🗊Презентация Элементная база электронных устройств

Кремниевые диоды Особенности конструкции На каждой стороне диода имплантируются примеси (бор на стороне анода, мышьяк или фосфор на стороне катода), а соединение, где встречаются примеси - «p-n-переход». Кремниевые диоды имеют прямое смещение напряжения 0.7В. Параметры работы Как только разность напряжений между анодом и катодом достигает 0.7 В, диод начнет проводить электрический ток через его p-n-переход. Когда разность напряжений падает менее 0.7 В, p-n-соединение прекратит проводить электрический ток, и диод перестанет функционировать как электрический путь. .

Германиевые диоды Германиевые диоды изготавливаются аналогично кремниевым диодам. В германиевых диодах также используется p-n-переход и имплантируются те же примеси, которые имплантируются в кремниевые диоды. Однако германиевые диоды имеют напряжение смещения 0.3 вольта.

Арсенидгаливые диоды Отличаются в несколько раз меньшими массогабаритными показателями, так как позволяют работать из-за повышенной ширины запрещенной зоны при температурах перехода до +240... +280 °С. Столь высокие допустимые значения температуры перехода обеспечивают также выигрыш в массе радиоэлектронных устройств за счет уменьшения теплорассеивающих элементов. Преимущества арсенида галлия по сравнению с кремнием большая подвижность носителей заряда, что позволяет использовать диоды в диапазоне частот преобразования 100...500 кГц. Переключая импульсные токи до 500 А .В настоящее время промышленностью выпускаются ар-сенидгаллиевые диоды на импульсное обратное напряжение 100…600 В, средний прямой ток до 50 А, импульсное прямое напряжение до 2,5 В с временем обратного восстановления до 0,5 мкс.

То́чечный дио́д Особенности конструкции 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. Благодаря малой площади p-n перехода, и как следствие маленькой ёмкости перехода, точечный диод обычно имеет предельную частоту около 300—600 МГц. Недостатки механическая прочность, невысокий максимальный ток и чувствительность к перегрузкам, обусловленные малой площадью p-n перехода.

Плоскостные диоды Особенности конструкции имеют плоский электрический переход, линейные размеры которого, определяющие его площадь, значительно больше ширины р-n-перехода. Площадь может составлять от сотых долей квадратных миллиметров (микроплоскостные диоды) до нескольких десятков квадратных сантиметров (силовые диоды). Переход выполняют в основном методами вплавления. Используются для работы на частотах до 10 кГц. Ограничение по частоте связано с большой барьерной емкостью р-n-перехода (до десятков пикофарад). Плоскостные диоды бывают малой мощности (до 1 Вт), средней мощности (на токи до 1 А, напряжение до 600 В) и мощные (на токи до 2000 А).

Диффузионные диоды Особенности конструкции Переход создается посредством диффузии примеси, находящейся в газообразной, жидкой или твердой фазах, в полупроводниковую пластину. Если диффузия примеси проводится через отверстия (окна) в защитном слое, нанесенном на поверхности полупроводника, то получают так называемый планарный р/п переход. Диффузионные диоды отличаются от сплавных меньшей собственной емкостью и малым значением постоянной времени

диоды Шоттки Особенности конструкции в отличие от обычных диодов на основе p-n перехода, используется переход металл-полупроводник, который ещё называют барьером Шоттки. Этот барьер, так же, как и полупроводниковый p-n переход, обладает свойством односторонней электропроводимости и рядом отличительных свойств. В качестве материала для изготовления диодов с барьером Шоттки используется кремний (Si) и арсенид галлия (GaAs), а также такие металлы как золото, серебро, платина, палладий и вольфрам. Характеристики малое прямое падение напряжения (0,2-0,4 В) на переходе и высокое быстродействие. Максимальное обратное напряжение обычно до 250В . Недостатки при кратковременном превышении обратного напряжения они мгновенно выходят из строя и главное необратимо. В то время как кремниевые силовые вентили после прекращения действия превышенного напряжения прекрасно самовосстанавливаются и продолжают работать. Кроме того обратный ток диодов очень сильно зависит от температуры перехода. На большом обратном токе возникает тепловой пробой.

Туннельный диод Особенности конструкции В материале диода имеются присадки в гораздо большем объеме, нежели в обычном диоде, а его P-N переход очень узкий и хорошо проводит ток в обе стороны. Потенциал, который необходим для того, чтобы заставить туннельный диод выступать в роли проводника, будь то в режиме прямого или обратного смещения, очень невелик, обычно этот потенциал находится в диапазоне милливольт. Именно поэтому туннельные диоды известны как приборы с низким сопротивлением. В обычных условиях туннельные диоды работают в области своего отрицательного сопротивления. В данной области незначительное уменьшение напряжения включает этот прибор, а небольшое повышение — выключает его. В качестве такого своеобразного выключателя туннельный диод может использоваться либо как генератор, либо как высокоскоростной выключатель. Могут также использоваться в качестве усилителей, где изменения в подаваемом напряжении в сторону повышения, вызывают пропорционально более значительные изменения тока в цепи.

Излучающий диод работающий в видимом диапазоне волн, часто называют светоизлучающим, или светодиодом. Излучение возникает при протекании прямого тока диода в результате рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода и в областях, примыкающих к указанной области. При рекомбинации излучаются фотоны. Для излучающих диодов, работающих в видимом диапазоне (длина волны от 0,38 до 0,78 мкм, частота около, но меньше 1015 Гц), Для излучающих диодов, работающих не в видимом диапазоне, используют характеристики, отражающие зависимость мощности излучения Р от тока диода i

Фотодиоды Принцип работы основан на воздействии оптического излучения. В результате, материал изменяет свои качества, что позволяет ему выполнять различные функции в электрических цепях. Простой фотодиод является обыкновенным полупроводниковым диодом с р-п-переходом, на который оказывает действие оптическое излучение. При полном отсутствии светового потока, диод находится в состоянии равновесия и обладает обычными свойствами. Действие излучения направлено на р-п-переход. Энергия, с которой поглощаются фотоны, превышает ширину запрещенной зоны, что приводит к возникновению электронно-дырочных пар. Данные пары, состоящие из электронов и дырок, получили наименование фотоносителей.