3. Как влияет температура на характеристики диодов?
При увеличении температуры растет количество носителей, способных преодолеть потенциальный барьер прямосмещенного перехода, что приводит к увеличению тока через диод, включенный в прямом направлении. При этом уменьшается прямое падение напряжения на диоде (необходимо меньшее напряжение для поддержания тока на одном и том же уровне).
При увеличении температуры растет так же и обратный ток. Во всех случаях обратный ток связан с генерацией носителей заряда – процессом, характеризующимся энергетическим барьером, преодолеваемым носителями при генерации. С увеличением температуры растет средняя энергия носителей и вероятность преодоления этого барьера растет.
С повышением температуры увеличивается вероятность туннельного перехода (из-за роста энергии носителей заряда), а значит и падает пробивное напряжение при туннельном пробое.
С повышением температуры уменьшается длина свободного пробега носителей, следовательно, и энергия, которую может набрать носитель до рассеяния. Следовательно, с ростом температуры растет напряжение лавинного пробоя.
4. Как изменяется вольтамперная характеристика диода при увеличении частоты и почему?
Выпрямительные свойства полупроводниковых диодов зависят от частоты подаваемого на них напряжения.
При синусоидальном напряжении на диоде знак напряжения периодически изменяется. Если напряжение меняется медленно, то при каждом значении напряжения успевает установиться соответствующее ему стационарное распределение носителей и ток через р-n-переход определяется тем напряжением, которое приложено в данный момент
Если к выпрямителю приложено переменное напряжение такой частоты ν, что полупериод меньше, чем T, то дырки, инжектированные за положительный полупериод в n-область, и электроны, инжектированные в p-область, не успевают рекомбинировать и во время обратного полупериода, когда напряжение на р-n-переходе понижается, уходят обратно. Наличие высокой концентрации неосновных носителей вблизи р-n-перехода резко уменьшает его обратное сопротивление в начальный момент отрицательного напряжения. По мере уменьшения концентрации неосновных носителей вблизи р-n-перехода наблюдается постепенное увеличение обратного сопротивления.
5. Как влияет температура на стабилитрон?
В сильно легированных полупроводниках вероятность туннельного пробоя с увеличением температуры возрастает. Поэтому напряжение стабилизации у них при нагревании уменьшается, т.е. они имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения стабилизации, который показывает, на сколько процентов изменится напряжение стабилизации при изменении температуры прибора на 1℃.
6. Чем определяется рабочая область стабилитрона?
Рабочая область стабилитрона ограничена минимальным Iст min и максимальным Iст max токами стабилизации. При токе стабилитрона ниже Iст min начинает существенно уменьшаться напряжение на стабилитроне и в конечном итоге стабилитрон может закрыться. При превышении максимального тока Iст max стабилитрон выходит из строя.
7. В чем заключается основное свойство стабилитрона?
Принцип работы стабилитронов основан на использовании свойства p-n-перехода при электрическом пробое сохранять практически постоянную величину напряжения в определенном диапазоне изменения обратного тока. Механизм пробоя может быть туннельным, лавинным или смешанным.
Основа функциональности стабилитрона состоит в том, что при довольно больших изменениях обратного тока напряжение на элементе остается практически неизменным.
8. Как включается стабилитрон в схемах?
У стабилитрона два вывода - это катод и анод. Следовательно, есть всего два варианта его включения:
- включение в прямом направлении, когда анод подключается к плюсу питания, а катод к минусу,
- включение в обратном направлении, когда анод подключается к минусу питания, а катод к плюсу.
В прямом включении стабилитрон ведет себя как обычный диод, а вот в обратном включении в стабилитроне возникает пробой.
9. Почему у диода Шотки пороговое напряжение меньше, чем у выпрямительного диода, а обратный ток – больше?
У диода Шотки один слой полупроводника, а у обычного 2. Поэтому сопротивление перехода меньше (и напряжение на переходе меньше) и ток обратный выше так как нет хорошего барьера.
10. Какой из испытанных диодов имеет наименьшее быстродействие и почему?
Диод КД226 имеет наименьшее быстродействие, потому что предельная частота в большинстве случаев не превышает 20 кГц.