Диоды. Структура PN перехода

1. Диоды

2. Структура PN перехода

3. Включение PN перехода

В прямом направлении
В обратном направлении

4. Идеальный P-N переход

u
ид
i I о exp
1
T
i
uид T ln 1
I
о

5.

Реальный P-N переход
uб i Rб
i
uид T ln 1
I
о
u ид
i I о exp
1
m
Т
uД iR Б
i I о exp
1
m Т

6. Сравнение ВАХ

i
uид T ln 1
I
о
i
uид m T ln 1
I
о
i
uд i R Б m T ln 1
I
о
1 − с идеализированным p-n-переходом, 2 – с учётом неидеальности обеднённого
слоя, 3 – с реальным p-n-переходом

7. Эквивалентная схема диода

C пе р C Б C д ф
CБ
CБ 0
1 u
К
n
Cд ф
(i I о )
Т F ( ) 2
F ( )
1 1 2 2р

8. Решение схемы с диодом

Дано
E, Rн, Uд(I)
Найти
I
E U Д I U Н I
E U ИД I U Б I U Н I
I
E m T ln 1
RБ I RН I
I
о
E U Д I Rн I
E Rн I U Д I

9. Выпрямитель

e (t ) E m sin ( t о )
i (t ) i C (t ) i Н (t )
u i (t ) uД (t ) uН (t ) e (t )
1 t
uc t I t dt
C 0

10. Однополупериодный выпрямитель

11. Двухполупериодный выпрямитель

e (t ) E m sin ( t о )

12. 3-фазный выпрямитель

e1 (t ) Em sin ( t о )
e2 (t ) Em sin ( t 2 / 3 о )
e3 (t ) Em sin ( t 4 / 3 о )

13.

Диоды, стабилитроны, тиристоры - Основные параметры диодов
Постоянное прямое напряжение Uпр - Постоянное напряжение на диоде при з
Постоянное обратное напряжение Uобр - Постоянное напряжение приложенн
Постоянный прямой ток Iпр - постоянный ток, протекающий через диод в прям
Постоянный обратный ток Iобр - постоянный ток, протекающий через диод в
Средний прямой ток Iпр.ср. - прямой ток, усредненный за период.
Средний обратный ток Iобр.ср. - обратный ток, усредненный за период.
Дифференциальное сопротивление диода rдиф - отношение приращения нап
Максимально допустимые параметры: К ним относятся все вышеперечисле
Импульсные диоды
Импульсное прямое напряжение Uпр.и. - пиковое прямое напряжение на диоде
Импульсное обратное напряжение Uобр.и. - пиковое обратное напряжение на
Общая емкость Cд - емкость, измеренная между выводами диода при заданны
Время установления прямого напряжения Tуст - интервал времени с момент
Время восстановления обратного сопротивления Tвос - интервал времени
Заряд переключения Qпк - часть накопленного заряда, вытекающего во внешню
Стабилитроны и стабисторы
Напряжение стабилизации Uст - напряжение на стабилитроне при заданном т
Допускаемый разброс напряжения стабилизации от номинального ΔUст.н
Дифференциальное сопротивление стабилитрона rст - отношение приращ
Температурный коэффициент напряжения стабилизации αст - отношение
Полная емкость стабилитрона C - емкость между выводами стабилитрона п
Варикапы
Емкость варикапа Cн - емкость, которая измеряется между выводами при зада

14. Основные параметры диода

Постоянный прямой ток Iпр (If)постоянный ток, протекающий через диод
в прямом направлении.
Постоянное прямое напряжение Uпр (Uf)Постоянное напряжение на диоде при
заданном прямом токе.
Постоянное обратное напряжение Uобр Постоянное напряжение приложенное к
диоду в обратном направлении.
Постоянный обратный ток Iобр постоянный ток, протекающий через диод
в обратном направлении при заданном
обратном напряжении.
Максимально допустимые параметры:
К ним относятся все вышеперечисленные
только с индексом "max" и словами
"максимально допустимый(ое)".
i
uд i R Б m T ln 1
I
о

15. Пробой p-n перехода

.
Пробой p-n перехода
Пробоем называют резкое
увеличение обратного тока p-nперехода при некотором обратном
напряжении, превышающем
напряжение пробоя
Uпроб

16. Виды пробоев

Лавинный пробой вызывается ударной ионизацией нейтральных
атомов кристаллической решётки полупроводника в обеднённом
слое под действием сильного электрического поля
Туннельный пробой представляет собой переход электронов
сквозь потенциальный (энергетический) барьер между
переходом - без изменения энергии. Такой переход называют
туннельным эффектом.
Поверхностный пробой объясняется резким увеличением
тока утечки на поверхности P-N перехода
Тепловой пробой обусловлен выделяющейся мощностью из-за
протекания обратного тока под действием обратного
напряжения
Pв ы д U о б р I о б р

17. Стабилитрон

U вх IR U VD I ст
U вх
R
U вх IR U VD I ст

18. Параметры стабилитрона

Постоянный прямой ток Iпр (If)
Постоянное прямое напряжение Uпр (Uf)
Постоянное обратное напряжение Uобр - напряжение стабилизации
стабилитрона Uст ном
Постоянный обратный ток Iобр ток стабилизации . Iст ном
Uст макс, Uст мин, Iст макс, Iст мин – соответственно максимальное и
минимальное значение тока и напряжения на стабилитроне
U стмакс U стмин
U ст
2U cт