Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Объясните особенности импульсных диодов. Определите типы и основные параметры импульсных диодов.

Читайте также:
  1. A) Сервис Параметры Вид Отображать Строка состояния команд меню
  2. I. Основные термины курса
  3. I. Особенности формирования отраслевой системы оплаты труда работников учреждений здравоохранения
  4. II. Особенности учета операций по осуществлению функций главного распорядителя, распорядителя и получателя средств федерального бюджета
  5. III Блок: 5. Особенности работы социального педагога с детьми-сиротами и детьми, оставшимися без попечения родителей.
  6. PR-мероприятия для СМИ (виды, характеристика, особенности).
  7. S: Перечислите основные направления в исламе.
  8. S: Перечислите основные направления в исламе.
  9. S: Перечислите основные направления протестантизма.
  10. S: Перечислите основные причины возникновения религии.

Импульсные диоды обладают следующими основными параметрами:Общая ёмкость диода Сд (доли nФ – несколько пФ)Максимальная импульсное прямое напряжение Uпр и max (единицы В)Максимально допустимый импульсный ток Iпр и max (сотни mA) Время установления прямого напряжения tуст – время от момента подачи импульса прямого тока до достижения заданного значения прямого напряжения на нём (доли нс – доли мкс). Это время Зависит от скорости движения внутрь базы инпретированных через переход неосновных носителей, в результате которого наблюдается уменьшене её сопротивления. Время восстановления обратного сопротивления диода tвост вост.) Изготовление р-n-переходов методом диффузии примесей значительно улучшает параметр tвост. Большинство конструкций импульсных диодов имеет металлостеклянный или стеклянный корпус. Показана конструкция германиевых импульсных микросплавных диодов 1Д508А, ГД508А, ГД508Б, предназначенных для применения в сверхбыстрых действующих формирователях импульсов. Выпускаются диоды в стеклянном корпусе. Масса диода не более 0,2 г.Конструкция германиевых импульсных микросплавных диодов 1Д508А, ГД508А, ГД508Б Показана конструкция кремниевого диффузионного импульсного диода КД805А, предназначенного для применения в импульсных схемах. Выпускаются диоды в металлическом корпусе с гибкими выводами. Диод обозначается на корпусе продольной полосой красного цвта. Масса диода не более 0,15 г

Конструкция кремниевого диффузионного импульсного диода КД805А

 

 

Какое свойство p-n перехода используется в стабилитронах? Дайте определение ВАХ стабилитрона и определите ее поведение. Почему для стабилитронов используют Si. Зарисуйте схему включения стабилитрона и поясните сущность процесса стабилизации. Приведите основные параметры стабилитронов. Определите области их практического применения.

характе­ристика стабилитрона при обратном токе, показывающая, что в режиме ста­билизации напряжение меняется мало. в области электрического пробоя имеет участок, который может быть использован для стабилизации напряжения. Такой участок у кремниевых плоскостных диодов соответствует изменениям обратного тока в широких пределах. При этом до наступления пробоя обратный ток очень мал, а в режиме пробоя, т. е. в режиме стабилизации, он становится такого же порядка, как и прямой ток. В настоящее время выпускаются исключительно кремниевые стабилитроны многих типов. Их также называют опорными диодами, так как получаемое от них стабильное напряжение в ряде случаев используется в качестве эталонного.



Нагрузка (потребитель) включена параллельно стабилитрону. Поэтому в режиме стабилизации, когда напряжение на стабилитроне почти постоянно, такое же напряжение будет и на нагрузке. Все изменения напряжения источника Е при его нестабильности почти полностью поглощаются ограничительным резистором Rогр..Наиболее часто стабилитрон работает в таком режиме, когда напряже­ние источника нестабильно, а сопротивление нагрузки Rн постоянно. Для уста­новления и поддержания правильного режима стабилизации в этом случае сопротивление Rогр должно иметь определенное значение. Обычно Rогр рас­считывают для средней точки Т характеристики стабилитрона. Если напряже­ние Е меняется от Еmin до Еmax, то можно Rогр найти по следующей формуле: Rогр = (Еср – Uст)/(Iср + IН) , Если напряжение Е станет изменяться в ту или другую сторону, то будет изменяться ток стабилитрона, но напряжение на нем, а следовательно, и на нагрузке будет почти постоянным.Температурный коэффициент напряжения может быть от 10-5 до 10-3 К-1. Значение Uст и знак ТКН зависят от удельного сопротивления основного по­лупроводника. Стабилитроны на напряжения до 7 В изготовляются из кремния с малым удельным сопротивлением, т. е. с большой концентрацией примесей. В этих стабилитронах п - р-переход имеет малую толщину, в нем действует поле с высокой напряженностью и пробой происходит главным образом за счет туннельного эффекта. При этом ТКН получается отрицательным. Если же применен кремний с меньшей концентрацией примесей, то n-р-переход будет толще. Его пробой возникает при более высоких напряжениях и является лавинным. Для таких стабилитронов характерен положительный ТКН.



20,,, Поясните особенности конструкции и работы стабисторов и ограничителей напряжения. Приведите их ВАХ, условное графическое изображение, области применеия…Это полупроводниковые диоды, предназначенные для работы в стабилизаторах напряжения, причем в отличие от стабилитронов у стабисторов используется не обратное напряже­ние, а прямое. Значение этого напря­жения мало зависит от тока в некото­рых его пределах. Как правило, стабисторы изготовляются из кремния и имеют напряжение стабилизации в среднем около 0,7 В. Ток стабисторов обычно может быть от 1 мА до нескольких десятков миллиампер. Для получения стабильного напряжения в единицы вольт соединяют последовательно не­сколько стабисторов. Особенность ста­бисторов – отрицательный температур­ный коэффициент напряжения, т. е. на­пряжение стабилизации с повышением температуры уменьшается. Поэтому стабисторы применяют также в качестве термокомпенсирующих элементов, соединяя их последовательно с обычными стабилитронами, имеющими положи­тельный температурный коэффициент напряжения.

21,, Какое свойство p-n перехода используется в варикапах. Дайте определение варикапа. Приведите его вольт-фарадную характеристику и объясните ее поведение. Зарисуйте схему включения варикапа и поясните её работу. Приведите основные параметры варикапов и определите области их практического применения.

Эти плоскостные диоды, иначе называемые параметрическими, работают при обратном напряжении, от которого зависит барьерная емкость. Таким образом, варикапы представляют собой конденсаторы переменной емко­сти, управляемые не механически, а электрически, т. е. изменением обратного напряжения.Варикапы применяются главным образом для настройки колебательных контуров, а также в некоторых специ­альных схемах, например в так назы­ваемых параметрических усилителях. На рисунке 2.36 показана простейшая схема включения варикапа в колебательный контур. Изменяя с помощью потенцио­метра R обратное напряжение на варикапе, можно изменять резонансную час­тоту контура. Добавочный резистор R1с большим сопротивлением включен для того, чтобы добротность контура не снижалась заметно от шунтирующего влияния потенциометра R. Конденсатор Ср является разделительным. Без него варикап был бы для постоянного напря­жения замкнут накоротко катушкой L.В качестве варикапов довольно ус­пешно можно использовать кремниевые стабилитроны при напряжении ниже UСТ, когда обратный ток еще очень мал и, следовательно, обратное сопротивление очень велико.

22,,, В чем сущность туннельного эффекта? Приведите ВАХ туннельных и обращенных диодов и поясните их поведение. Зарисуйте схемы включения туннельных и обращенных диодов и поясните их работу. Приведите основыне параметры туннельных и обращенных диодов и определите области их практического применения.

тун­нельный эффект он состоит в том, что согласно законам квантовой физики при достаточно малой высоте потенци­ального барьера возможно проникно­вение электронов через барьер без изме­нения их энергии. Такой туннельный переход электронов с энергией, меньшей высоты потенциального барьера (в элект­рон-вольтах), совершается в обоих на­правлениях, но только при условии, что по другую сторону барьера для туннелирующих электронов имеются свобод­ные уровни энергии.

Как видно, при u = 0 ток равен нулю. Увеличение прямого напряжения до 0,1 В дает воз­растание прямого туннельного тока до максимума (точка А). Дальнейшее уве­личение прямого напряжения до 0,2 В сопровождается уменьшением туннель­ного тока. Поэтому в точке Б полу­чается минимум тока и характеристика имеет падающий участок АБ, для кото­рого характерно отрицательное сопро­тивление переменному току…Ri = Du/Di < 0. После этого участка ток снова воз­растает за счет диффузионного прямого тока, характеристика которого на рисунке показана штриховой линией. Обратный ток получается такой же, как прямой, т. е. во много раз больше, не­жели у обычных диодов. Токи в современных туннельных диодах составляют единицы миллиампер, напряжения — десятые до­ли вольта. К параметрам также отно­сится отрицательное дифференциальное сопротивление диода (обычно несколько десятков Ом), общая емкость диода (единицы или десятки пикофарад), время переключения (доли наносекунды) и мак­симальная, или критическая, частота (сотни гигагерц.

Работу такого генератора можно объяснить следующим образом. При включении питания в контуре LC воз­никают свободные колебания. Без тун­нельного диода они затухли бы. Пусть напряжение Е выбрано таким, чтобы диод работал на падающем участке характеристики, и пусть во время одного полупериода переменное напряжение контура имеет полярность, показанную на рисунке знаками « + » и «–» без кружков (знаки « + » и «–» в кружках относятся к постоянным напряжениям). Напряжение от контура подается на диод и является для него обратным. Поэтому прямое напряжение на диоде уменьшается. Но за счет работы диода на падающем участке характеристики ток возрастает, т. е. пройдет дополни­тельный импульс тока, который добавит энергию в контур. Если эта дополни­тельная энергия достаточна для компен­сации потерь, то колебания в контуре станут незатухающими.Туннельный переход электронов че­рез потенциальный барьер происходит в чрезвычайно малые промежутки вре­мени: 10-12-10-14с, или 10-3-10-5нс. Поэтому туннельные диоды хорошо ра­ботают на сверхвысоких частотах.

Для полу­чения режима усиления необходимо иметь строго определенные значения Е и Rн. Сопротивление RH должно быть немного меньше абсолютного значения отрицательного сопротивления диода. Тогда при отсутствии входного напря­жения исходная рабочая точка Т может быть установлена на середине падаю­щего участка (эта точка является пере­сечением линии нагрузки с характеристи­кой диода). При подаче входного на­пряжения с амплитудой Um вх линия нагрузки будет «совершать колебания», перемещаясь параллельно самой себе.

23,,, Обоснуйте особенности конструкции диодов СВЧ, приведите типы СВЧ диодов, схемы включения. Поясните особенности работы, характеристики и параметры СВЧ диодов. На сверхвысоких частотах широкое распространение получили маломощные точечные полупроводниковые диоды. Материалом для них служат германий, кремний или арсенид галлия с повы­шенным содержанием донорной или ак­цепторной примеси, благодаря чему ба­за имеет низкое удельное сопротивление. За счет этого уменьшается время жизни носителей и быстро рассасывается заряд, накапливаемый в базе при прохождении прямого тока. Кроме того, малая пло­щадь электронно-дырочного перехода обусловливает небольшую емкость пе­рехода. Именно эти особенности позво­ляют применять такие диоды на СВЧ.

Детекторные диоды, Параметрические диоды. нерезонансных переклю­чательных диодах.Резонансные переключательные дио­ды ..диоды Шотки.. .лавинно-пролетные диоды. диод Ганна, Смесительные ди­оды.Умножительныедиоды.моду­ляторных диодов ..Детекторные диоды, иначе называемые видеодетекторами, используются в при­емной и измерительной аппаратуре всего СВЧ-диапазона. Смесительные ди­оды применяются в той же аппаратуре для преобразования частотыПараметрические диоды чаще всего используются в параметрических мало­шумящих усилителях, где они играют роль нелинейной емкости, изменяющей­ся под действием приложенного перемен­ного напряженияУмножительныедиоды, как показывает их название, применяются для умножения частоты. Поскольку диод является нелинейным прибором, то иногда с помощью моду­ляторных диодов осуществляется моду­ляция колебаний СВЧ.нерезонансных переклю­чательных диодах. В них должны быть минимальными емкость и индуктив­ность. Поэтому такие диоды изготовля­ются без корпуса и выводных проводов, а емкость n–р-перехода нередко компен­сируется подключением к диоду некото­рой индуктивности.Резонансные переключательные дио­дыработают следующим образом. При прямом постоянном напряжении они представляют собой параллельный коле­бательный контур, состоящий из емкости корпуса, индуктивности выводов и со­противления потерь диода. На резонанс­ной частоте такой контур имеет боль­шое сопротивлениедиоды Шотки, или диоды на «горячих» носителях. В этих диодах используется контакт между металлом и полупровод­ником.Диод Шотки пред­ставляет собой низкоомную полупровод­никовую подложку с высоким содержанием донорной при­меси, покрытую сверху тонкой пленкой того же, но уже высокоомного полу­проводника, на которую нанесен метал­лический слой. (Для усиления и генерации колебаний СВЧ применяют лавинно-пролетные диоды) . Эффект Ганнасостоит в том, что при достаточно большом напряже­нии, приложенном к полупроводнику, в этом полупроводнике возникают СВЧ-колебани


Дата добавления: 2015-04-21; просмотров: 83; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Раскройте устройство и технологические методы изготовления полупроводниковых диодов. | Объясните особенности классификации транзисторов и технологических методов их изготовления.
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2018 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты