🗊Презентация Полупроводниковые диоды

Полупроводниковые диоды Выполнил студент группы Э-206а Тимиряев Даниил

Полупроводниковый диод – это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство выпрямляющего электрического перехода. Полупроводниковый диод – это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство выпрямляющего электрического перехода.

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: 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.

Плоскостные диоды 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.

Точечные диоды 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.

. .

Выпрямительные диоды   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, 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. 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.

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. 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.

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. 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.

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.  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

Импульсные диоды 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.

Туннельные диоды 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.

Диоды Шоттки Основу структуры диода Шоттки составляет контакт «металл – полупроводник», который возникает в месте соприкосновения полупроводникового кристалла n- или р-типа проводимости с металлами.

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. 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.

Варикапы 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.

Стабилитроны 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.

Графическое изображение диодов

Условные обозначения и классификация полупроводниковых приборов 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.

Второй элемент – буква, обозначает подкласс полупроводниковых диодов. Обычно буква выбирается из названия диода, как первая буква названия: 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.

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. 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.

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. 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.

Примеры обозначения полупроводниковых приборов 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.

АИ201А – диод на основе арсенида галлия (А), туннельный (И), генераторный (2), номер разработки 01, разновидность по параметрам А. АИ201А – диод на основе арсенида галлия (А), туннельный (И), генераторный (2), номер разработки 01, разновидность по параметрам А.