EL08s_w03: Diody półprzewodnikowe

Podobne dokumenty
Przegląd półprzewodnikowych przyrządów mocy

Diody półprzewodnikowe

Diody półprzewodnikowe

Diody półprzewodnikowe

SYMBOLE GRAFICZNE. Tyrystory. Struktura Charakterystyka Opis

Złącze p-n powstaje wtedy, gdy w krysztale półprzewodnika wytworzone zostaną dwa obszary o odmiennym typie przewodnictwa p i n. Nośniki większościowe

Równanie Shockley a. Potencjał wbudowany

Diody półprzewodnikowe cz II

Ćwiczenie 1 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Elementy przełącznikowe

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Złożone struktury diod Schottky ego mocy

Część 2. Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych

Elementy elektroniczne Wykłady 4: Diody półprzewodnikowe

Base. Paul Sherz Practical Electronic for Inventors McGraw-Hill 2000

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI DIODY

Badanie diod półprzewodnikowych

4. Diody DIODY PROSTOWNICZE. Są to diody przeznaczone do prostowania prądu przemiennego.

Diody i tranzystory. - prostownicze, stabilizacyjne (Zenera), fotodiody, elektroluminescencyjne, pojemnościowe (warikapy)

Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych

ELEMENTY UKŁADÓW ENERGOELEKTRONICZNYCH

Ćwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET

BADANIE DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Diody półprzewodnikowe. Model diody półprzewodnikowej Shockley a. Dioda półprzewodnikowa U D >0 model podstawowy

Elementy półprzewodnikowe. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Rys.1. Struktura fizyczna diody epiplanarnej (a) oraz wycinek złącza p-n (b)

Właściwości tranzystora MOSFET jako przyrządu (klucza) mocy

Miłosz Andrzejewski IE

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI DIODA

Modelowanie diod półprzewodnikowych

Złącza p-n, zastosowania. Własności złącza p-n Dioda LED Fotodioda Dioda laserowa Tranzystor MOSFET

Dioda półprzewodnikowa OPRACOWANIE: MGR INŻ. EWA LOREK

DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Złącze p-n: dioda. Przewodnictwo półprzewodników. Dioda: element nieliniowy

Badanie diod półprzewodnikowych

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

Urządzenia półprzewodnikowe

Spis treści 3. Spis treści

Ćwiczenie - 2 DIODA - PARAMETRY, CHARAKTERYSTYKI I JEJ ZASTOSOWANIE

3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA

Półprzewodniki. złącza p n oraz m s

Ćw. III. Dioda Zenera

Wykład V Złącze P-N 1

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 123: Półprzewodnikowe złącze p-n

7. Tyrystory. Tyrystor SCR (Silicon Controlled Rectifier)

1. Wymień trendy rozwojowe współczesnej elektroniki. 2. Zdefiniuj pojęcie sygnału. Jakie rodzaje sygnałów występują w elektronice?

Dioda półprzewodnikowa

ELEKTRONIKA ELM001551W

Badanie charakterystyki diody

4. DIODY 4.1. WSTĘP 4.2. DIODY PROSTOWNICZE

Ćwiczenie 1. Pomiary parametrów diod półprzewodnikowych

Diody prostownicze. częstotliwo. ową 50 Hz) przy znacznych lub zgoła a duŝych mocach wydzielanych w obciąŝ

A-6. Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

Dioda półprzewodnikowa

Badanie układów prostowniczych

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI. Temperaturowa zależność statycznych i dynamicznych charakterystyk złącza p-n

Własności i zastosowania diod półprzewodnikowych

Część 2. Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

. Diody, w których występuje przebicie Zenera, charakteryzują się małymi, poniŝej 5V, wartościami napięcia stabilizacji oraz ujemną wartością α

Ćwiczenie nr 4 Charakterystyki I= f(u) złącza p-n.

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE JEDNOSTKA ORGANIZACYJNA: ZAKŁAD KOMUNIKACYJNYCH TECHNOLOGII MORSKICH INSTRUKCJA

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Repeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n

Diody, tranzystory, tyrystory. Materiały pomocnicze do zajęć.

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Ćwiczenie 2

Tranzystory polowe. Podział. Tranzystor PNFET (JFET) Kanał N. Kanał P. Drain. Gate. Gate. Source. Tranzystor polowy (FET) Z izolowaną bramką (IGFET)

IA. Fotodioda. Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody.

1. Właściwości materiałów półprzewodnikowych 2. Półprzewodniki samoistne i domieszkowane 3. Złącze pn 4. Polaryzacja złącza

Ćwiczenie 1. Pomiary parametrów diod półprzewodnikowych

DIODY WYK. VI SMK W. Marciniak, Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone, WNT, W-wa 1987

Część 3. Przegląd przyrządów półprzewodnikowych mocy. Łukasz Starzak, Przyrządy i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 51

Ćwiczenie 2 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych

Ćwiczenie nr 23. Charakterystyka styku między metalem a półprzewodnikiem typu n. str. 1. Cel ćwiczenia:

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Przyrządy półprzewodnikowe część 5 FET

Politechnika Białostocka

Zadania z podstaw elektroniki. Zadanie 1. Wyznaczyć pojemność wypadkową układu (C1=1nF, C2=2nF, C3=3nF):

Elementy elektroniczne Wykłady 5,6: Tranzystory bipolarne

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET i MOSFET

PYTANIA PRZYGOTOWUJĄCE DO EGZAMINU Z ELEKTRONIKI (z Energoelektroniką) ( Automatyka i Robotyka, II/IV sem, 2008 )

AC/DC. Jedno połówkowy, jednofazowy prostownik

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

Ćwiczenie 123. Dioda półprzewodnikowa

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

Ćwiczenie nr 2 Charakterystyki I= f(u) złącza p-n.

Elektronika. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

ZADANIA DO ĆWICZEŃ Z ELEMENTÓW ELEKTRONICZNYCH temat: Diody. prowadzący Piotr Płotka, tel , pok.

Zasilacze: - prostowniki, - filtry tętnień, - powielacze napięcia. Rodzaje transformatorów sieciowych

Optyczne elementy aktywne

Podstawy działania elementów półprzewodnikowych - diody

MATERIAŁY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Fizyka i technologia złącza PN. Adam Drózd r.

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 3 A

Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej Wydział Elektrotechniki, Elektroniki Informatyki i Automatyki Politechnika Łódzka

3. DIODY. Przyrządy dwukońcówkowe, gdzie obszarem roboczym jest złącze.

Transkrypt:

EL08s_w03: Diody półprzewodnikowe Złącza p-n i m-s Dioda półprzewodnikowa ( Zastosowania diod ) 1

Złącze p-n 2

Rozkład domieszek w złączu a) skokowy b) stopniowy 3

Rozkłady przestrzenne w złączu: a) bez zewnętrznego napięcia, b) spolaryzowanego zaporowo, c) spolaryzowanego w kierunku przewodzenia 4

Bariera potencjału (napięcie kontaktowe) Na Nd kt UD = ln 2 q ni Szerokość warstwy zaporowej [ 2 U D U 1 1 d= q Na Nd ] 1 2 5

Pojemność dyfuzyjna (złącza przewodzącego) CD = I UD τ czas życia nośników, I - prąd diody CD = 10pF.. 100 pf Pojemność złączowa (warstwy zaporowej) CT = K U D U m K stała materiałowa, U - napięcie zewnętrzne m - 0.3... 0.6 6

Wpływ koncentracji domieszek i temperatury na rozkład ładunku i potencjału 7

Poziomy energetyczne w złączu p-n 8

Złącze m-s a) złącze prostujące (Shottky'ego), b) kontakt omowy 9

Modele złącza pn Wykładnicze prawo złącza p-n U I = I R exp ١ UT k T ; UT = ٢٦mV q Rezystancja przyrostowa złącza p-n U U T k T ٢٦mV rjd = = I I e I I ; U > > UT Zależność napięcia od temperatury δu δt I = const ٢mV K 10

Struktury diod półprzewodnikowych 11

Diody - przekroje i charakterystyki 12

Typy diod Diody do urządzeń pracujących przy częstotliwości sieciowej niski spadek napięcia ==> relatywnie długi czas trr (do 100us) wielkie prądy i napięcia znamionowe (7kV, 5kA) Diody szybkie krótki czas trr, mniejszy zakres mocy (2.5kV, 1.5kA) Diody Shottky'ego (złącze metal półprzewodnik); bardzo mały spadek napięcia ( 0.3V); do zastosowań niskonapięciowych niskie napięcie wsteczne (50-100V) Diody specjalne (LED, fotodiody, pojemnościowe, lawinowe, stabilistory,...) El-w2 13

Symbol diody i charakterystyka wykładnicza 14

Mikroelektroniczny model diody: wykładnicze prawo złącza (na charakterystyce wykreślonej w zakresie setek woltów spadek napięcia przewodzenia staje się z trudem zauważalny) El-w2 15

Charakterystyki diody krzemowej na prąd 1A (linia ciągła) i germanowej na prąd 0.1A (linia przerywana) El-w2 16

Wpływ temperatury na charakterystykę diody El-w2 17

Rezystancja przyrostowa diody przewodzącej El-w2 18

Odcinkowo-liniowe modele diody El-w2 19

Półprzewodnikowe diody mocy (a) symbol (b)charakterystyka statyczna (c) charakterystyka idealizowana Wykorzystanie właściwości półprzewodnikowego złącza p-n Mały spadek napięcia przewodzenia 1V Prąd wsteczny bardzo mały (pomijalny) El-w2 20

Charakterystyka diody mocy, parametry El-w2 21

Odcinkowo - liniowe modele diody (najprostsze) a) dioda idealna b) dioda o stałym spadku napięcia przewodzenia ( w mikroelektronice VF0 0.6 V; w energoelektronice VF0 > 1V ) El-w2 22

Trzyodcinkowy liniowy model diody id rf= U/ I UBR UF0 vd model uwzględnia: - początkowe napięcie przewodzenia VF0 i stałą rezystancję przewodzenia rf - napięcie przebicia VBR i ew. rezystancję w zakresie przebicia lawinowego El-w2 23

Charakterystyki diod różnych typów 24

Właściwości dynamiczne diody (w obwodzie RE) 25

Załączanie i wyłączanie diody (w obwodzie RLE) Załączanie jest bardzo szybkie Wyłączanie nie jest natychmiastowe powstaje krótkotrwały prąd ujemny (straty, przepięcia) trr czas odzyskiwania zdolności zaworowych (reverse recovery time) Qrr ładunek przejściowy przy wyłączaniu IRM max. przejściowy prąd wsteczny El-w2 26

Przebiegi przy załączaniu i wyłączaniu diody El-w2 27

Diody prostownicze 28

Prostowniki jednofazowe 29

Rozkład ładunku dla diod różnych typów a) prostownicza b) lawinowa c) Zenera 30

Wpływ temperatury na charakterystyki diod: a) Zenera b) lawinowej 31

Diody stabilizacyjne (stabilistory) 32

Charakterystyki stabilistora i jego symbol 33

Stabilizator napięcia z diodą Zenera rz = U wy s= IZ U wy U we rz Ro rz + Ro r = Z rz Ro R R+ rz + Ro 34

Dioda tunelowa 35

Dioda elektroluminescencyjna LED 36

Fotodioda 37

Budowa magnetodiody 38

Diody pojemnościowe 39

Diody pojemnościowe 40

Pytania sprawdzające Wymień i scharakteryzuj materiały półprzewodnikowe Opisz proces uzyskiwania i oczyszczania monokryształu Co to jest złącze pn? Opisz jego działanie. Jakie modele stosuje się do opisu złącza pn? Co to są złącza MS i jakie są ich rodzaje? Wymień i opisz rodzaje diod półprzewodnikowych Jakie są cechy charakterystyczne diod prostowniczych? Jak działa dioda stabilizacyjna? Narysuj i objaśnij charakterystyki diod różnych typów Narysuj symbole diod różnych typów Narysuj schemat i objaśnij przebiegi napięć i prądów w jednofazowym prostowniku mostkowym, obciążonym obwodem: a) indukcyjnym, b) pojemnościowym Narysuj schemat i charakterystyki prostego stabilizatora napięcia z diodą Zenera 41