Электронно-дырочный переход
Для режима коротких импульсов, когда 
, из выражения (****) получаем
Для диода с тонкой базой при 
получаем
,
где 
- время диффузии носителей заряда сквозь базу.
Типы электропреобразовательных полупроводниковых диодов и их применение в технике.
В основе применения полупроводниковых диодов лежит ряд их свойств, таких, как асимметрия вольт-амперной характеристики, обратный пробой дырочного перехода, зависимость барьерной емкости от напряжения и т. д. В зависимости от вида используемого свойства, т. е. от назначения, различают шесть основных функциональных типов электропреобразовательных полупроводниковых диодов: выпрямительные (силовые) высокочастотные диоды, импульсные диоды, стабилитроны, варикапы варакторы).
Выпрямительные диоды
Резкую асимметрию вольт-амперной характеристики р-n-перехода широко используют для выпрямления переменного тока низкой частоты. Приборы, предназначенные для этой цели, называются выпрямительными диодами, они являются одним из наиболее распространенных типов полупроводниковых диодов.
В выпрямительных диодах электронно-дырочный переход имеет большую площадь, обеспечивающую получение выпрямленных токов требуемой величины. Для изготовления выпрямительных диодов широко используют кремний, имеющий более высокую допустимую температуру и более низкую цену по сравнению с германием. Однако в мощных низковольтных выпрямителях в ряде случаев выгоднее германиевые диоды, так как они имеют меньшее прямое падение напряжения, чем кремниевые.
Высокочастотные диоды
Под названием «высокочастотные диоды» объединим целую группу полупроводниковых диодов, предназначенных для обработки высокочастотных сигналов, а именно:
· детекторные диоды, предназначенные для выделения низкочастотного сигнала из модулированного колебания;
· смесительные диоды, используемые для изменения несущей частоты модулированного колебания;
· модуляторные диоды, предназначенные для модуляции высокочастотного колебания, и др.
Для всех этих диодов общим является работа на высоких частотах.
Если на низких частотах ток в цепи диода определяется только активными сопротивлениями электронно-дырочного перехода (Rn),а также р- и n-областей полупроводника (rб), то при работе диода на высоких частотах большую роль играют барьерная и диффузионная емкости. В результате совместного влияния этих емкостей и активного сопротивления rб свойства диода на высоких частотах оказываются совершенно иными, чем на низких частотах, выпрямительный эффект с ростом частоты почти полностью исчезает.
Импульсные диоды.
Полупроводниковые диоды широко используют в качестве ключа, т. е. устройства, имеющего два состояния: «открыто», когда сопротивление прибора очень мало, и «закрыто», когда его сопротивление очень велико. Время перехода диода из одного состояния в другое должно быть по возможности небольшим, так как этим определяется быстродействие аппаратуры. Предназначенные для этой цели диоды называют импульсными или ключевыми.
Полупроводниковые стабилитроны.
Режим электрического пробоя p-n-перехода находит практическое применение для стабилизации напряжения. Такие диоды носят название полупроводниковых стабилитронов. В современных стабилитронах максимальный ток колеблется в пределах от нескольких десятков миллиампер до нескольких ампер. Превышение максимального тока приводит к выходу диода из строя.
Рабочее напряжение стабилитрона, являющееся напряжением пробоя р-n-перехода, зависит от концентрации примесей в р-n-структуре и лежит в пределах 4—200 В.
Напряжение стабилитрона в рабочем режиме мало зависит от тока, что является основой применения этих приборов.
Варикапы.
Варикап — это полупроводниковый диод, применяемый в качестве электрического конденсатора, управляемого напряжением. В варикапе используется зависимость емкости перехода от обратного напряжения.
Благодаря возможности изменения емкости с помощью напряжения варикапы находят применение для настройки высокочастотных колебательных контуров и управления частотой генераторов гармонических колебаний. Промышленностью выпускается для этой цели большой ассортимент варикапов. Существует также разновидность варикапов, специально предназначенных для параметрического усиления колебаний и преобразования несущей частоты. Эти приборы называют варакторами или параметрическими диодами.
Заключение.
Наиболее важные для техники полупроводниковые приборы - диоды, транзисторы, тиристоры основаны на использовании замечательных материалов с электронной или дырочной проводимостью.
Широкое применение полупроводников началось сравнительно недавно, а сейчас они получили очень широкое применение. Они преобразуют световую и тепловую энергию в электрическую и, наоборот, с помощью электричества создают тепло и холод. Полупроводниковые приборы можно встретить в обычном радиоприемнике и в квантовом генераторе - лазере, в крошечной атомной батарее и в микропроцессорах.
Инженеры не могут обходиться без полупроводниковых выпрямителей, переключателей и усилителей. Замена ламповой аппаратуры полупроводниковой позволила в десятки раз уменьшить габариты и массу электронных устройств, снизить потребляемую ими мощность и резко увеличить надежность.
Библиографический список
1. В.А. Батушев «Электронные приборы», М.: Высшая школа, 1990.
2. И.В. Савельев «Курс общей физики», М.: Наука, 1993
3. О.Ф. Кабардин «Физика. Справочные материалы», М.: Просвещение, 1991
* Область, имеющая большую концентрацию основных носителей зар
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5