Переход смещен в прямом направлении

Если к полупроводнику п типа подключить положительный потенциал источника а к н типа отрицательный то высота потенциального барьера уменьшается и в цепи повышается эл ток..ел ширина пн перехода стремится к 0. Переход как объедененная область исчезает. Электроны и дырки имеют возможность легко диффундировать к в область с противоположенным типом проводимости.

Переход смещен в обратном направлении

Если полупроводнику п типа подключить отрицательный потенциал источника а к н типу положительный то высота потенциального барьера увеличивается. Полярность прикладываемого напряжения совпадает с контактной полярностью контактной разности. Движение основных носителей уменьшается и при некотором значении совсем прекращается. Таким образом через идеальный пн переход может проходить электрический ток только в одном напр=авлении. В реальных полупроводниках и пн переходов наблюдается множество других явлений которые существенно влияют на характеристики полупроводниковых приборов.

 

Полупроводниковые диоды

v Выпрямительные

v Стабилитроны

v Варикапы

v Светодиоды

v Фотодиоды

v Оптроны

Прибор с одним электронным переходом и 2 выводами для подключения во внешнюю цепь. Полупроводниковые диоды используют свойства пн перехода хорошо проводить в одно направление и плохо в другом направлении. Эти токи и соответствующии им напряжение называют прямыми и обратными. Для полупроводниковых диодах используются вольтамперную характериситтику. Вид которой зависит от способа получения пн перехода. Концентрация свободных носителей, конструкцией перехода и т.д. Вобщем виде вольтамперная характеристика представляется зависимостью

По функциональному значению диоды разделяют на:

1) Выпрямительные (вторичные источники электропитания)

Диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. К быстродействию емкости пн перехода и стабильности параметров особых требований не предъявляется. Для выпрямительных диодов характерно малое сопротивление в проводящем состоянии. Барьерная емкость из-за большой площади перехода достаточно велика.

2) Импульсные (формирователи коротких импульсов)

3) Детекторные (приемо-передающие устройства)

4) Модуляторные (приемо-передающие устройства)

5) Стабилитроны (опорные диоды)

Предназначены для стабилизации напряжений. Их работа основана на использовании явления электрического пробоя пн перехода при включении диода в обратном направлении

6) Фотодиоды

Имеют структуру обычного пн перехода. Под действием напряжения источника эдс путь в цепи фотодиода включено в непроводящем направлении, при отсутствии освещения протекает небольшой темный ток (обратный) и с индексом тм. В этом случае фотодиод не отличается от обычного диода. При освещении фотодиода поток не основных носителей увеличивается, т.е. увеличивается обратный ток(фото ток).

7) Светодиоды

Представляют собой излучающий пн переход свечение в котором возникает вследствие рекомбинаций носителей зарядов (электронов и дырок). Свечение наблюдается при прямом смещении перехода. В процессе рекомбинации выделяется энергия, определяемая разницей энергии между уровнями рекомбинируещих частиц. Количество выделяемой энергии дозировано и сопровождается выделением кванта света (фотона). Существует без излучательное выделение энергии – тепловое.

 

Характеристика:

a) Яркость свечения

b) Световой поток

c) Площадь поверхности излучения

 

Параметры:

a) Прямое падение напряжения

b) Прямой ток светодиода

c) Угол излучения

d) Цвет свечения

Цвет свечения зависит от состава материалов и легирующих примесей.

Применяются в устройствах индикации, являются основой семисегментных индикаторов.

8) Варикап

Ширина пн перехода диода и его емкость зависит от приложенного к нему напряжения. Врикап – полупроводниковый прибор предназначенный для использования в качестве управлемый электрическим напряжении емкости. Варикап работает при обратном напряжении.

Основные парметры:

a) Номинальная емкость

b) Коэффицент перекрытия

c) Температурный коэффицент

Материалы использованные для создания пн переходов стабилитронов имеют высокую концентрацию примесей. Это обеспечивает высокую напряженность электрического поля в пн переходе. При относительно небольших обратных напряжениях в пн переходе возникает сильное электрическое поле., вызывающее его электрический пробой. В этом режиме нагрев диода не носит лавинно образного характера и не переходит в тепловой пробой.

9) Оптроны

Ø Отсутствие электрической связи между входной и выходной цепями

Ø Широкая полоса рабочих частот

Ø Высокая помехозащитность оптического канала от внешних помех

Ø Интеграция с другими полупроводниковыми и микроэлектронными приборами на этапе изготовления