Конспект лекций Электронная техника. Конспект лекций по дисциплине электронная техника специальности автоматизация технологических процессов и производств
 Скачать 3.06 Mb.
|
Лекция 4 Разновидности диодов: стабилитроны, стабистор, диод Шоттки, варикап, туннельный диод, обращенный диод.Цель обучающая:
Цель развивающая:
Цель воспитательная
Тип урока: Урок изучения нового материала и первичного закрепления Средства обучения: Вербальные: голос, речь, учебная литература, проектор. Ход урока
Стабилитрон – это полупроводниковый диод, сконструированный для работы в режиме электрического пробоя. В стабилитронах может иметь место и туннельный, лавинный и смешанный пробой в зависимости от удельного сопротивления базы. В стабилитронах с низкоомной базой (до 5,7В) имеет место туннельный пробой, а в стабилитронах с высокоомной базой – лавинный пробой. Основные параметры стабилитрона:
Стабистор – это полупроводниковый диод, напряжение на котором при прямом включении (около 0,7В) мало зависит от тока. Стабистор предназначен для стабилизации малых напряжений. Диод Шоттки. Диод Шоттки (также правильно Шотки, сокращённо ДШ) — полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении. В диоде Шоттки используется не p-n переход, а выпрямляющий контакт металл-полупроводник. Варикап Варикап – это полупроводниковый диод, предназначенный для работы в качестве конденсатора, емкость которого управляется напряжением. Туннельный диод Туннельный диод – это полупроводниковый диод, в котором используется явление туннельного пробоя при включении в прямом направлении. Обращенный диод – это полупроводниковый диод, у которого участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением на вольт-амперной характеристике отсутствует или слабо выражен Переход и диод Шоттки: получение и включения в прямом и обратном направлении Переход Шоттки возникает на границе металла, уровень Ферми ко-торого находится в зоне проводимости, и полупроводника элек-тронного типа проводимости, который имеет более низкую работу выхода, чем у металла. Для успешного функционирования перехода Шоттки приграничная область полупроводника должна быть бедна электронами, чтобы она обладала более низкой проводимостью, чем остальная часть полупроводникового кристалла. Электроны из при-граничной области полупроводника поступают в металл с более высокой работой выхода и не могут уйти обратно. На покинутом электронами месте в полупроводнике остаются положительные не-компенсированные ионы. Между металлом и полупроводником возникнет электрическое поле, тормозящее и возвращающее обрат-но основные носители заряда полупроводника. Подсоединим переход Шоттки к внешнему источнику питания так, чтобы отрицательное напряжение было приложено к металлу, а положительное – к полупроводнику. Внешнее поле, которое будет направлено в ту же сторону, что и внутренне поле перехода Шотт-ки, будет отталкивать электроны полупроводника вглубь от грани-цы перехода. Для электронов металла внешнее поле будет уско-ряющим, однако они не покинут металл с более высокой работой выхода, чем полупроводник. Дрейфовый обратный ток через пере-ход Шоттки совершенно отсутствует, а описанное включение пере-хода называют обратным. Подключим теперь переход Шоттки к внешнему источнику пи-тания так, чтобы положительное напряжение было подано к метал-лу, а отрицательное – к полупроводнику. Внешнее поле будет на-правлено встречно внутреннему полю перехода Шоттки, и станет переносить электроны из полупроводника через переход в металл. В металле отсутствуют неосновные носители заряда, и инжекция не-основных носителей заряда не возникает. Через переход Шоттки течѐт прямой ток, а рассмотренное включение называют прямым. Для изготовления переходов Шоттки в качестве полупроводника обычно используют кремний, а применяемые металлы и химические соединения – это золото, силицид платины, молибден и другие. Пе-реход Шоттки не получить простым соприкосновением металла и полупроводника, а на металлическую пластину по технологиям эпи-таксиального наращивания или напыления в вакууме наносят плѐн-ку полупроводника. Слой положительно заряженных ионов донорной примеси на границе полупроводника и металла с большей работой выхода на-зывают переходом Шоттки в честь немецкого учѐного Вальтера Германа Шоттки, который одним из первых физиков изучал контак-ты металлов и полупроводников. Вальтер Шоттки родился 23 июля 1886 года, а скончался 4 марта 1976 года. Переходы Шоттки выступают основой диодов Шоттки. К досто-инствам последних относят чрезвычайно малый обратный ток, ко-торый для отдельных диодов Шоттки может составлять единицы пикоампер, возможность работы компонентов отдельных марок на частотах до сотен гигагерц и даже выше. Некоторые мощные диоды Шоттки, которые используют в высокочастотных выпрямителях импульсных источников питания, допускают прямые токи в сотни ампер. Прямое падение напряжения на переходе Шоттки меньше, чем у типового электронно-дырочного перехода. Основными недостатками диодов Шоттки выступают высокая стоимость используемых материалов и довольно низкое максималь-но допустимое обратное напряжение, которое обычно составляет всего лишь от 25 В до 150 В. Выдерживающие более высокие об-ратные напряжения диоды Шоттки (например, 400 В, 600 В), обыч-но получают последовательным соединением нескольких переходов Шоттки. От этого падение напряжения на сборке диодов Шоттки в прямом включении станет примерно таким же, или даже большим, чем у аналогичного по некоторым параметрам диода с электронно-дырочным переходом. |
- (ТКН) температурный коэффициент напряжения стабилизации.