Yarimo'tkazgichli diod - ikkita terminali bo'lgan chiziqli bo'lmagan elektron qurilma. Diyotning ichki elementlarining ichki tuzilishi, turi, miqdori va doping darajasiga va oqim kuchlanish xarakteristikasiga qarab, yarimo'tkazgichli diodlarning xususiyatlari har xil.

Rektifikator diodi yoqilgan p-n asosi o'tish Rektifikator diyotining asosi oddiy elektron-teshik birikmasidir, bunday diodaning joriy kuchlanish xarakteristikasi aniq chiziqli bo'lmaganlikka ega. Oldinga egilishda diod oqimi in'ektsiya bo'lib, kattaligi katta va ko'pchilik tashuvchilar oqimining diffuziya komponenti hisoblanadi. Teskari yo'nalish bilan diod oqimi kichik kattalikda va ozchilik tashuvchisi oqimining drift komponentini ifodalaydi. Muvozanat holatida elektronlar va teshiklarning diffuziya va drift oqimlari tufayli umumiy oqim nolga teng. Guruch. Yarimo'tkazgichli diod parametrlari: a) oqim kuchlanishining xarakteristikasi; b) I - V xarakterli holatning konstruktsiyasi tenglama bilan tavsiflanadi

Diyotdagi rektifikatsiya Yarimo'tkazgichli diodaning asosiy xususiyatlaridan biri p-n birikmasi joriy kuchlanish xarakteristikasining keskin assimetriyasidir: oldinga egilishda yuqori o'tkazuvchanlik va teskari tomonda past. Ushbu diod xususiyati rektifikator diodlarda qo'llaniladi. Rasmda dioddagi o'zgaruvchan tokning to'g'rilanishini ko'rsatadigan diagramma ko'rsatilgan. - p-n o'tishga asoslangan ideal diodaning rektifikatsiya koeffitsienti.

Xarakterli qarshilik Diyotlarning xarakterli qarshiligining ikki turi mavjud: differentsial qarshilik rD va DC qarshilik RD. Differensial qarshilik doimiy tok qarshiligi sifatida aniqlanadi.Tok kuchlanish xarakteristikasining oldingi qismida doimiy tokning qarshiligi differensial qarshilikdan RD>rD dan katta, qaytish qismida esa RD rD dan kichik, teskari qismida esa u. RD dan kamroq

Zener diodlari Zener diyot yarimo'tkazgichli diod bo'lib, uning volt-amper xarakteristikasi volt-amper xarakteristikasining teskari qismida oqimning kuchlanishga keskin bog'liqlik mintaqasiga ega. Zener diyotining joriy kuchlanish xarakteristikasi rasmda ko'rsatilgan shaklga ega.Ustab stabilizatsiya kuchlanishi deb ataladigan zener diodidagi kuchlanishga erishilganda, zener diodidan o'tadigan oqim keskin ortadi. I - V xarakteristikasining ushbu qismida ideal zener diyotining differentsial qarshiligi Rdif 0 ga intiladi, haqiqiy qurilmalarda Rdif qiymati: Rdif 2 50 Ohm.

Zener diyotining asosiy maqsadi tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'zgaruvchan kuchlanish bilan yukdagi kuchlanishni barqarorlashtirishdir. Shu munosabat bilan, zener diyoti bilan ketma-ketlikda, tashqi kuchlanishdagi o'zgarishlarni susaytiradigan yuk qarshiligi kiritilgan. Shuning uchun, zener diyot ham mos yozuvlar diyot deb ataladi. Stabilizatsiya kuchlanishi Ustab fizik mexanizmga bog'liq bo'lib, bu oqimning kuchlanishga keskin bog'liqligini keltirib chiqaradi. Oqimning kuchlanishga bog'liqligi uchun ikkita jismoniy mexanizm mavjud - ko'chki va p n o'tish joyining tunnel buzilishi. Tunnelni buzish mexanizmi bo'lgan zener diodlari uchun stabilizatsiya kuchlanishi Ustab kichik va 5 voltdan kam: Ustab 8 V.

Varicaps Varicap yarimo'tkazgichli diod bo'lib, uning ishlashi pn birikmasining to'siq sig'imining teskari kuchlanishga bog'liqligiga asoslanadi. Varikaplar tebranish zanjirining chastotasini sozlash, chastotani bo'lish va ko'paytirish, chastota modulyatsiyasi, boshqariladigan faza o'tkazgichlari va boshqalarni sozlash uchun davrlarda elektr bilan boshqariladigan sig'imga ega elementlar sifatida ishlatiladi pn-o'tishda tashqi kuchlanish bo'lmasa, potentsial mavjud. to'siq va ichki elektr maydoni. Agar diodaga teskari kuchlanish qo'llanilsa, u holda bu potentsial to'siqning balandligi ortadi. Tashqi teskari kuchlanish elektronlarni n-hududga chuqur itarib yuboradi, buning natijasida kamayadi maydonlar p-n mintaqaning chegaralari plitalar bo'lib xizmat qiladigan eng oddiy tekis kondansatör sifatida ifodalanishi mumkin bo'lgan o'tish. Bunday holda, tekis kondansatkichning quvvati formulasiga muvofiq, plitalar orasidagi masofa ortishi bilan (teskari kuchlanish qiymatining oshishi natijasida) p-n-birikmasining quvvati pasayadi. Bu pasayish faqat taglikning qalinligi bilan cheklanadi, undan tashqarida o'tish kengaytira olmaydi. Ushbu minimal darajaga yetganda, teskari kuchlanishning oshishi bilan sig'im o'zgarmaydi.

n + yarim o'tkazgichda o'tkazuvchanlik zonasining Fermi darajasigacha bo'lgan barcha holatlarini elektronlar, p + yarim o'tkazgichda esa teshiklar egallaydi. Ikki degeneratsiyalangan yarimo'tkazgichlar hosil qilgan p + n + o'tishning tarmoqli diagrammasi: Keling, degeneratsiyalangan p n birikmasining geometrik kengligini hisoblaylik. Bu holda p n o'tish joyining assimetriyasi saqlanib qolgan deb taxmin qilamiz (p + - og'ir dozalangan hudud). Keyin p + n + o'tishning kengligi kichik: Biz elektronning Debroyl to'lqin uzunligini oddiy munosabatlardan hisoblaymiz:

Shunday qilib, p + n + o'tishning geometrik kengligi elektronning de Broyl to'lqin uzunligi bilan solishtirish mumkin bo'ladi. Bunday holda, degeneratsiyalangan p + n + birikmasida, namoyon bo'lishi kvant mexanikasi effektlar, ulardan biri potentsial to'siq orqali tunnel o'tishdir. Tor to'siq uchun to'siq orqali tunnel oqib o'tish ehtimoli nolga teng. Teskari diyot manfiy differentsial qarshilik bo'limiga ega bo'lmagan tunnel diodidir. Nolga yaqin past kuchlanishlarda (mikrovoltlar tartibida) oqim kuchlanishining yuqori chiziqli bo'lmaganligi ushbu diodni aniqlash uchun ishlatishga imkon beradi. zaif signallar mikroto'lqinli pech oralig'ida. Germaniy teskari diyotning volt-amper xarakteristikasi a) to'liq I - V xarakteristikasi; b) turli haroratlarda I - V xarakteristikaning teskari kesimi

Diodli rektifikatorlar A. N. Larionovning uchta yarim ko'prikdagi uch fazali rektifikatori.Diodalar o'zgaruvchan tokni to'g'ridan-to'g'ri oqimga (aniqrog'i, bir yo'nalishli impulsli oqimga) aylantirish uchun keng qo'llaniladi. Diodli rektifikator yoki diodli ko'prik (ya'ni bir fazali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan 4 diodi (uch fazali yarim ko'prik uchun 6 yoki uch fazali to'liq ko'prik uchun 12)) sxema bo'yicha bir-biriga ulangan. ) deyarli hamma uchun quvvat manbalarining asosiy komponentidir elektron qurilmalar... Avtomobil generatorlarida uchta parallel yarim ko'prikda A. N. Larionovning sxemasiga muvofiq uch fazali diodli rektifikator qo'llaniladi, u generatorning o'zgaruvchan uch fazali oqimini avtomobilning bort tarmog'ining to'g'ridan-to'g'ri oqimiga aylantiradi. Cho'tkali kollektorli to'g'ridan-to'g'ri oqim generatori o'rniga diodli rektifikator bilan birgalikda alternatordan foydalanish avtomobil generatorining hajmini sezilarli darajada kamaytirish va uning ishonchliligini oshirish imkonini berdi. Selenli rektifikatorlar hali ham ba'zi rektifikatorlarda qo'llaniladi. Bu rektifikatorlarning o'ziga xos xususiyati shundaki, ruxsat etilgan maksimal oqimdan oshib ketganda, selen (bo'limlar) yonib ketadi, bu (ma'lum darajada) to'g'rilash xususiyatlarining yo'qolishiga yoki qisqa tutashuvning buzilishiga olib kelmaydi. . Yuqori kuchlanishli rektifikatorlar ko'plab ketma-ket ulangan selenli rektifikatorlardan selenli yuqori voltli qutblarni va ko'plab ketma-ket ulangan silikon diodlardan kremniy yuqori voltli qutblarni ishlatadi. Diod detektorlari Diodlar kondansatörler bilan birgalikda amplituda modulyatsiyalangan radio signal yoki boshqa modulyatsiyalangan signallardan past chastotali modulyatsiyani olish uchun ishlatiladi. Diod detektorlari deyarli barcha [manba 180 kun ko'rsatilmagan] radio qabul qiluvchi qurilmalarda qo'llaniladi: radio qabul qiluvchilar, televizorlar va boshqalar Diyotning joriy kuchlanish xarakteristikasining kvadratik qismi ishlatiladi. Diyot himoyasi Diodlar turli qurilmalarni yoqishning noto'g'ri polaritesidan va hokazolardan himoya qilish uchun ham qo'llaniladi. Quvvat o'chirilganda indüktanslar bilan doimiy oqim zanjirlarini diodli himoya qilish uchun ma'lum sxema mavjud. Diyot sariq bilan parallel ravishda ulanadi, shunda diod "ish" holatida yopiladi. Bunday holda, agar siz yig'ishni keskin o'chirib qo'ysangiz, diod orqali oqim paydo bo'ladi va oqim asta-sekin pasayadi (induksion emf dioddagi kuchlanishning pasayishiga teng bo'ladi) va kuchli kuchlanish ko'tarilishi bo'lmaydi, uchqunli kontaktlarning zanglashiga olib keladi va yarimo'tkazgichlarning yonishiga olib keladi. Diod kalitlari Yuqori chastotali signallarni almashtirish uchun ishlatiladi. Tekshirish to'g'ridan-to'g'ri oqim, RF ni ajratish va kondansatkichlar va induktorlar yordamida nazorat qilish signali bilan amalga oshiriladi. Diyot uchqunlaridan himoya qilish Bu elektronikada diodlardan foydalanishni tugatmaydi, lekin boshqa sxemalar, qoida tariqasida, juda yuqori darajada ixtisoslashgan. Maxsus diodlar butunlay boshqacha qo'llash sohasiga ega, shuning uchun ular alohida maqolalarda ko'rib chiqiladi.

Mavzu bo'yicha taqdimot: "Yarim o'tkazgichli diodlar" To'ldiruvchi: R.A.Barmin Gelzin I.E. Yarimo'tkazgichli diod - ikkita terminali bo'lgan chiziqli bo'lmagan elektron qurilma. Diyotning ichki elementlarining ichki tuzilishi, turi, miqdori va doping darajasiga va oqim kuchlanishining xarakteristikasiga qarab, yarimo'tkazgichli diodlarning xususiyatlari har xil. Biz quyidagi turdagi diodlarni ko'rib chiqamiz: p-n birikmasiga asoslangan rektifikator diodlari, zener diodlari, varikaplar, tunnel va teskari diodlar. J J s (e VG 1) p-n birikmasiga asoslangan rektifikator diodi Rektifikator diodi oddiy elektron-teshik birikmasiga asoslangan, bunday diodaning joriy kuchlanish xarakteristikasi aniq nochiziqlikka ega. Oldinga egilishda diod oqimi in'ektsiya bo'lib, kattaligi katta va ko'pchilik tashuvchilar oqimining diffuziya komponenti hisoblanadi. Teskari yo'nalish bilan diod oqimi kichik kattalikda va ozchilik tashuvchisi oqimining drift komponentini ifodalaydi. Muvozanat holatida elektronlar va teshiklarning diffuziya va drift oqimlari tufayli umumiy oqim nolga teng. Guruch. Yarimo'tkazgichli diod parametrlari: a) oqim kuchlanishining xarakteristikasi; b) CVC korpusining dizayni JJ s (e VG 1) tenglama bilan tavsiflanadi dioddagi rektifikatsiya pn birikmasiga asoslangan yarimo'tkazgichli diodaning asosiy xususiyatlaridan biri oqim kuchlanishining keskin assimetriyasidir: yuqori. oldinga egilish bilan o'tkazuvchanlik va teskari moyillik bilan past. Ushbu diod xususiyati rektifikator diodlarda qo'llaniladi. Rasmda dioddagi o'zgaruvchan tokning to'g'rilanishini ko'rsatadigan diagramma ko'rsatilgan. - p-n o'tishga asoslangan ideal diodaning rektifikatsiya koeffitsienti. Xarakterli qarshilik Diyotlarning xarakterli qarshiligining ikki turi mavjud: differentsial qarshilik rD va DC qarshilik RD. Differensial qarshilik DC qarshilik sifatida aniqlanadi RD U I U I 0 (e U 1) Tok kuchlanish xarakteristikasining oldinga bo'limida DC qarshiligi differensial qarshilik RD> rD dan katta, teskari kesimda esa RD dan kichik.< rD. Стабилитроны Стабилитрон - это полупроводниковый диод, вольт-амперная характеристика которого имеет область резкой зависимости тока от напряжения на обратном участке вольт-амперной характеристики. ВАХ стабилитрона имеет вид, представленный на рисунке При достижении напряжения на стабилитроне, называемого напряжением стабилизации Uстаб, ток через стабилитрон резко возрастает. Дифференциальное сопротивление Rдиф идеального стабилитрона на этом участке ВАХ стремится к 0, в реальных приборах величина Rдиф составляет значение: Rдиф 250 Ом. Основное назначение стабилитрона – стабилизация напряжения на нагрузке, при изменяющемся напряжении во внешней цепи. В связи с этим последовательно со стабилитроном включают нагрузочное сопротивление, демпфирующее изменение внешнего напряжения. Поэтому стабилитрон называют также опорным диодом. Напряжение стабилизации Uстаб зависит от физического механизма, обуславливающего резкую зависимость тока от напряжения. Различают два физических механизма, ответственных за такую зависимость тока от напряжения, – лавинный и туннельный пробой p-n перехода. Для стабилитронов с туннельным механизмом пробоя напряжение стабилизации Uстаб невелико и составляет величину менее 5 вольт: Uстаб < 5 В. Для стабилитронов с лавинным механизмом пробоя напряжение стабилизации обычно имеет большие значения и составляет величину более 8 вольт: Uстаб > 8 V. Varikapa Varikap yarimo'tkazgichli diod bo'lib, uning ishlashi p-n o'tishning to'siqni sig'imining teskari kuchlanishga bog'liqligiga asoslangan. Varikaplar tebranish zanjirining chastotasini sozlash, chastotani bo'lish va ko'paytirish, chastota modulyatsiyasi, boshqariladigan faza o'tkazgichlari va boshqalarni sozlash uchun davrlarda elektr bilan boshqariladigan sig'imga ega elementlar sifatida ishlatiladi pn-o'tishda tashqi kuchlanish bo'lmasa, potentsial mavjud. to'siq va ichki elektr maydoni. Agar diodaga teskari kuchlanish qo'llanilsa, u holda bu potentsial to'siqning balandligi ortadi. Tashqi teskari kuchlanish elektronlarni n-mintaqasiga chuqur qaytaradi, buning natijasida p-n birikmasining tükenme hududi kengayadi, bu mintaqaning chegaralari plitalar bo'lib xizmat qiladigan oddiy tekis kondansatör sifatida ifodalanishi mumkin. Bunday holda, tekis kondansatkichning quvvati formulasiga muvofiq, plitalar orasidagi masofa ortishi bilan (teskari kuchlanish qiymatining oshishi natijasida) p-n-birikmasining quvvati pasayadi. Bu pasayish faqat taglikning qalinligi bilan cheklanadi, undan tashqarida o'tish kengaytira olmaydi. Ushbu minimal darajaga yetganda, teskari kuchlanishning oshishi bilan sig'im o'zgarmaydi. Tunnel diodi - bu kuchli doplangan hududlar bilan p + -n + birikmasiga asoslangan yarimo'tkazgichli diod bo'lib, uning to'g'ridan-to'g'ri kesimida oqim kuchlanishining n-shaklidagi kuchlanishga bog'liqligi kuzatiladi. n+-tipli yarimo‘tkazgichlarda o‘tkazuvchanlik zonasining Fermi darajasigacha bo‘lgan barcha holatlarini elektronlar, p+-tipli yarimo‘tkazgichlarda esa teshiklar egallaydi. Ikki degeneratsiyalangan yarimo'tkazgichlar hosil qilgan p + -n + o'tishning tarmoqli diagrammasi: Keling, degeneratsiyalangan p-n birikmasining geometrik kengligini hisoblaylik. Biz bu holatda p-n o'tish joyining assimetriyasi saqlanib qolgan deb taxmin qilamiz (p + - og'ir dozalangan hudud). Keyin p + -n + o'tishning kengligi kichik: 2 s 0 2 0 W 2 s 0 E g qN D 2 1 10 qN D 12 1,6 10 19 1 6 ~ 10 sm ~ 100 Å Biz Debroyl to'lqin uzunligini taxmin qilamiz. oddiy munosabatlardan elektron: E 2 2 2 2m 2 kT; 2 mkT h 2 1 h 2 mkT 2 9,1 10 31 1, 38 10 6, 3 10 34 23 300 ~ 140 Å Shunday qilib, p + -n + o'tishning geometrik kengligi de Broyl to'lqinining uzunligi bilan taqqoslanadigan bo'lib chiqadi. elektron. Bunday holda, kvant mexanik ta'sirlarning namoyon bo'lishini degeneratsiyalangan p + –n + birikmasida kutish mumkin, ulardan biri potentsial to'siq orqali tunnel o'tkazishdir. Tor to'siq uchun to'siq orqali tunnel oqib o'tish ehtimoli nolga teng. Teskari diyot manfiy differentsial qarshilik bo'limiga ega bo'lmagan tunnel diodidir. Nolga yaqin past kuchlanishlarda (mikrovoltlar tartibida) oqim kuchlanishining yuqori chiziqli bo'lmaganligi mikroto'lqinli diapazondagi zaif signallarni aniqlash uchun ushbu dioddan foydalanishga imkon beradi. Germaniy teskari diyotning oqim kuchlanish xarakteristikasi a) to'liq I - V xarakteristikasi; b) turli haroratlarda I - V xarakteristikaning teskari kesimi

1/16

Mavzu bo'yicha taqdimot: Diyot

Slayd № 1

Slayd tavsifi:

Slayd № 2

Slayd tavsifi:

Slayd № 3

Slayd tavsifi:

Tunnel diodi. Tunnel qurilmalarini yaratish haqiqatini tasdiqlovchi birinchi ish tunnel diodasiga bag'ishlangan bo'lib, u Esaki diyot deb ham ataladi va 1958 yilda L. Esaki tomonidan nashr etilgan. Degeneratsiyalangan germaniy p-n o'tish joyida ichki maydon emissiyasini o'rganayotganda, Esaki "anomal" I - V xarakteristikani topdi: xarakteristikaning bo'limlaridan birida differentsial qarshilik salbiy edi. U bu ta'sirni kvant mexanik tunnellash kontseptsiyasidan foydalangan holda tushuntirdi va shu bilan birga nazariy va eksperimental natijalar o'rtasida maqbul kelishuvga erishdi.

Slayd № 4

Slayd tavsifi:

Tunnel diodi. Tunnel diodi - bu kuchli doplangan hududlar bilan p + -n + birikmasiga asoslangan yarimo'tkazgichli diod bo'lib, uning to'g'ridan-to'g'ri kesimida oqim kuchlanishining n-shaklidagi kuchlanishga bog'liqligi kuzatiladi. Ma'lumki, nopoklik energiya tasmasi aralashmalar konsentratsiyasi yuqori bo'lgan yarimo'tkazgichlarda hosil bo'ladi. n-yarim o'tkazgichlarda bunday zona o'tkazuvchanlik zonasi bilan, p-yarimo'tkazgichlarda esa valentlik zonasi bilan ustma-ust tushadi. Natijada, aralashmalar konsentratsiyasi yuqori bo'lgan n-yarimo'tkazgichlarda Fermi darajasi Ec darajasidan yuqori, p-yarimo'tkazgichlarda esa Ev darajasidan past bo'ladi. Natijada, DE = Ev-Ec energiya oralig'ida n-yarimo'tkazgichning o'tkazuvchanlik zonasidagi har qanday energiya darajasi potentsial to'siq orqasida bir xil energiya darajasiga mos kelishi mumkin, ya'ni. p-yarim o'tkazgichning valentlik zonasida.

Slayd № 5

Slayd tavsifi:

Tunnel diodi. Shunday qilib, DE oralig'ida energiya holatiga ega bo'lgan n va p yarim o'tkazgichlardagi zarralar tor potentsial to'siq bilan ajralib turadi. p-yarim o'tkazgichning valentlik zonasida va n-yarim o'tkazgichning o'tkazuvchanlik zonasida DE diapazonidagi ba'zi energiya holatlari erkindir. Binobarin, har ikki tomonida bo'sh energiya sathi mavjud bo'lgan bunday tor potentsial to'siq orqali zarrachalarning tunnel harakati mumkin. To'siqqa yaqinlashganda, zarralar aks etishni boshdan kechiradi va ko'p hollarda orqaga qaytadi, ammo baribir to'siq orqasida zarrachani aniqlash ehtimoli bor, tunnel o'tishi natijasida tunnel oqimining zichligi nolga teng emas va uning zichligi. tunnel oqimi j t0 ga teng. Degeneratsiyalangan p-n birikmasining geometrik kengligini hisoblaymiz. Biz bu holatda p-n o'tish joyining assimetriyasi saqlanib qolgan deb taxmin qilamiz (p + - og'ir dozalangan hudud). Keyin p + -n + o'tishning kengligi kichik: Biz oddiy munosabatlardan elektronning Debroyl to'lqin uzunligini taxmin qilamiz:

Slayd № 6

Slayd tavsifi:

Tunnel diodi. p + -n + o'tishning geometrik kengligi elektronning de Broyl to'lqin uzunligi bilan solishtirish mumkin bo'ladi. Bunday holda, kvant mexanik ta'sirlarning namoyon bo'lishini degeneratsiyalangan p + –n + birikmasida kutish mumkin, ulardan biri potentsial to'siq orqali tunnel o'tkazishdir. Tor to'siq bilan tunnelning to'siqdan oqib o'tish ehtimoli nolga teng !!!

Slayd № 7

Slayd tavsifi:

Tunnel diodi. Tunnel diodli oqimlari. Muvozanat holatida birlashma orqali o'tadigan umumiy oqim nolga teng. O'tish joyiga kuchlanish qo'llanilganda, elektronlar valentlik zonasidan o'tkazuvchanlik zonasiga yoki aksincha tunnel o'tishi mumkin. Tunnel oqimining oqishi uchun quyidagi shartlar bajarilishi kerak: 1) elektronlar tunnelini to'ldirish kerak bo'lgan tutashuv tomonidagi energiya holatlari; 2) o'tishning boshqa tomonida bir xil energiyaga ega bo'lgan energiya holatlari bo'sh bo'lishi kerak; 3) potentsial to'siqning balandligi va kengligi tunnelning cheklangan ehtimoli mavjudligi uchun etarlicha kichik bo'lishi kerak; 4) kvazimomentum saqlanishi kerak. Tunnel diode.swf

Slayd № 8

Slayd tavsifi:

Tunnel diodi. Parametrlar sifatida I - V xarakteristikasining yagona nuqtalarini tavsiflovchi kuchlanish va oqimlardan foydalaniladi. Tepalik oqimi tunnel effekti hududida I - V xarakteristikasining maksimaliga to'g'ri keladi. Yuqori kuchlanish joriy IP ga mos keladi. Iv va Uv past oqimi joriy minimal mintaqadagi I - V xarakteristikani tavsiflaydi. Eritmaning kuchlanishi Upp xarakteristikaning diffuziya tarmog'idagi joriy Ip qiymatiga mos keladi. I = f (U) bog'liqligining tushadigan qismi manfiy differentsial qarshilik bilan tavsiflanadi rD = -dU / dI, uning qiymati ba'zi bir xato bilan formula bilan aniqlanishi mumkin.

Slayd № 9

Slayd tavsifi:

Teskari diodlar. Elektron va teshikli yarim o'tkazgichlarda Fermi energiyasi mos keladigan yoki o'tkazuvchanlik zonasining pastki qismidan yoki valentlik zonasining yuqori qismidan ± kT / q masofada bo'lgan holatni ko'rib chiqaylik. Bunday holda, teskari egilishga ega bo'lgan bunday diodaning oqim kuchlanish xususiyatlari tunnel diodi bilan bir xil bo'ladi, ya'ni teskari kuchlanishning oshishi bilan teskari oqimning tez o'sishi sodir bo'ladi. . Oldinga yo'naltirilgan oqimga kelsak, I - V xarakteristikasining tunnel komponenti o'tkazuvchanlik zonasida to'liq to'ldirilgan holatlar mavjud emasligi sababli butunlay yo'q bo'ladi. Shuning uchun, bunday diodlarda tarmoqli oralig'ining yarmidan kattaroq yoki teng kuchlanishgacha bo'lgan oldinga siljish bilan oqim bo'lmaydi. Rektifikator diodasi nuqtai nazaridan, bunday diodaning oqim kuchlanish xarakteristikasi teskari bo'ladi, ya'ni teskari egilish bilan yuqori o'tkazuvchanlik va oldinga siljish bilan past bo'ladi. Shu munosabat bilan ushbu turdagi tunnel diodlari teskari diyotlar deb ataladi. Shunday qilib, teskari diyot manfiy differentsial qarshilik bo'limiga ega bo'lmagan tunnel diodidir. Nolga yaqin past kuchlanishlarda (mikrovoltlar tartibida) oqim kuchlanishining yuqori chiziqli bo'lmaganligi mikroto'lqinli diapazondagi zaif signallarni aniqlash uchun ushbu dioddan foydalanishga imkon beradi.

Slayd № 10

Slayd tavsifi:

Vaqtinchalik jarayonlar. Asoslangan yarimo'tkazgichli diyotdagi kuchlanishning tez o'zgarishi bilan muntazam p-n o'tish, statik oqim kuchlanish xususiyatiga mos keladigan diod orqali oqimning qiymati darhol o'rnatilmaydi. Bunday kommutatsiya paytida oqimni o'rnatish jarayoni odatda vaqtinchalik jarayon deb ataladi. Yarimo'tkazgichli diodlardagi vaqtinchalik jarayonlar diodning bazasida to'g'ridan-to'g'ri yoqilganda ozchilik tashuvchilarning to'planishi va dioddagi kuchlanish polaritesining tez o'zgarishi bilan bazada ularning rezorbsiyasi bilan bog'liq. Oddiy diodaning bazasida elektr maydoni yo'qligi sababli, bazadagi ozchilik tashuvchilarning harakati diffuziya qonunlari bilan belgilanadi va nisbatan sekin sodir bo'ladi. Natijada, bazada tashuvchining to'planishi kinetikasi va ularning rezorbsiyasi kommutatsiya rejimida diodlarning dinamik xususiyatlariga ta'sir qiladi. Diyot to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish U dan teskari kuchlanishga o'tkazilganda I oqimdagi o'zgarishlarni ko'rib chiqing.

Slayd № 11

Slayd tavsifi:

Vaqtinchalik jarayonlar. Statsionar holatda dioddagi oqim tenglama bilan tavsiflanadi Vaqtinchalik jarayonlar tugagandan so'ng, dioddagi oqim J0 ga teng bo'ladi. Vaqtinchalik jarayonning kinetikasini, ya'ni o'zgarishini ko'rib chiqing joriy p-n oldinga kuchlanishdan teskari tomonga o'tishda o'tish. Diyot assimetrik pn-birikmasi asosida oldinga yo'naltirilgan bo'lsa, diod asosiga muvozanatsiz teshiklar AOK qilinadi. Poydevorda nomutanosib AOK qilingan teshiklarning vaqt va makon o'zgarishi tasvirlangan. uzluksizlik tenglamasi:

Slayd № 12

Slayd tavsifi:

Vaqtinchalik jarayonlar. t = 0 vaqtida AOK qilingan tashuvchilarning bazada taqsimlanishi diffuziya tenglamasidan aniqlanadi va quyidagi shaklga ega: umumiy qoidalar diyotdagi kuchlanishni oldinga teskari tomonga o'tkazish vaqtida teskari oqim diodaning termal oqimidan sezilarli darajada katta bo'lishi aniq. Bu sodir bo'ladi, chunki diodaning teskari oqimi oqimning drift komponentiga bog'liq va uning qiymati, o'z navbatida, ozchilik tashuvchilarning kontsentratsiyasi bilan belgilanadi. Bu kontsentratsiya diodning bazasida emitentdan teshiklarni quyish tufayli sezilarli darajada oshadi va dastlabki daqiqada xuddi shu tenglama bilan tavsiflanadi.

Slayd № 13

Slayd tavsifi:

Vaqtinchalik jarayonlar. Vaqt o'tishi bilan muvozanatsiz tashuvchilarning kontsentratsiyasi pasayadi, shuning uchun teskari oqim ham kamayadi. Teskari qarshilikning tiklanish vaqti yoki yutilish vaqti deb ataladigan t2 vaqtida teskari oqim termal oqimga teng qiymatga keladi. Bu jarayonning kinetikasini tavsiflash uchun uzluksizlik tenglamasining chegara va boshlang’ich shartlarini quyidagi ko’rinishda yozamiz. t = 0 vaqtida bazada AOK qilingan tashuvchilarni taqsimlash tenglamasi amal qiladi. Bir lahzada statsionar holat o'rnatilganda, bazada muvozanat bo'lmagan tashuvchilarning statsionar taqsimlanishi quyidagi munosabat bilan tavsiflanadi:

Slayd № 14

Slayd tavsifi:

Vaqtinchalik jarayonlar. Teskari oqim faqat p-n o'tish joyining fazoviy zaryad mintaqasi chegarasiga teshiklarning tarqalishiga bog'liq: Teskari oqimning kinetikasini topish tartibi quyidagicha. Chegaraviy shartlarni hisobga olgan holda uzluksizlik tenglamasi yechiladi va p (x, t) asosdagi muvozanatsiz tashuvchilar konsentratsiyasining vaqt va koordinataga bog‘liqligi topiladi. Rasmda turli vaqtlardagi p (x, t) konsentratsiyasining koordinata bog'liqliklari ko'rsatilgan. Turli vaqtlardagi p (x, t) konsentratsiyasining koordinatali bog'liqliklari

Slayd № 15

Slayd tavsifi:

Vaqtinchalik jarayonlar. Dinamik konsentratsiyani p (x, t) almashtirib, biz teskari oqim J (t) ning kinetik bog'liqligini topamiz. Teskari oqimning J (t) ga bog'liqligi quyidagi ko'rinishga ega: Bu erda qo'shimcha xato taqsimot funksiyasi birinchi kengayishga teng. qo'shimcha funktsiya xatolar ko'rinishga ega: Funktsiyani kichik va katta vaqt holatlarida ketma-ket kengaytiramiz: t> p. Biz olamiz: Bu nisbatdan kelib chiqadiki, hozirgi vaqtda t = 0 teskari oqimning qiymati cheksiz katta bo'ladi. Ushbu oqim uchun jismoniy cheklov diod bazasining ohmik qarshiligidan o'tishi mumkin bo'lgan maksimal oqim bo'ladi rB teskari kuchlanishda U. Bu oqimning kattaligi, Jav kesish oqimi deb ataladi, tengdir: Jav = U / rB. . Teskari oqim doimiy bo'lgan vaqtga kesish vaqti deyiladi.

Slayd № 16

Slayd tavsifi:

Vaqtinchalik jarayonlar. Impulsli diodlar uchun diodaning teskari qarshiligining kesish vaqti tav va tiklanish vaqti tw muhim parametrlardir. Ularning qiymatini pasaytirishning bir necha yo'li mavjud. Birinchidan, diod bazasidagi muvozanatsiz tashuvchilarning ishlash muddati bazaning kvazineytral hajmiga chuqur rekombinatsiya markazlarini kiritish orqali qisqartirilishi mumkin. Ikkinchidan, siz diodaning asosini ingichka qilib qo'yishingiz mumkin, shunda muvozanatsiz tashuvchilar taglikning orqa tomonida qayta birlashadi.

https://accounts.google.com

Slayd sarlavhalari:

Elektron teshikka o'tish. Transistor

Elektron-teshik birikmasi (yoki n - p o'tish) ikkita yarim o'tkazgichning aloqa hududidir. turli xil turlari o'tkazuvchanlik.

Ikkita n va p turdagi yarimo'tkazgichlar kontaktga tushganda, diffuziya jarayoni boshlanadi: p-mintaqasidan teshiklar n-mintaqaga o'tadi va elektronlar, aksincha, n-hududdan p-mintaqaga o'tadi. Natijada, kontakt zonasi yaqinidagi n-mintaqada elektronlar kontsentratsiyasi kamayadi va musbat zaryadlangan qatlam paydo bo'ladi. P-mintaqada teshik konsentratsiyasi pasayadi va manfiy zaryadlangan qatlam paydo bo'ladi. Yarimo'tkazgich chegarasida elektr qo'sh qavat hosil bo'ladi, uning elektr maydoni elektronlar va teshiklarning bir-biriga tarqalishi jarayonini oldini oladi.

Har xil turdagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan yarimo'tkazgichlar orasidagi chegara hududi (blokirovka qatlami) odatda o'nlab va yuzlab atomlararo masofalarning qalinligiga etadi. Ushbu qatlamning kosmik zaryadlari p va n hududlari o'rtasida blokirovka qiluvchi kuchlanish U s hosil qiladi, bu germaniy n - p o'tish joylari uchun taxminan 0,35 V ga va kremniy birikmalari uchun 0,6 V ga teng.

Issiqlik muvozanati sharoitida tashqi elektr kuchlanishi bo'lmaganda, elektron-teshik birikmasidan o'tadigan umumiy oqim nolga teng.

Agar n - p o'tish manbaga ulangan bo'lsa, manbaning musbat qutbi p mintaqasiga, manfiy qutb esa n mintaqaga ulangan bo'lsa, u holda blokirovka qatlamidagi elektr maydon kuchi kamayadi, bu esa uni osonlashtiradi. ko'pchilik tashuvchilarning kontakt qatlami orqali o'tishi. P-mintaqadagi teshiklar va n-hududdagi elektronlar bir-biriga qarab harakatlanib, n - p - o'tish joyini kesib, oldinga yo'nalishda oqim hosil qiladi. Bu holda n - p o'tish joyi orqali oqim manba kuchlanishining oshishi bilan ortadi.

Agar n - p o'tish joyi bo'lgan yarimo'tkazgich oqim manbaiga ulangan bo'lsa, manbaning musbat qutbi n mintaqaga va manfiy qutb p mintaqasiga ulangan bo'lsa, u holda blokirovka qatlamidagi maydon kuchi ortadi. p-mintaqasidagi teshiklar va n-mintaqasidagi elektronlar n - p - o'tish joyidan siljiydi va shu bilan blokirovka qatlamidagi ozchilik tashuvchilari kontsentratsiyasini oshiradi. n - p o'tish joyi orqali amalda oqim yo'q. Juda ahamiyatsiz teskari oqim faqat yarimo'tkazgich materiallarining ichki o'tkazuvchanligi, ya'ni p-mintaqada erkin elektronlarning kichik kontsentratsiyasi va n-mintaqasidagi teshiklarning mavjudligi bilan bog'liq. Bu holda n - p - birikmasiga qo'llaniladigan kuchlanish teskari deb ataladi.

N - p o'tishning deyarli faqat bitta yo'nalishda oqim o'tkazish qobiliyati yarimo'tkazgichli diodlar deb ataladigan qurilmalarda qo'llaniladi. Yarimo'tkazgichli diodlar kremniy yoki germaniy kristallaridan tayyorlanadi. Ularni ishlab chiqarishda boshqa turdagi o'tkazuvchanlikni ta'minlaydigan nopoklik qandaydir turdagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan kristallga birlashtiriladi. Yarimo'tkazgichli diodlar vakuum diodlariga nisbatan juda ko'p afzalliklarga ega - kichik o'lchamlar, uzoq xizmat muddati, mexanik kuch. Yarimo'tkazgichli diodlarning muhim kamchiliklari ularning parametrlarining haroratga bog'liqligidir. Masalan, silikon diodlar faqat -70 ° C dan 80 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida qoniqarli ishlashi mumkin. Germanium diodlari uchun ish harorati oralig'i biroz kengroqdir.

Bitta emas, ikkita n - p o'tish joyi bo'lgan yarimo'tkazgichli qurilmalar tranzistorlar deyiladi. Ism birikmasidan kelib chiqqan Inglizcha so'zlar: uzatish - uzatish va qarshilik - qarshilik. Odatda tranzistorlarni yaratish uchun germaniy va kremniy ishlatiladi. Ikki xil tranzistorlar mavjud: p - n - p tranzistorlar va n - p - n tranzistorlar.

P - n - p germaniy tranzistori donor nopokligi bo'lgan germaniydan, ya'ni n-tipli yarimo'tkazgichdan tayyorlangan kichik plastinka. Ushbu plastinkada qabul qiluvchi nopokligi bo'lgan ikkita hudud, ya'ni teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan hududlar yaratiladi.

N - p - n tipidagi tranzistorda asosiy germaniy plitasi p tipidagi o'tkazuvchanlikka ega va unda yaratilgan ikkita hudud n tipidagi o'tkazuvchanlikka ega.

Transistorning plitasi taglik (B) deb ataladi, qarama-qarshi turdagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan hududlardan biri kollektor (K), ikkinchisi esa emitent (E) deb ataladi. Odatda, kollektorning hajmi emitentning hajmidan kattaroqdir.

V konventsiyalar turli tuzilmalar, emitent o'qi tranzistor orqali oqim yo'nalishini ko'rsatadi.

Ap - n - p - tuzilmali tranzistorni sxemaga kiritish "Emitent-baza" o'tishi oldinga (o'tkazuvchanlik) yo'nalishda (emitter davri) va "kollektor-tayanch" o'tish - blokirovka yo'nalishida (kollektor) yoqiladi. sxema).

Emitent zanjiri yopilganda, teshiklar - emitentdagi asosiy zaryad tashuvchilar - undan bazaga o'tib, bu zanjirda I e tok hosil qiladi. Ammo emitentdan bazaga kirgan teshiklar uchun kollektor pallasida n - p o'tish joyi ochiq. Teshiklarning ko'pchiligi bu o'tishning maydoni tomonidan tutiladi va kollektorga kirib, I ga oqim hosil qiladi.

Kollektor oqimi amalda emitent oqimiga teng bo'lishi uchun tranzistorning asosi juda nozik qatlam shaklida amalga oshiriladi. Emitent zanjiridagi oqim o'zgarganda, kollektor zanjiridagi oqim ham o'zgaradi.

Agar o'zgaruvchan kuchlanish manbai emitent pallasiga ulangan bo'lsa, u holda kollektor pallasiga ulangan R rezistorida ham o'zgaruvchan kuchlanish paydo bo'ladi, uning amplitudasi kirish signalining amplitudasidan ko'p marta katta bo'lishi mumkin. Shuning uchun tranzistor AC kuchlanish kuchaytirgichi sifatida ishlaydi.

Biroq, bunday tranzistor kuchaytirgich sxemasi samarasiz, chunki unda signalning joriy kuchaytirilishi yo'q va butun emitent oqimi I e kirish signali manbalari orqali oqadi. Haqiqiy tranzistor kuchaytirgich sxemalarida o'zgaruvchan kuchlanish manbai u orqali faqat kichik bazaviy tok I b = I e - I k o'tishi uchun yoqiladi.Asosiy tokning kichik o'zgarishi kollektor oqimining sezilarli o'zgarishiga olib keladi. Bunday sxemalarda joriy daromad bir necha yuz bo'lishi mumkin.

Hozirgi vaqtda yarimo'tkazgichli qurilmalar radioelektronikada keng qo'llaniladi. Zamonaviy texnologiya yarimo'tkazgichli qurilmalar - diodlar, tranzistorlar, yarimo'tkazgichli fotodetektorlar va boshqalarni bir necha mikrometr o'lchamdagi ishlab chiqarish imkonini beradi. Integral mikrosxemalar va ularni qo'llash tamoyillarini ishlab chiqish bilan shug'ullanadigan mikroelektronikaning rivojlanishi elektron texnologiyaning sifat jihatidan yangi bosqichi bo'ldi.

Integratsiyalashgan mikrosxema juda ko'p sonli o'zaro bog'langan elementlar to'plami deb ataladi - ultra-kichik diodlar, tranzistorlar, kondansatkichlar, rezistorlar, birlashtiruvchi simlar, ular bittadan yasalgan. texnologik jarayon bitta kristal ustida. 1 sm 2 o'lchamdagi mikrosxemada bir necha yuz ming mikroelement bo'lishi mumkin. Mikrosxemalardan foydalanish zamonaviy elektron texnologiyalarning ko'plab sohalarida inqilobiy o'zgarishlarga olib keldi. Bu, ayniqsa, elektron hisoblash sohasida yaqqol namoyon bo'ladi. O'n minglab elektron quvurlarni o'z ichiga olgan va butun binolarni egallagan katta hajmli kompyuterlar shaxsiy kompyuterlar bilan almashtirildi.

Ko‘rib chiqish:

Taqdimotlarni oldindan ko'rishdan foydalanish uchun o'zingizga Google hisobini (hisob qaydnomasini) yarating va unga kiring: