НАПІВПРОВІДНИКОВІ ДІОДИ

Напівпровідниковий діод – активний напівпровідниковий прилад, що має двохшарову структуру утворену в одному кристалі. Один шар має електропровідність n -типу, а другий p -типу. Ці шари розділені шаром з власною електропровідністю; в ньому зосереджений просторовий заряд, позитивно заряджених іонів донорної домішки з боку напівпровідника n -типу, і негативно заряджених іонів акцепторної домішки – з боку напівпровідника p -типу. Цей шар називають запірним, оскільки його електричне поле заважає руху основних носіїв напівпровідників і сприяє руху неосновних носіїв. В цілому ця структура називається електонно-дірковим переходом (n-p- переходом).

Основною властивістю електонно-діркового переходу є його одностороння провідність. Напрям, в якому послаблюється дія запірного шару (позитивний полюс джерела напруги приєднаний до p -області, а негативний до n -області), називається прямим або напрямом пропускання струму, а напрям, при якому підсилюється дія запірного шару (позитивний полюс джерела напруги приєднаний до n -області, а негативний до p -області), називається зворотнім або напрямом запирання.

При прямому зміщенні n-p- переходу його електрична провідність зростає і через переход проходить струм, що сильно залежить від прикладеної напруги.

При зворотньому зміщенні n-p- переходу його електрична провідність зменшується і через переход проходить незначний струм, який слабо залежить від прикладеної напруги (зворотній або тепловий струм).

Рис. 5.2 Будова напівпровідникового діоду

Рис. 5.3 Умовне позначення напівпровідникового діоду

Електонно-дірковий перехід, який має односторонню провідність називають випрямним контактом. Крім нього в діоді є ще два невипрямних контактів, за допомогою яких області напівпровідників (рис. 5.2) з’єднуються із зовнішніми виводами – омічних контактів. Прямий струм діоду направлений від аноду А (шар p -типу) до катоду К (шар n- типу) за “стрілкою” (рис. 5.3).

Рис. 5.4 ВАХ напівпровідникового діоду

Вольт-амперна характеристика діоду наведена на рис.5.3. Крива прямого струму розташована в І квадранті, зворотнього – в ІІІ квадранті. З графіку видно, що прямий струм досить сильно залежить від напруги. При збільшені напруги струм може перевищити максимальне значення І_max і тоді відбудеться перегрівання n-p- переходу – прилад вийде з ладу. Для германієвих діодів напруга, при яких струм досягає 0,1 І_max, знаходиться в межах 0,2 – 0,4 В, для кремнієвих – 0,5 – 0,8 В.

При напругах, більших за абсолютним значенням U_{зв max}, зворотній струм діоду різко зростає, може стати спів розмірним з прямим струмом і тоді відбувається локальне перегрівання, що призводить до руйнування діоду – електричний пробій.

Поиск по сайту: