Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
На основе использования свойств р-n-перехода в настоящее время создано множество различных типов полупроводниковых диодов.
Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Их основные параметры: Iпр max -максимальный прямой ток; Vпр - падение напряжения на диоде при прямом смещении и заданном токе; Iобр -ток через диод при обратном смещении и заданном напряжении; Vобр max - максимальное обратное напряжение; f-диапазон частот, в котором выпрямленный ток не снижается меньше заданного уровня.
По величине выпрямленного тока выпрямительные диоды малой(Iпр 10 А) и большой (Iпр >10A) мощности. Для создания выпрямительных диодов применяются плоскостные p-n-переходы, полученные сплавлением и диффузией. Высокие значения Iпр обеспечиваются использованием p-n-переходов с большой площадью.
Большие значения Vобр max достигаются использованием в качестве базы диода материала с высоким удельным сопротивлением. Наибольшие значения Vобр max могут быть получены при использовании p-i-n-диода, так ширина области объемного заряда в нем наибольшая, а следовательно, наибольшее и значение напряжение пробоя. Так как с изменением температуры Vобр max изменяется, то его значение дается для определенной температуры (обычно комнатную) .
При больших Iпр в диоде, вследствие падения напряжения на нем, выделяется тепло. Поэтому выпрямительные диоды отличаются от остальных типов диодов большими размерами корпуса и внешних выводов для улучшения теплоотвода.
Выпрямительные диоды изготавливают в настоящее время в основном из кремния и германия. Кремниевые диоды позволяют получать высокие обратные напряжения пробоя, так как удельное сопротивление собственного кремния (p 10 Ом см) много больше удельного сопротивления собственного германия(p 50 Ом см). Кроме этого, кремниевые диоды оказываются работоспособными в большем интервале температур (-60. . . +125С), поскольку ширина запрещенной зоны в кремнии(1, 12эВ)больше, чем в германии(0, 72эВ), а следовательно, обратный ток меньше(1, 46).
Германиевые диоды работоспособны в меньшем интервале температур(-60. . . +85C), однако их выгоднее применять при выпрямлении низких напряжений, так как Vпр для германиевых диодов(0, 3. . . 0, 8 B ) меньше , чем для кремниевых(до 1, 2В). Следовательно, меньше будет и мощность, рассеиваемая внутри германиевого диода.
Полупроводниковые диоды, на вольт-амперной характеристике которых имеется участок со слабой зависимостью напряжения от тока, называются стабилитронами. Таким участком является участок пробоя p-n-перехода. Для изготовления стабилитронов используют кремний, так как обратный ток кремниевых диодов, по сравнению с германиевыми, меньше зависят от температуры, а следовательно, вероятность теплового пробоя в них меньше и напряжение на участке пробоя (лавинного или туннельного)почти не изменяется с изменением тока.
Основные параметры стабилитронов:Vст-напряжение стабилизации; Iст min-минимальный ток, с которого начинается стабилизация напряжения; Rд=dV/dI-дифференциальное сопротивление (в рабочей точке); Rстат=V/I-статическое сопротивление (в рабочей точке); Q=Rд/Rстат-коэффициент качества; ТНК=(1/Vст)(dVст/dT)-температурный коэффициент напряжения стабилизации.
Стабилитроны изготавливаются с различными значениями Vст, от 3 до 200 В.
Для диодов с Vст>7В ширина p-n-перехода достаточно велика и механизм пробоя лавинный. С ростом температуры обратный ток диода увеличивается, так-же увеличивается и напряжение пробоя. Это обусловлено тем, что тепловое рассеяние увеличивается, длина свободного пробега носителей уменьшается и к p-n-переходу требуется приложить большее напряжение, чтобы носители заряда на большем пути (равном длине свободного пробега) набрали кинетическую энергию, достаточную для ионизации.
В