Diody Zenera, Schottky ego, SiC

Transkrypt

1 POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA Temat i plan wykładu WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY Diody Zenera, Schottky ego, SiC charakterystyki prądowo-napięciowe, parametry podstawowe układy diodami Zenera łąca metal-półprewodnik diody Schottky ego diody węglika kremu SiC ELEKTRONIKIA Jakub Dawidiuk sobota, 16 cerwca 2012

2 Charakterystyka prądowo-napięciowa diody Zenera I U F I R I F U U R 1

3 Wartości katalogowe U Z - napięcie Zenera r - reystancja różnickowa (Zenera) I max - prąd maksymalny P max maksymalna moc roprosenia P max = I max U

4 Dioda Zenera (stabiliacyjna) P max U I max P max u 1W, U 50mV, i 10V, 5mA I I r max min u i P U 0,1I max max 50mV 5mA 1W 10V 10mA mA

5 Charakterystyki diod Zenera

6 Charakterystyka prejściowa stabiliatora diodą Zenera

7 Obudowy diod Zenera sklane plastykowe metalowe

8 Złące metal-półprewodnik dioda Schottky ego Po etknięciu metalu i półprewodnika układ dąży do równowagi termodynamicnej popre pregrupowanie e-. Ponieważ Wme > Wpp, to wiecej e- będie prepływać pp do me niż me do pp. po stronie me pojawia się cienka warstwa ładunku ujemnego, a po stronie pp nacnie sersa warstwa ładunku dodatniego, dipolowa warstwa ładunku prestrennego bariera potencjału jest równa różnicy potencjałów wyjścia elektronów (Vme Vpp) A K łace prostujace => dioda Schottky ego

9 Złące metal-półprewodnik Kierunek prewodenia: plus do metalu, minus do pp typu n obniża się bariera potencjału i elektrony płyną pp do me elektrony, które presły pp do me w pierwsej chwili obsadają poiomy położone wysoko nad poiomem Fermiego i dlatego naywane są gorącymi elektronami ; gorące elektrony bardo sybko (~10-13 ps) oddają swoją energię i stają się cęścią swobodnych elektronów w metalu gorące elektrony nie wykaują cech nośników mniejsościowych (tak jak to było w łącu p-n) nie następuje gromadenie nośników mniejsościowych brak pojemności dyfuyjnej dobre właściwości impulsowe

10 Diody, tranystor Schottky ego

11 Pryrądy półprewodnikowe węglika kremu SiC Węglik kremu jest półprewodnikiem e skośną prerwą energetycną (niewielkie w nim jest prawdopodobieństwo wystąpienia rekombinacji promienistej), serokością pasma abronionego od 2,4 do 3,3 ev (krem 1,12 ev ), co onaca sersy, praktycnie do 600 С, akres temperatur robocych i mały prąd wstecny (mniejsy od 70uA ). Węglik kremu charakteryuje wysoka prewodność cieplna (na poiomie miedi), co ułatwia odprowadenie ciepła, obniżając dwukrotnie opór cieplny krystału SiC w porównaniu Si. Ponieważ węglik kremu posiada blisko diesięciokrotnie wyżsą wartość krytycną pola elektrycnego, to napięcie prebicia dla węglika kremu może być diesięć ray wyżse niż dla kremu. Właściwości SiC gwarantują perspektywicne wykorystanie tego materiału w urądeniach elektronicnych i energoelektronicnych pracujących w wysokiej temperature ora odpornych na promieniowanie radioaktywne (np. w technice motoryacyjnej, nuklearnej i kosmicnej). Układy energoelektronicne realiowane pry użyciu pryrądów węglika kremu będą charakteryować się więksonymi gęstościami mocy, wyżsą sprawnością energetycną, wyżsymi cęstotliwościami pracy ora będą dolne do pracy w środowiskach ekstremalnych, w których urądenia wykorystujące pryrądy kremowe nie są w stanie diałać.

12 Pryrądy półprewodnikowe węglika kremu SiC Predstawione właściwości gwarantują perspektywicne wykorystanie tego materiału w urądeniach elektronicnych i energoelektronicnych pracujących w wysokiej temperature ora odpornych na promieniowanie radioaktywne (np. w technice motoryacyjnej, nuklearnej i kosmicnej). Układy energoelektronicne realiowane pry użyciu pryrądów węglika kremu będą charakteryować się więksonymi gęstościami mocy, wyżsą sprawnością energetycną, wyżsymi cęstotliwościami pracy ora będą dolne do pracy w środowiskach ekstremalnych, w których urądenia wykorystujące pryrądy kremowe nie są w stanie diałać.

13 Charakterystyki diod w stanie prewodenia dla temperatur 25 i 150 С

14 Charakterystyki prejściowego prądu wstecnego i ładunku prejściowego od sybkości mian prądu diody

15 Pryrądy półprewodnikowe węglika kremu SiC W diodach mocy wykonanych SiC w temperature pokojowej praktycnie nie występują prądy wstecne. Dięki sybsemu odyskiwaniu właściwości aworowych pre diody wrotne (casy wyłącania mniejse od 1 ns i pomijalnie małe ładunki wstecne), mniejse straty mocy wydielają się arówno w diodach jak i współpracujących nimi tranystorach. Wysoka gęstość mocy diod SiC powala na więksenie cęstotliwości łąceń, poprawienie jakości energii wejściowej i wyjściowej układów, co umożliwi mniejsenie gabarytów elementów indukcyjnych. Zmaleją również akłócenia powodowane pre diody wrotne, co powoli uprościć konfiguracje filtrów asilacy i mniejsyć ich gabaryty.