Diody półprzewodnikowe cz II

Transkrypt

1 Diody półprzewodnikowe cz II pojemnościowe Zenera tunelowe PIN Schottky'ego Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2 Diody szerokość obszaru zubożonego Szerokość obszaru zubożonego w nośniki zależy od napięcia przyłożonego do diody. Wyrażenie na szerokość da się obliczyć z prawa Gaussa. (Na przykład B.G.Streetman, rozdział 5.2.3). Otrzymujemy: d= 2 0 q N a N d N a N d U D U Dioda z obszarem zubożonym może być traktowana jako kondensator. Zmiana napięcia przyłożonego do diody powoduje zmianę pojemności kondensatora.

3 Diody pojemnościowe warikapy, waraktory

4 Diody pojemnościowe warikapy, waraktory Diody o pojemności regulowanej napięciem (warikapy czy waraktory) znajdują zastosowanie na przykład do budowy przestrajanych napięciem układów rezonansowych s sprzęcie elektronicznym.

5 Zjawisko Zenera Zjawisko Zenera polega na tunelowaniu elektronów poprzez obszar złącza (warstwy zubożonej) po przekroczeniu pewnego krytycznego napięcia polaryzacji w kierunku zaporowym. Specjalnie skonstruowane diody wykorzystujące to zjawisko noszą nazwę diod Zenera. Zwykle przy napięciach wyższych od paru woltów zjawisku Zenera towarzyszy zjawisko powielania lawinowego (przebicia).

6 Diody Zenera diody stabilizacyjne, stabilistory, stabilitrony

7 Diody Zenera najprostszy stabilizator parametryczny Diody Zenera znajdują duże zastosowanie w układach elektronicznych, głównie jako źródła napięcia odniesienia. Przeanalizujemy zastosowanie diody Zenera w prostym parametrycznym stabilizatorze napięcia.

8 Diody Zenera precyzyjny stabilizator parametryczny Można poprawić współczynnik stabilizacji łącząc szeregowo dwa stabilizatory parametryczne.

9 Diody Zenera limiter

10 Diody stabilizator małych napięć Do stabilizacji małych napięć wykorzystuje się niekiedy diody włączone w kierunku przewodzenia

11 Dioda tunelowa Przy bardzo silnym domieszkowaniu można osiągnąć zjawisko tunelowania przy niewielkiej polaryzacji diody w kierunku przewodzenia. Taką diodę nazywa się diodą tunelową (Esakiego).

12 Dioda tunelowa Tunelowanie jest procesem szybkim, diody tunelowe stosuje się w układach bardzo wysokich częstotliwości. Odcinek charakterystyki o ujemnym nachyleniu umożliwia budowę generatorów i wzmacniaczy.

13 Dioda PIN (p intrinisic n) Dioda PIN posiada dodatkową warstwę półprzewodnika samoistnego. Charakteryzuje się małą pojemnością złącza, co umożliwia stosowanie jej w układach bardzo wielkiej częstotliwości jako elementy przełączające i tłumiące.

14 Dioda Schottky'ego (ms, metal semiconductor) Diody Schottky'ego wykorzystują złącze półprzewodnika typu n z metalem. Wytwarza się przy tym obszar zubożony w półprzewodniku oraz zaporowa bariera potencjałów (mniejsza niż na złączu p-n) Takie złącze nie ma problemów z czasem życia nośników mniejszościowych w obszarze złącza i charakteryzuje się bardzo dużą prędkością przełączania.

15 Dioda Schottky'ego

16 Diody pomiarowy prostownik międzyszczytowy

17 Diody zabezpieczenie przed obciążeniem indukcyjnym

18 Łączenie diod Szeregowe łączenie diod Równoległe łączenie diod

19 Diody konstrukcja stopowa dyfuzyjna (planarna) epitaksjalno -dyfuzyjna (epiplanarna) ostrzowa Schottky'ego

20 Bibliografia Witold J. Stepowicz, Elementy półprzewodnikowe i układy scalone, Wydawnictwo PG, Gdańsk Michał Polowczyk, Eugeniusz Klugmann, Przyrządy półprzewodnikowe, Wydawnictwo PG, Gdańsk Ben G. Streetman, Przyrządy półprzewodnikowe. Podstawy fizyczne..., WNT Dodatkowe źródła ilustracji wykorzystanych w prezentacji: