ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

Заказать  курсовую

Заказать курсовую

Китайские косметические средства

Интернет-магазин Olympus

Интернет-магазин Olympus

Интернет-магазин одежды и обуви Lamoda

ТехносилаТехносила

KupiVip – крупнейший онлайн-магазин

Уборка   квартир в Москве

Уборка квартир в Москве

Гироскутер SmartWay

Женский Интим-гель

Подарки

Мужское портмоне-клатч. Не раздумывай дари

Туризм, путешествия: Бронирование отелей
Подбор тура в Прагу
Туризм в Испании
Туризм, достопримечательности и курорты Италии
Интернет магазины
Интернет-магазин одежды и обуви Lamoda
Чайная пятница - магазин чая
Техносила
KupiVip – крупнейший онлайн-магазин
Интернет-магазин Olympus
Mascotte: особенная обувь
Стройная фигура
Fito Slim Balance уникальный коктейль для похудения
Леггинсы для похудения Hot Shapers
Леджинсы Slim Jeggings
Биокерамическое белье Фир Слим
Профессиональный блокатор калорий
MAGNET DIET - браслет с магнитами для похудения
Acai Fito Cocktail для похудения
Невидимый бюстгальтер Bare Lifts
Chokolate Slim - комплекс для похудения
Косметика
White Light - отбеливание зубов
Pink Luna для очистки кожи
Мыло с вулканическим пеплом
Духи с феромонами мужские
Мыло с вулканическим пеплом
Platinus V Professional для роста волос
Magic Glance - средство для ресниц
J'adore L'Absolu от Dior
Здоровье
Спрей для роста волос Beautiful hair
Медицинская подушка - для лечения сердца
Пластырь от варикоза
Power Perfect Pore - вакуумный очиститель лица
Renoven - антиварикозный бальзам
Монастырский чай желудочный
Гранатовая Эмульсия Hendel
Anti Diabet Nano - капли от диабета
Anti Psori NANO - гель от псориаза
Браслет Бяньши
Жидкий каштан НАЙТ
Трансдермальные пластыри от геморроя
Immunity - капли для иммунитета
Лимонник китайский
Монастырский чай
Прямая доставка чая из Китая
Монастырский сироп
Cream of varicose
Китайский пластырь от псориаза
Квантовый защитный амулет "Душа Ангела"
Услуги
Уборка квартир в Москве
Курсы рисования для взрослых в студиях Москвы и онлайн
Экспресс онлайн-курс рисования в школе Вероники Калачевой
Спорт
Ab Gymnic - пояс для похудения
TRX Home - тренажер
Тренажер для пресса Wonder Core Smart
Тренажер Лунный степпер
Минивелотренажер Аэрофит
Транспорт
Лучший способ купить авиабилеты дешево
CAR DVR MIRROR - видеорегистратор
Гироскутер SmartWay
Сигвей SMART BOARD
Мотосигнализация Pandect X-1100 moto
GPS-навигатор Prology iMap-580TR
Детский электромобиль JAGUAR
Моноколесо Roadweller
Товары для дома
Форма-трафарет Садовая дорожка
Волшебные листья Таиланда
LILO - матрасы для беременных
Машинка для суши «INSTANT ROLL»
Фонарь-электрошокер
Star-Master- ночник проектор звездного неба
Набор вакуумных пакетов
A8 PET Tracker - охранная система
Отпугиватель грызунов и насекомых Pest-Reject
LEDCRYSTAL - магазин светодиодной брусчатки
Термос Bullet
Товары для детей
Онлайн-гипермаркет лучших товаров для детей
Спрей AirFit от ОРВИ и гриппа
Магазин одежды Peoplum
Подарки
Fir Slim - антицеллюлитное бельё
Часы Tissot Couturier
Часы-браслет Pandora + серьги Dior
Pedi Spin - прибор для педикюра
Швейцарские часы в Минске и Беларуси
Летающий спутник
Часы Pandora Gold
Nikon D5200 Kit AF-S DX
Электронная книга Digma
Emporio Armani мужские часы
Плойка для волос Tulip Instyler
Маска из феноменального фильма - Пила
Модель Steel Rage
Часы Tag Heuer (кварц)
Часы Hublot механические
Часы Rado
Радиоуправляемый квадрокоптер
Эротика
Витегра – БАД для усиления потенции
Соблазн возбуждающая жвачка
XL Sperm Spray - интимный спрей для мужчин
Твой стиль
Академия Моды и Стиля
Luxury Case именной чехол для телефона
Рюкзак SWISSGEAR
Беспроводные наушники AirBeats
Электроника
iCharger - портативное зарядное устройство
Переводчик ASSISTANT
Комплект Триколор-ТВ Full HD
Phone 6 и 6 Plus
Прибор для экономии электроэнергии
JBL Pulse - беспроводная колонка
Игровая приставка Hamy4
КОЛОНКА BEATS PILL
Колонка BEATS PILL XL

Наушники NIKE

 
Электротехника
Полупроводниковые диоды
Выходная характеристика
Транзистор как активный четырёхполюсник
Биполярные транзисторы
Варикапы
Лабораторный стенд
Униполярные (полевые) транзисторы
Полевые транзисторы с изолированным затвором
Сопромат Лабораторный практикум
Построение эпюр нормальных сил
Дан прямой стержень кусочно-постоянного сечения
Проверить прочность стального стержня
Перемещения поперечных сечений брусьев
Расчеты на растяжение и сжатие
Построение эпюр нормальных сил и напряжений
Влияние температуры на напряжение и деформации
Учет подвижной статической нагрузки
Плоские статические определимые фермы
Расчет шпренгельных ферм
Статически определимые арки
Определение перемещений Интеграл Мора
Статически неопределимые арки
Бесшарнирная арка
Определить координаты центра тяжести
Определить статические моменты
Осевые моменты инерции плоских составных сечений
Сдвиг
Дополнительные задачи на сдвиг
Расчет напряжений и деформаций валов
Расчеты на прочность и жесткость валов
Статически неопределимые задачи на кручение
Построить эпюры крутящих моментов
Расчет винтовых пружин с малым шагом
Плоский изгиб
Эпюры главных напряжений при изгибе
Сварная балка
Сложное сопративление
Внецентренное растяжение и сжатие бруса большой жесткости
Совместное действие изгиба и кручения
Расчет кривых брусьев малой кривизны
Расчет толстостенных труб
Действие динамических нагрузок
Упругий удар
Вынужденные колебания систем
Неупругое деформирование
Построение эпюр прогибов упругой оси балки
Аналитический расчет кривых брусьев малой кривизны
Лабораторный практикум
Опытная проверка теории косого изгиба
Физика
Элементы квантовой механики
Молекулярные спектры
Полупроводники
Ядерная физика
Кинематика примеры задач
Лабораторные работы
 
Основы архитектуры
Начертательная геометрия

 Цель работы: Изучение принципа работы полупроводниковых приборов на примере биполярного и полевого транзисторов. Экспериментальное и компьютерное исследование их вольт-амперных характеристик и расчет основных h-параметров.

Полупроводниковые диоды

 Диодами называют двухэлектродные элементы электрической цепи, обладающие односторонней проводимостью тока. В полупроводниковых диодах односторонняя проводимость обуславливается применением полупроводниковой структуры, сочетающей в себе два слоя, один из которых обладает дырочной (p), а другой электронной (n) проводимостью.

 Принцип действия полупроводникового диода основывается на специфике процессов, протекающих на границе раздела р- и n- слоев, в так называемом электронно-дырочном p-n-переходе.

 В германиевых и кремниевых диодах двухслойная p-n-структура создается введением в один из слоев монокристалла акцепторной примеси, а в другой – донорной примеси. На практике наибольшее распространение получили p-n-структуры с неодинаковой концентрацией акцепторных и донорных примесей, т.е. с неодинаковой концентрацией основных носителей заряда в слоях рр и nn. Типичными являются структуры с рр » nn. На примере германия принято следующее распределение концентраций: рр = 1018 см –3, nn = 1015 см –3. Концентрация собственных носителей заряда в германии при 20ºС ni = 2,5 · 1013 см –3.

 В p-n-структуре на границе раздела слоев АВ (рис.1) возникает разность концентраций одноименных носителей заряда. В приграничной области под действием разности концентраций возникает диффузионное движение основных носителей заряда во встречном направлении через границу раздела. Дырки из р-области диффундируют  в n-область, электроны из n-области – в р-область.

При уходе дырок из р-области в ней создается нескомпенсированный отрицательный объемный заряд за счет оставшихся отрицательных ионов акцепторных атомов примеси. Электроны, ушедшие из n-слоя оставляют здесь нескомпенсированный положительный объемный заряд. Наличие объемного заряда является главной особенностью p-n-перехода.

 A 

 

Ввиду наличия объемного заряда в р-n-переходе создаётся электрическое поле и разность потенциалов.

 Толщина слоя объемного заряда составляет доли микрометров. Внутреннее электрическое поле объемных зарядов с потенциальным барьером φо создает тормозящее действие дальнейшего диффузионного процесса. При комнатной температуре для германия φо = 0,3 ÷ 0,5 В, а для кремния φо = 0,6 ÷ 0,8 В.

 Рассмотрим случай, когда внешнее напряжение подключено к p-n- структуре в прямом направлении, т.е. плюсом источника к выводу p-области, а минусом источника к выводу n-области. При таком подключении источника создаваемое им электрическое поле направлено противоположно внутреннему полю, что приводит к уменьшению результирующего поля в p-n-переходе. Уменьшение потенциального барьера облегчает переход основных носителей заряда под действием поля через границу раздела.

С повышением приложенного внешнего напряжения, диффузионный ток увеличивается (т.к. уменьшается потенциальный барьер), в связи с чем возрастает прямой ток через p-n-переход. Примерный вид прямой ветви вольтамперной характеристики p-n- перехода показан на рис. 2б.

 При подключении к диоду источника внешнего напряжения в обратном направлении (рис.2а) потенциальный барьер возрастает на величину Uа и становится равным φо+Uа. При этом увеличивается объемный заряд в p-n-переходе и его ширина. Возросший потенциальный барьер затрудняет прохождение через p-n-переход основных носителей заряда, вследствие чего диффузионный ток уменьшается. Дрейфовый ток, обусловленный неосновными носителями заряда, остается неизменным.

 Прямой ток диода создается основными носителями заряда, а обратный – неосновными. Концентрация основных носителей заряда на несколько порядков превышает концентрацию неосновных носителей. Этим и обуславливаются вентильные свойства p-n-перехода, а следовательно и диода. Проведенному теоретическому анализу вольт-амперной характеристики диода соответствует ее запись в аналитической форме:

, называемая уравнением  Шокли. При 20˚С = 0,026 В.

 По конструктивно-технологическим признакам диоды подразделяются на точечные и плоскостные, сплавные и диффузионные, по функциональному назначению и принципу образования p-n-перехода – на выпрямительные, импульсные, туннельные, диоды Шотки, стабилитроны, варикапы, фотодиоды, светодиоды и т.д.

  Выпрямительные диоды. Это диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока в постоянный, к быстродействию, емкости p-n-перехода и стабильности параметров которого не предъявляют высоких требований. Их выполняют на сплавных и диффузионных несимметричных p-n-переходах. Они характеризуются малым сопротивлением в прямом направлении и позволяют пропускать большие токи (до десятков и сотен ампер) при допустимых обратных напряжениях до 1000 В. Емкость p-n-перехода из-за большой его площади относительно велика (десятки пикофарад), и, следовательно, переходные процессы протекают относительно долго.

 Импульсные диоды. Диоды, предназначенные для работы в импульсных цепях, должны иметь малую длительность переходных процессов, что можно обеспечить лишь уменьшением емкости p-n- перехода. Уменьшение емкости достигается за счет сокращения площади p-n-перехода. Однако это уменьшает теплоотвод, и естественно допустимые мощности рассеяния (30 – 40 мВт).

 Переходные процессы в диоде заключаются в следующем. При подаче к диоду импульса напряжения прямой полярности происходит инжекция неосновных носителей (дырок) из р-области в n-область и диод переходит из запертого состояния в открытое. Этот процесс определяет время установления прямого тока tуст. (рис. 3).

 i

 Рис. 3

 При изменении полярности импульса напряжения требуется время для рассасывания неосновных носителей из n-области и восстановления исходного состояния. Это рассасывание происходит как за счет рекомбинации дырок с электронами, так и за счет возвращения дырок в свою р-область. Этот процесс характеризуется временем восстановления обратного сопротивления tвост . Это время в течение которого обратный ток уменьшается до 0,1 Iпр .

 Учитывая важность переходных процессов для оценки работы импульсных диодов, они (в дополнение к параметрам выпрямительных диодов) характеризуются временами tуст и tвост , а также емкостью p-n-перехода Сд и максимальным прямым импульсным напряжением Uпр.max .

 Диоды Шотки. Металлополупроводниковые диоды (диоды Шотки), у которых выпрямляющий переход представляет собой тонкую пленку молибдена или алюминия, нанесенную на пластинку кремния методом вакуумного испарения, обладают емкостью, не превышающую 0,01пкФ, что обеспечивает время их переключения доли наносекунды и предельную частоту работы десятки гигагерц. Благодаря меньшему прямому напряжению 0,3 В, вместо 0,7 В у диодов с p-n-переходом, они обеспечивают более высокий КПД.  Условное обозначение диода Шотки отличается от выпрямительного и импульсного.

 Стабилитроны. Это диоды, использующие участок вольт-амперной характеристики p-n-перехода соответствующий обратному электрическому пробою. Работу стабилитрона иллюстрирует приведенная схема и вольтамперная характеристика (ис. 4).  

 Рис. 4

 Во избежании теплового пробоя последовательно со стабилитроном всегда включают резистор Rо, ограничивающий ток Iст, который является обратным током для p-n-структуры стабилитрона.

  Дифференциальное сопротивление стабилитрона . Если напряжение Uвх может меняться в обе стороны от своего среднего значения, то точку “А” выбирают на середине вольт-амперной характеристики стабилитрона, причем

 Перейдя к приращениям, запишем , а подставив ΔΙст из выражения rдиф , получим: , откуда .

При   видно, что  и стабильность выходного напряжения тем лучше, чем больше отношение .

 Основными параметрами стабилитрона являются:

  Uст – напряжение стабилизации;

 Iст – минимальный ток стабилизации;

  Imax ст – максимальный ток стабилизации;

 rдиф – дифференциальное сопротивление;

  Рmax – максимальная мощность рассеяния;

 αст – температурный коэффициент стабилизации.

  Выпускаются кремниевые стабилитроны на напряжение стабилизации от 1,3 до 400 В и на мощности от 250 мВт до 50 Вт.

Техническая база российской электроэнергетики Ядерные испытания на архипелаге Новая Земля
Электротехника лабораторные работы