- •Глава 1
- •Глава 2
- •2.1 Идеальная вольт-амперная характеристика диода
- •2.2 Результаты изучения вах идеального диода
- •2.3 Отличие реальной вах диода от идеальной
- •2.3.1 Прямое включение (прямая ветвь)
- •2.3.2 Обратное включение (обратная ветвь)
- •2.4 Туннельный пробой
- •2.5 Лавинный пробой
- •2.6 Тепловой пробой
- •2.7 Ёмкости p-n-перехода
- •2.8 Разновидности диодов
- •2.8.1 Выпрямительные диоды
- •2.8.2 Импульсные диоды
- •2.8.3 Диоды с выпрямляющим контактом металл-полупроводник (диоды Шотки)
- •2.8.4 Стабилитроны и стабисторы
- •2.8.5 Варикапы
- •2.8.6 Туннельные диоды
- •2.8.7 Обращённые диоды
- •2.9 Маркировка диодов
- •Глава 3
- •3.1 Основные схемы включения транзисторов
- •3.2 Распределение потока носителей заряда в биполярном транзисторе
- •3.2.1 Активный режим работы
- •3.2.2 Режим насыщения
- •3.2.3 Режим отсечки
- •3.3 Статические характеристики транзистора
- •3.3.1 Статические характеристики транзисторов в схеме с общей базой
- •3.3.2 Статические характеристики транзисторов в схеме с общим эмиттером
- •3.3.3 Отличия статических характеристик транзисторов в схеме с об от статических характеристик транзисторов в схеме с оэ
- •3.4 Пробой в транзисторе
- •3.5 Зависимость коэффициента усиления от режима работы транзистора
- •3.6 Малосигнальные параметры транзисторов (система “h-параметров”)
- •3.7 Частотные характеристики
- •3.9 Работа на импульс по схеме с оэ Этот пункт предназначен для домашнего рассмотрения.
- •Глава 4
- •4.1 Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом
- •4.1.1 Принцип действия полевого транзистора с p-n-переходом
- •4.1.2 Статические характеристики полевого транзистора с p-n-переходом
- •4.2 Полевые транзисторы с изолированным затвором (мдп-транзисторы)
- •4.2.1 Принцип действия транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом
- •4.2.2 Статические характеристики транзистора с изолированным затвором
- •4.2.3 Полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом
- •4.3 Полевые транзисторы со статической индукцией (сит)
- •4.4 Частотные свойства полевых транзисторов
- •4.5 Работа полевых транзисторов на прямоугольный импульс
- •4.6 Полупроводниковые приборы с зарядовой связью
- •4.6.1 Основные характеристики (параметры) приборов с зарядовой связью
- •4.6.2 Разновидности приборов с зарядовой связью
- •Глава 5
- •5.1 Динистор
- •5.2 Тиристор с управляющим электродом (тринистор)
- •5.3 Симметричные тиристоры (симисторы)
- •5.4 Способы переключения. Процесс включения тиристора
- •5.5 Основные параметры и конструкция тиристоров
- •5.6 Icbt-транзисторы
- •Глава 6
- •6.1 Полупроводниковые приёмники излучения
- •6.1.1 Фоторезисторы
- •6.1.2 Фотодиоды
- •6.1.2.1 Спектральная характеристика фотодиодов
- •6.1.2.2 Фотодиоды на основе контакта металл-полупроводник
- •6.1.2.3 Фотодиоды на основе гетероперехода
- •6.1.3 Полупроводниковые фотоэлементы
- •6.1.4 Фототранзисторы
- •6.1.5 Фототиристоры
- •6.2 Полупроводниковые излучатели света
- •6.2.1 Светодиоды
- •6.2.1.1 Параметры светодиодов
- •6.2.1.2 Кпд или эффективность светодиодов
- •6.2.2 Полупроводниковые лазеры
- •6.2.2.1 Конструкция и принцип действия инжекционного лазера
- •6.2.2.2 Структура полупроводникового лазера
- •6.2.2.3 Основные отличия
- •6.2.3 Электролюминесцентные порошковые излучатели
- •6.2.4 Плёночные люминесцентные излучатели
- •6.3 Оптоэлектронные приборы
- •6.3.1 Оптроны
- •6.3.2 Варисторы
2.8.6 Туннельные диоды
В туннельных и обращённых диодах используется туннельный эффект в вырожденных полупроводниках, в которых этот эффект наблюдается при малых прямых напряжениях.
Вырожденные полупроводники – полупроводники с высокой степенью концентрации носителей заряда (N = ).
Мы получаем очень малую толщину p-n-перехода. Поэтому туннельный пробой наблюдается при прямых напряжениях p-n-перехода. На прямой ветви ВАХ появляется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (ток падает).
При нулевом напряжении внутри этого диода наблюдается туннельный эффект за счёт высокой концентрации примесей.
В точке 2 туннельный эффект практически исчезает.
В точке 3 практически все носители участвуют в инжекции.
При обратном включении улучшаются условия для туннелирования.
0 → 3 – инжекционный ток;
2 → 4 – туннельный эффект.
Такая ВАХ появляется в результате наложения двух характеристик.
Важной особенностью туннельного диода является наличие участка 1-2. Этот участок может быть использован как для генерации колебаний, так и для усиления высокочастотных сигналов.
− пиковый ток;
− ток впадины, минимальный ток через диод.
Чем больше , тем лучше диод.
Для арсенидо-галлиевых туннельных диодов: = 100-150 мВ,= 400-500 мВ.
Для германиевых туннельных диодов: = 40-50 мВ,= 250-300 мВ.
Существенное преимущество туннельного диода – это высокие частотные свойства.
На участке 1-2 наблюдается эффект туннелирования и здесь не происходит накопления неосновных носителей заряда. Инжекционный ток равен нулю. Диод может работать на частотах вплоть до сотен ГГц. Частотные свойства диода ограничены паразитными ёмкостями.
До недавнего времени это был единственный прибор, работающий в диапазоне ГГц.
2.8.7 Обращённые диоды
В обращённых диодах используются полупроводники с критической концентрацией примесей, в которых туннельный эффект проявляется уже при нулевых напряжениях p-n-перехода.
ВАХ обращённого диода:
Обратная ветвь ВАХ обращённого диода эквивалентна обратной ветви ВАХ туннельного диода.
При небольших напряжениях протекают большие токи.
При прямых напряжениях туннельный эффект практически отсутствует. Заметная инжекционная составляющая появляется при больших напряжениях, порядка сотен вольт.
Обращённые диоды используются для выпрямления. Способны работать на частотах до нескольких сотен ГГц. Мало чувствительны к радиации. Могут работать в “загрязнённых зонах” (реактор, космос).
.
2.9 Маркировка диодов
1N
1 − количество p-n-переходов;
N − серия полупроводника.
Например:
1N2784 – более старый;
1N521 – более новый.
Диод имеет 5 позиций.
1-я позиция (буква или цифра и буква) указывает на материал, из которого сделан прибор.
1, 2, 3 – приборы военного применения (шире температурный режим).
Г, К, А – (материал прибора соответственно: германий, кремний, арсенид галлия) – приборы бытового применения.
2-я позиция указывает на класс прибора.
Д – диод;
C – стабилитрон;
Т – транзистор;
У – тиристор;
Л – излучатель (фотоэлектронный прибор).
3-я позиция указывает на частотные и мощностные характеристики приборов. В стабилитронах указывает на мощность или напряжение стабилизации.
4-я позиция – две или три цифры, указывающие на серийный номер.
5-я позиция – дополнительная информация.
2Д213А – для военного применения кремниевый диод средней мощности.
3-я позиция в диодах указывает на мощность и частотные свойства. Итак:
1 – выпрямительные диоды малой мощности;
2 – выпрямительные диоды средней и большой мощности;
3 – магнитодиоды;
4, 5 – импульсные диоды;
6 – СВЧ-диоды.
В стабилитронах 3-я позиция указывает на диапазон напряжения стабилизации и мощность прибора. Итак:
1 – 4 – 7 − напряжение стабилизации от 0 до 9,9 В;
2 − 5 − 8 − напряжение стабилизации от 10 до 99,9 В;
3 − 6 − 9 − напряжение стабилизации от 100 до 200 В.
1, 2, 3 – приборы малой мощности;
4, 5, 6 – приборы средней мощности;
7, 8, 9 – приборы большой мощности.
4-я позиция в стабилитронах – две цифры, указывающие на напряжение стабилизации.
5-я позиция – буквы:
Ж – прецизионный стабилитрон;
А – прибор общего применения.
2С515А – военного применения стабилитрон = 15 В средней мощности.
Ещё встречаются старые приборы.
Д – диод. Далее идут цифры, указывающие на материал:
1 – германиевые диоды;
2 – кремниевые выпрямительные диоды малой мощности;
3 – германиевые импульсные диоды;
4 – стабилитроны.