Этап установления прямого напряжения.

Характер зависимости U(t) определяется рядом факторов:

1) значением тока Iпр

2) уровнем инжекции

3) емкостью перехода

4) сопротивлением базы rБ

При малом прямом токе пренебрегаем сопротивлением базы, поэтому U(t) монотонно и плавно убывает по мере увеличения заряда Cбар.

Напряжение остается прямым, т.к. у базы на границе сохраняется избыточная концентрация неосннз, и эта концентрация дает положительное напряжение. В момент t3 когда рn(0)=pn0, заканчивается первая стадия, концентрация неосновных нз на границе перехода равна равновесной, но в глубине базы имеется еще неравновесные концентрации нз. В течение 1 стадии из базы удаляется большая часть избыточного заряда неосн носителей. Длительность 1 стадии уменьшается при увеличении обратного тока. Медленное понижение U в течение 1 стадии определяется перезарядом Сдф. На 2 стадии от t3 до t4 обратный ток уменьшается, все накопленные в базе дырки уходят или рекомбинируют, сопротивление р-п перехода увеличивается, а U становится отрицательным и стремится к UГ2. Ток в это время обусловлен не только переходом оставшихся избыточных нз, но и перезарядом СБ. Процесс рассасывания накопленных нз происходит гораздо медленнее их накопления, поэтому процесс рассасывания определяет частотные свойства перехода. Для уменьшения этого времени вводятся рекомбинационные ловушки..

37.полупроводниковые диоды. Выпрямительные низкочастотные диоды

Полупроводнико́выйдио́д — полупроводниковый прибор, в широком смысле — электронный прибор, изготовленный из полупроводникового материала, имеющий два электрических вывода

В отличие от других типов диодов, например, вакуумных, принцип действия полупроводниковых диодов основывается на различных физических явлениях переноса зарядов в твердотельном полупроводнике и взаимодействии их с электромагнитным полем в полупроводнике.

Типы диодов по назначению:

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов, предназначены для применения в импульсных режимах работы.

Детекторные диоды предназначены для детектирования сигнала

Смесительные диоды предназначены для преобразования высокочастотных сигналов в сигнал промежуточной частоты.

Переключательные диоды предназначены для применения в устройствах управления уровнем сверхвысокочастотной мощности.

Параметрические

Ограничительные диоды предназначены для защиты радио и бытовой аппаратуры от повышения сетевого напряжения.

Умножительные

Настроечные

Генераторные

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. При преобразовании промышленного переменного тока рабочая частота составляет 50 Гц, а верхняя граница частот – так называемая предельная частота выпрямительных диодов, как правило, не превышает 20 кГц.

Для характеристики выпрямительных диодов используют следующие параметры:

- максимально допустимое постоянное обратное напряжение U_обр.max – напряжение, которое может быть приложено к диоду длительное время без нарушения его работоспособности (обычно U_обр.max = 0,5 – 0,8U_проб, где U_проб – напряжение пробоя);

- максимально допустимый постоянный прямой ток I_пр.max;

- постоянное прямое напряжение U_пр при заданном прямом токе I_пр =I_пр.max;

- максимальный обратный ток I_обр.max – обратный ток диода при приложении к нему напряжения U_обр.max;

- частота без снижения режимов – верхнее значение частоты, при которой обеспечиваются заданные токи и напряжения.

38.Импульсные диоды, параметры, диоды с резким восстановлением обратного сопротивления. Как же все заебало…

Импульсный диод – это диод с малой длительностью переходных процессов, предназначенный для применения в импульсных режимах работы. Они применяются в качестве коммутирующих элементов (например, в ЭВМ), для детектирования высокочастотных сигналов и для других целей.

восстановления обратного сопротивления – интервал времени от момента прохождения тока через нуль после переключения диода до момента достижения обратным током заданного низкого значения. Это один из основных параметров импульсных диодов, и по его значению они делятся на шесть групп: t>500 нс; t=150…500 нс;t=30…150 нс, t=5…30 нс; t=1…5 нс и t<1 нс.
временем установления прямого напряжения , равным интервалу времени от начала импульса тока до достижения заданного значения прямого напряжения.
Значения этих параметров зависят от структуры диода и от времени жизни неосновных носителей заряда в базе диода.

В диоде с резким восстановлением обратного сопротивления имеет место эффект накопления неосновных носителей заряда в базе для создания кратковременного импульса обратного тока по форме приближенному к прямоугольному импульсу (рис.5.). В переходном процесс можно выделить два времени: t₁– время высокой обратной проводимости иt₂ – время восстановления высокого обратного сопротивления.

Длительность t₁зависит от величины заряда неосновных носителей, накопленного в базе, т.е. от величины прямого тока I_пр и величины обратного тока I_обр.max. ВеличинаI_обр.max зависит от величины обратного напряжения U_обр и от сопротивления базы. В реальных условиях амплитуда обратного тока определяется ЭДС генератора и суммой сопротивлений базы диода и внешней цепи.

Длительность t₂ определяется временем уменьшения обратного тока от I_обр.max до 0.1I_обр.max.

В диодах с накоплением заряда создают большой градиент концентрации примесей в базе (рис.6, в), что увеличивает напряженность встроенного электрического поля Е_встри способствует концентрации электронов в низколегированной области вблизи границы p-n-перехода. Для уменьшения времени жизни неосновных носителей в базе и уменьшения t₂ производят легирование базы примесями меди или золота. Для уменьшения сопротивления базу делают двухслойной. Со стороны электрода создается высоколегированный слой, а со стороны p-n-перехода – тонкий низколегированный слой. Кроме того, наличие высоколегированного слоя дополнительно ограничивает область накопления неосновных носителей в базе тонкой областью низколегированного слоя. Для уменьшения барьерной емкости и индуктивности диода уменьшают его размеры. Все это вместе существенно ускоряет процесс рассасывания неосновных носителей в базе и позволяет формировать прямоугольные импульсы с нано и пикосекундной длительностью.

Диоды с резким восстановлением обратного сопротивления используются для создания генераторов коротких импульсов, как правило, в СВЧ диапазоне и умножителей частоты.