

Увеличение напряженности электрического поля в p-n переходе повышает потенциальный барьер на значение обратного напряжения источника:

∆φκ1=∆φκ+U.

Это, в свою очередь, приводит к уменьшению числа основных носителей заряда, т.е. к снижению диффузионного тока.

Поскольку дрейфовый ток не зависит от высоты потенциального барьера, он равен току I0 .

Ток при обратном включении называют обратным током. При некотором значении обратного напряжения диффузионный ток станет равным нулю. Для неосновных носителей заряда поле p-n перехода является ускоряющим, поэтому дырки области n из прилегающих к переходу слоев дрейфуют в область р - типа, а электроны области р – в область n-типа. Таким образом , через p-n переход протекает только дрейфовый ток. Он мал, поскольку мала концентрация неосновных носителей в обеих областях и высоко сопротивление p-n перехода.

3. Структура диодов . Точечные и плоскостные диоды

Полупроводниковый диод - это полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя омическими контактами (омическими называют контакт металла с полупроводником, не обладающий выпрямляющим свойством), к которым присоединяются два вывода.

Электрический переход чаще всего образуется между двумя полупроводниками с разным типом примесной электропроводности (p- или n- типа), одна из областей (низкоомная) является эмиттером, другая (высокоомная) – базой. Структура диода и условное обозначение в схемах выпрямительного диода показаны на рис. 3.1.

Иногда электрический переход образуется между полупроводникомp- или

n-типа и металлом, такой переход называют контактом металл-лупроводник.

Рис. 3.1. Структура и обозна -

чение диода

лассифицируют диоды по различным признакам:по основному полупроводниковому материалу - кремниевые, германиевые из арсенида галлия; по физической природе процессов, обусловливающих их работу, - туннельные, фотодиоды, светодиоды и др.; по назначению – выпрямительные, импульсные, стабилитроны, варикапы и др.; по технологии изготовления электрического перехода – сплавные, диффузионные и др.; по типу электрического перехода – точечные и плоскостные. Основными являются классификации по типу электрического перехода и названию диода.

studfiles.net

3.1. Точечные диоды

Рис. 3.2. Точечные и плоскостные диоды:

1- выводы, 2, 5,7-детали корпуса, 3-кристалл полупроводника,4-электрод,6-изолятоор

Площадь p-n перехода составляет примерно 102-103 мкм2. Точечные диоды в основном изготовляют из германия n-типа, металлическую пружинку – из тонкой проволочки (диаметром 0,05-0,1 мм), материал которой для германия n- типа должен быть акцептором (например, бериллий).

Корпус точечных диодов герметичный. Он представляет собой керамический или стеклянный баллон 2, покрытый черной светонепроницаемой краской (во избежание проникновения света, так как кванты света могут вызвать генерацию носителей заряда вблизи p-n перехода, а, следовательно, увеличить обратный ток диода). Благодаря малой площади p-n перехода емкость точечных диодов очень незначительна и составляет десятые доли пикофарада.

Поэтому точечные диоды используют на высоких (порядка сотен мегагерц) и сверхвысоких частотах.

Их применяют в основном для выпрямления переменного тока высокой частоты (выпрямленные диоды высокочастотные) и в импульсных схемах (импульсные диоды).

Так как площадь p-n перехода точечного диода мала, то прямой ток через переход должен быть небольшим (10-20 мА) из-за малой мощности (~ 10 мВт), рассеиваемой переходом.

Поэтому точечные диоды можно использовать для выпрямления только малых переменных токов

3.2. Плоскостные диоды

Плоскостные диоды имеют плоский электрический переход, линейные размеры которого, определяющие площадь, значительно больше ширины перехода. Площадь может составлять сотые доли квадратных миллиметров (микроплоскостные диоды), нескольких десятков квадратных сантиметров (силовые диоды). Переход выполняют в основном методами вплавления или диффузии. Одна из конструкций плоскостного диода показана на рис.3.2. б. Пластинку кристалла полупроводника 3 припаивают к кристаллодержателю 2 так, чтобы образовался контакт. От этого контакта и электрода 4 сделаны выводы 1, причем верхний проходной изолятор 6 в корпусе 5 и коваровую трубку 7. Стеклянный изолятор покрыт светонепроницаемым лаком. Корпус служит для защиты диода от внешних воздействий.

Плоскостные диоды используются для работы на частотах до 10кГц. Ограничения по частоте связано с большой барьерной емкостью p-n перехода (до десятков пикофарад).

Плоскостные диоды бывают малой мощности (до 1 Вт), средней мощности (на токи до 1А, напряжения до 600 В) и мощные (на токи до 2000 А).

3.3. Выпрямительные диоды

В выпрямительных диодах используется свойство односторонней проводимости p-n перехода. Их применяют в качестве вентилей, которые пропускают переменный ток только в одном направлении. Вентильные свойства диода зависят от того, насколько мал обратный ток. Для уменьшения обратного тока необходимо снижать концентрацию неосновных носителей, что может быть обеспечено за счет высокой степени очистки исходного полупроводника.Для описания работы диода используют статические характеристики и параметры, а также динамические. Статические параметры – это прямой выпрямительный ток, наибольшее допустимое напряжение, обратное сопротивление, максимально допустимая мощность и др. Динамические параметры – дифференциальное сопротивление r д = dU/dI, общая емкость диода С, емкость между выводами диода при заданных напряжении и частоте, которая включает в себя емкости Сб, Сдиф и емкость корпуса диода ; граничная частота fгр, на которой выпрямительный ток уменьшается в \/ˉ2 раз.

studfiles.net

Плоскостной диод - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Плоскостной диод

Cтраница 1

Плоскостные диоды, барьерная емкость которых управляется-напряжением, называются варикапами. Они работают при обратном напряжении и применяются для настройки колебательных цепей. При обратном напряжении 4 в они имеют емкость. Максимальное напряжение, соответствующее минимальной емкости 45 - г - 80 в. Величина емкости при изменении напряжения от максимума до минимума изменяется примерно в три-четыре раза. [2]

Плоскостной диод представляет собой прибор, в котором р-п переход возникает на значительной по площади ( до 1000 мм2 в силовых выпрямительных диодах) границе между полупроводниками р - и n - типов. В таких диодах переход получается методами сплавления полупроводниковых пластин р - и n - типов или диффузии в исходную полупроводниковую пластину примесных атомов. Вследствие большой площади р-п перехода допустимая мощность рассеяния плоскостных диодов малой мощности с естественным охлаждением ( рис. 10.6, а) достигает 1 Вт при значениях прямого тока до 1 А. Такие плоскостные диоды часто применяются в цепях автоматики и в приборостроении. [3]

Плоскостные диоды применяются для выпрямления больших по величине переменных токов. [5]

Плоскостные диоды в зависимости от площади перехода обладают емкостью в десятки пикофарад и более. Поэтому их применяют на частотах не выше десятков килогерц. Допустимый ток в плоскостных диодах бывает от десятков миллиампер до сотен ампер и больше. [7]

Плоскостные диоды могут быть применены в любых выпрямительных схемах, рассмотренных в гл. [9]

Плоскостные диоды имеют плоский электрический переход, линейные размеры которого, определяющие его площадь, значительно больше ширины p - n - перехода. Переход выполняют в основном методами вплавления или диффузии. Пластинку кристалла полупроводника 5 припаивают к кристаллодержателю 2 так, чтобы образовался контакт. Стеклянный изолятор покрыт светонепроницаемым лаком. Корпус служит для защиты диода от внешних воздействий. [10]

Плоскостные диоды, как и точечные, могут быть выполнены с контактом металл - полупроводник. [11]

Плоскостные диоды обладают междуэлектродной емкостью, доходящей до 50 пф, и поэтому могут быть использованы при частотах, не превышающих 50 кгц. [12]

Плоскостные диоды представляют собой плоский р-я переход. Они характеризуются большими допустимыми токами ( до 1 - 2я) и поэтому применяются в качестве выпрямительных элементов. Из-за большой междуэлектродной емкости использование их на высоких частотах ограничено. [13]

Плоскостные диоды позволяют выпрямлять значительные токи, но имеют относительно большую емкость, что ограничивает их применение на высоких частотах. Точечные диоды имеют емкость, во много раз меньшую, но весьма небольшая площадь контакта разрешает выпрямлять с их помощью только малые токи. [14]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

3.1. Точечные диоды

Рис. 3.2. Точечные и плоскостные диоды:

1- выводы, 2, 5,7-детали корпуса, 3-кристалл полупроводника,4-электрод,6-изолятоор

акие диоды (рис.3.2.) имеют очень малую площадь электрического перехода. Линейные размеры, определяющие ее, меньше шириныp-n перехода. Точечный электрический переход можно создать в месте контакта небольшой пластинки полупроводника 3 и острия металлической проволочки – пружины 4 даже при простом их соприкосновении. Между этим слоем и пластинкой образуется p-n переход полусферической формы. Площадь p-n перехода составляет примерно 102-103 мкм2. Точечные диоды в основном изготовляют из германия n-типа, металлическую пружинку – из тонкой проволочки (диаметром 0,05-0,1 мм), материал которой для германия n- типа должен быть акцептором (например, бериллий). Корпус точечных диодов герметичный. Он представляет собой керамический или стеклянный баллон 2, покрытый черной светонепроницаемой краской (во избежание проникновения света, так как кванты света могут вызвать генерацию носителей заряда вблизи p-n перехода, а следовательно, увеличить обратный ток диода). Благодаря малой площади p-n п ерехода емкость точечных диодов очень незначительна и составляет десятые доли пикофарада. Поэтому точечные диоды используют на высоких (порядка сотен мегагерц) и сверхвысоких частотах. Их применяют в основном для выпрямления переменного тока высокой частоты (выпрямленные диоды высокочастотные) и в импульсных схемах (импульсные диоды).

Так как площадь p-n перехода точечного диода мала, то прямой ток через переход должен быть небольшим (10-20 мА) из-за малой мощности (~ 10 мВт), рассеиваемой переходом. Поэтому точечные диоды можно использовать для выпрямления только малых переменных токов

3.2. Плоскостные диоды

3.3. Выпрямительные диоды

studfiles.net

Плоскостной точечный диод - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Плоскостной точечный диод

Cтраница 1

Плоскостные и точечные диоды герметизируются в корпуса ( металлический, металлокерамическнй, стеклянный) или заливаются эпоксидными смолами. [1]

Различают плоскостные и точечные диоды. Диоды первого типа получают обычно сплавным или диффузионным методом. В точечных диодах площадь перехода значительно меньше, чем в плоскостных. Диоды этого типа изготавливаются методом вплавления тонкой металлической проволоки в базу диода с одновременной присадкой легирующего вещества. [2]

Достоинства плоскостных и точечных диодов проявляются в так называемых микроплоскостных ( или микрссплавных) диодах. [4]

Обычно для плоскостных и точечных диодов со сварным контактом условие (2.16) выполняется достаточно легко при погрешности менее 1 % на частотах выше Мгц. Емкость диодов СВЧ, имеющих невысокое дифференциальное сопротивление при обратном смещении, необходимо измерять на частотах 50 - 180 Мгц. [5]

Обратное сопротивление кремниевых плоскостных и точечных диодов настолько велико, что точное его значение не поддается определению авометром. Если же авометр показывает величину обратного сопротивления 1 - 2 Мом, то можно с уверенностью утверждать, что данный диод неисправен, хотя его использование в некоторых схемах возможно. [6]

Почему при определении плоскостных и точечных диодов в качестве характеристической длины иногда принимают диффузионную длину неосновных носителей заряда в базе диода, а иногда толщину базы. [7]

В измерительных выпрямителях применяются меднозакисные, германиевые и кремниевые плоскостные и точечные диоды. [8]

В зависимости от конструкции электродов и способа получения р-л-перехода различают плоскостные и точечные диоды. [10]

При строгом анализе динамических характеристик следует делать различие между свойствами плоскостных и точечных диодов. [11]

В зависимости от соотношения линейных размеров выпрямляющего перехода и характеристической длины рааличают плоскостные и точечные диоды. Характеристической длиной для диода является наименьшая из двух величин, определяющая свойства и характеристики диода: диффузионная длина неосновных носителей в базе или толщина базы. [12]

В зависимости от соотношения линейных размеров выпрямляющего электрического перехода и характеристической длины различают плоскостные и точечные диоды. [14]

В зависимости от соотношения линейных размеров выпрямляющего р-п перехода и характеристической длины ( толщина базы или диффузионная длина неосновных носителей заряда в базе) различают плоскостные и точечные диоды. [15]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Плоскостной диод - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Плоскостной диод

Cтраница 1

Плоскостные диоды применяются для выпрямления больших по величине переменных токов. [5]

Плоскостные диоды могут быть применены в любых выпрямительных схемах, рассмотренных в гл. [9]

Плоскостные диоды, как и точечные, могут быть выполнены с контактом металл - полупроводник. [11]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

Плоскостной диод - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Плоскостной диод

Cтраница 3

Плоскостные диоды, как и точечные, могут быть выполнены с контактом металл - полупроводник. [31]

Плоскостные диоды применяются в основном в выпрямительных устройствах. Диоды с выпрямленными токами в несколько ампер называют иногда силовыми. В связи с большой собственной емкостью ( до 20 пф и более) они предназначены для работы на частотах не более 50 кгц. [32]

Плоскостной диод состоит из электронно-дырочного перехода, двух нейтральных ( или квазинейтральных) слоев и омических контактов. Поскольку процессы в нейтральных полупроводниках были детально изучены в гл. Свойства омических контактов будут описаны позднее. [33]

Плоскостные диоды ДГ-Ц24-ДГ-Ц27; Д7Г - Д7Ж; Д203 - Д205 и Д208 - Д210 могут проверяться без добавочного сопротивления, однако при включенном сопротивлении замеры проводить удобнее, так как стрелка прибора дает более устойчивые показания. [34]

Новые плоскостные диоды типа Д7 отличаются от ДГ - Ц21 цельнометаллической сварной конструкцией и высокой влаго-устойчивостью. [35]

Плоскостные диоды малой и средней мощности выполняются обычно со сплавным p - n - переходом. Сплавной р: п-переход в германиевых диодах получается путем вплавления таблетки примесного акцепторного элемента ( индия) в кристалл германия п-типа. [36]

Плоскостными диодами и соответственно плоскостными переходами называют такие диоды и переходы, у которых граница между слоями плоская, а площади обоих слоев одинаковы. Эти условия не всегда соблюдаются на практике, однако они облегчают анализ и в то же время позволяют получить правильное представление о процессах в реальном диоде и его характеристиках. [37]

Эти плоскостные диоды, иначе называемые параметрическими, работают при обратном напряжении, от которого зависит барьерная емкость. [38]

Сравнив высокоэффективные диффузионные плоскостные диоды со сплавными плоскостными типа 1N252, Гут [39] установил факт повышенной радиационной стойкости кремниевых диффузионно-плоскостных диодов и приближенно оценил, что предельно допустимая доза облучения для них более чем в 5 раз выше, чем для соответствующих сплавных приборов. [40]

Изготовляются точечные и плоскостные диоды. В точечных диодах игла из вольфрама касается пластинки германия с п проводимостью. В месте контакта образуется область германия с р проводимостью. Наличие р-п перехода обусловливает одностороннюю проводимость диода. [42]

У плоскостных диодов, как и у точечных, параметры очень резко меняются с изменением температуры. Работа многих типов диодов при температуре окружающей среды, превышающей 70 С, может привести к выходу их из строя. [43]

Основой плоскостного диода является тонкая пластинка кристалла германия или кремния, одна часть объема которой обладает проводимостью р-типа, а другая - проводимостью п-типа. Небольшой кусочек такой пластинки полупроводника, увеличенный до огромных размеров, схематически изображен на рис. 129, а. На нем дырки, преобладающие в области р-типа, условно обозначены кружками, а электроны, преобладающие в области п-типа, - черными точками такого же размера. [44]

Для плоскостных диодов основными параметрами также являются наибольший обратный ток, наибольшая амплитуда обратного напряжения, выпрямленный ток и наименьшее обратное пробивное падение напряжения. [45]

Страницы: 1 2 3 4 5