- •Содержание:
- •Исследование полупроводниковых приборов
- •1.1.1 Исследование полупроводниковых диодов
- •Теоретическая часть
- •Типы полупроводниковых диодов и их характеристики. Выпрямительные плоскостные низкочастотные диоды
- •Импульсные диоды
- •Диоды Шотки
- •Туннельный диод
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы:
- •1.1.2 Исследование стабилитрона
- •Теоретическая часть
- •Принцип стабилизации напряжения
- •Параметры стабилитрона
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.1.3 Исследование характеристик и параметров биполярного транзистора в схемах с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором
- •Теоретическая часть
- •Принцип действия и схемы включения транзистора
- •Статические характеристики
- •Малосигнальные параметры
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.4 Исследование характеристик и параметров полевых транзисторов
- •Теоретическая часть
- •Классификация и условные обозначения полевых транзисторов
- •Полевой транзистор с управляющим p – n переходом
- •Статические характеристики
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •Основные параметры полевых транзисторов
- •Области применения полевых транзисторов
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.5 Исследование тиристоров
- •Теоретическая часть
- •Диодные тиристоры. Структура и принцип действия.
- •Триодные тиристоры.
- •Уравнение вах тиристора.
- •Классификация, условные обозначения и применение тиристоров.
- •Практическая часть
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •1.1.6 Исследование варикапа
- •Теоретическая часть
- •Теория p-n перехода
- •Диффузионная и барьерная емкости р-n-перехода
- •Варикап, его основные параметры и особенности конструирования
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Исследование выпрямителей однофазного переменного тока
- •Теоретическая часть
- •Основные параметры выпрямителей
- •Внешние характеристики выпрямителей
- •Практическая часть
- •Однополупериодная схема выпрямления.
- •1.2.2 Двухполупериодные схемы выпрямления.
- •1..2.3 Схемы выпрямления с умножением напряжения.
- •Методика измерений и обработка результатов эксперимента
- •Контрольные вопросы
- •Исследование колебательных контуров.
- •Теоретическая часть
- •Принцип работы пассивных аналоговых фильтров
- •Принцип работы активных аналоговых фильтров
- •Применение
- •Виды фильтров
- •Фильтры нижних частот
- •Фильтры высоких частот
- •Полосовые и заграждающие фильтры
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.4 Исследование свойств терморезисторов
- •Теоретическая часть
- •Термистор
- •Как элемент автоматики, позистор может выполнять следующие функции:
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •1.4 Исследование свойств варисторов
- •Теоретическая часть
- •Свойства
- •Применение
- •Практическая часть`
- •Контрольные вопросы
- •1.6.1 Исследование оптоэлектронных приборов.
- •Теоретическая часть
- •Физические основы работы фотодиода
- •Отличительные особенности оптронов
- •Обобщенная структурная схема
- •Применение
- •Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
Диоды Шотки
Диод Шотки – это полупроводниковый прибор, использующий выпрямляющие свойства электрического перехода между металлом и полупроводником.
Как было показано выше, физические процессы, ограничивающие диапазон рабочих частот, - это накопление и рассасывание неосновных носителей заряда в базе диода и перезаряд барьерной емкости р – n перехода. Наибольшее влияние оказывает первый процесс , поэтому для расширения частотного диапазона требуется ускорить этот процесс. Накопления зарядов не будет, если исключить инжекцию неосновных носителей в базу диода. Среди нескольких возможных способов исключения инжекции наибольшее распространение получило использование перехода Шотки – выпрямляющего перехода, возникающего при контакте металла с полупроводником.
При идеальном контакте между этими материалами возникает диффузия электронов из материала с меньшей работой выхода в материал с большей работой выхода. Под работой выхода электрона понимается энергия, необходимая для перевода электрона с уровня Ферми на потолок верхней свободной зоны (без удаления его за пределы атома).
В результате диффузии электронов нарушается электронейтральность прилегающих к границе раздела областей, возникает контактное электрическое поле и контактная разность потенциалов:
где АМ и АП – работа выхода электронов из металла (АМ) и полупроводника (АП). Возникшая таким образом структура называется переходом Шотки.
Контактное электрическое поле на переходе Шотки сосредоточено практически только в полупроводнике, т.к. концентрация носителей заряда в металле много больше, чем в полупроводнике.
В зависимости от типа электропроводности полупроводника и соотношения работ выхода АМ и АП в полупроводнике может возникать обедненный, инверсный или обогащенный слой. Если АМ <АП , то электроны с большей вероятностью переходят из металла в полупроводник. Если полупроводник p – типа, то из – за процессов рекомбинации вблизи контакта в нем образуется обедненный слой или, если АМ <<АП, то инверсного слоя, т.е. слоя с избытком электронов. Если же полупроводник n – типа, то возникает обогащенный слой с избыточной концентрацией электронов вблизи границы относительно всего объема полупроводника.
При условии АМ >АП в полупроводнике n – типа получается обедненный (или даже инверсный) слой, а в дырочном – обогащенный.
Характерной особенностью перехода Шотки в отличие от р – n перехода является разная высота потенциальных барьеров для электронов и дырок. Благодаря этому при включении перехода Шотки в прямом направлении прямой ток возникает из – за движения основных носителей заряда из полупроводника в металл, а носители из металла (не основные для полупроводника) практически не могут перейти в полупроводник из – за высокого потенциального барьера на переходе. Поэтому не происходит и накапливания этих носителей в базе диода.
На базе выпрямляющего перехода Шотки можно создать выпрямительные, импульсные и сверхвысокочастотные диоды, имеющие значительно лучшие частотные свойства, чем диоды на р – n переходах.
Кроме рассмотренных типов диодов в радиоэлектронике находят широкое применение сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды, работающие на частотах СВЧ – диапазона (>300 МГц). Они делятся на смесительные диоды, предназначенные для преобразования СВЧ – сигналов в сигналы промежуточной частоты, детекторные диоды, выполняющие функцию детектирования сигнала, т.е. выделения из модулированного высокочастотного сигнала низкочастотный. Модулирующей составляющей, переключательные диоды, применяемые в устройствах управления уровнем СВЧ – мощности. В основе работы СВЧ – диодов заложено использование свойств перехода Шотки с различными конструктивными и технологическими особенностями.