Polovodiče - s jedním PN přechodem (dvojpóly) Polovodič a PN přechod. VA charakteristika. Propustný x Závěrný směr.

Transkript

1 olovodiče - s jedním přechodem (dvojpóly) Dioda detekční, spínací a usměrňovací Zenerona dioda Kapacitní dioda LED (svíticí dioda) olovodičový LASER olovodič a přechod m.n. = elektrony m.n. = díry pohyb el. a děr rekombinace zůstanou vázané díry a el. stabilní prost. náboj elektrické pole rovnováha Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 3 katoda ropustný x Závěrný směr rop. Zav. anoda + na na na + na VA charakteristika U BR - průrazné v závěrném směru U MAX I MAX je dáno maximálním příkonem (teplo, které lze vyzářit) ozn. Anoda a Katoda Základy elektr. 2. přednáška 4 I = I e q U k T Základy elektr. 2. přednáška 5 0 q, k -konstanty I 0 - nasycený proud v záv. sm. ulsní režim diody Komutace u diody t rr - závěrná zotavovací doba bývá v řádu 1 až100 ns t je 1-ky až 100-ky ns t S - t F - 10 % I R 90 % I R doba vyprázdnění doba ustálení Múže způsobovat rušení i při 50 Hz U vysokých frekvencí nezanedbatelný závěrný proud Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 7 1

2 Možnosti výroby přechodu Bodový - přivaření kovoveho hrotu k monokrystalu polovodiče Možnosti výroby přechodu Fotolitografické technologie Slitinový - na monokrystal se položí legující materiál (např Indium) + zahřátí (550 C pro Ge a 1400 C pro Si) slitinový přechod problematická reprodukovatelnost d Difuzní - 1 až 15 µm vzniká difuzí legování do monokrystalu z plynné fáze reprodukovatelný pozvolný přechod cca 1 µm za hodinu selektivni difuze s oxidovým maskováním 1) epitaxní růst 2) selektivni difuze odleptaný dif. přechod malá plocha přech Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 9 Detekční diody pro usměrňování malých signálů vyšších kmitočtů (detekce = demodulace) malé závěrné a nízké proudy malá kapacita, relatvně rychlé Hrotové lanární Malá plocha přechodu Křemík x Germanium Ge: nižší prahové nižší průrazné závěrné vyšší záv. proud Si: vyšší prahové vyšší průrazné závěrné nižší záv. proud Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 11 Spínací diody V obvodech s obdélníkovým průběhem Minimální závěrná zotavovací doba t rr Malá kapacita přechodu Germaniové hrotové 10 až 200 ns, 10 až 50 V, 5 až 30 ma Křemíkové plošné 5 až 100 ns, 20 až 120 V, 10 až 100 ma Ochrana před přepólováním zdroje Odrušení komutátorov. motorku Stabilizace (prahové ) teplomer Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 13 2

3 a) hradlo OR (logický součet) b)hradlo AD (logický součin) Ochrana měřidla proti přetížení Ochrana tranzistoru při spínání indukční zátěže Indikace nad U R U < U R záv. sm. U > U R prop. sm. C 1 << C 2 měřidlem teče proud c) generátor schodového d) měříč kmitočtu Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 15 Spojování diod, pouzdření diod Sériové - zvýšení závěrného Zenerova dioda Využívá se Zenerova průrazu v závěrném směru oužití jako stabilizátor Kompenzace Teplotní závislosti aralelní - zvýšení propustného proudu Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 17 Jednocestné usměrnění Diodový můstek Hodnoty střídavého proudu efektivní střední Dvoucestný usměrňovač z jediného zdroje střídavého proudu proud dodáva kondenzátor apětí za filtrací Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 19 3

4 růběhy po dvoucest. Usměrnění Dvoucestné usměrnění na filtračním kondenzátoru, se zátěží kdyby se usměrňovalo jednocestně za diodami, bez zátěže Vyžaduje pro svou činnost dva zdroje střídavého proudu v protifázi (=dvojí vinutí) Stačí pouze 2 diody úbytek pouze na 1 diodě Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 21 Filtrace po usměrnění Varikap (kapacitní dioda) Tlumivkou Kondenzátorem Kapacita přechodu je řiditelná m, (jednotky až stovky pf) oužívá se pro ladění LC obvodů Je potřeba zajistit oddělení VF a ladicího signálu vyrábí se s přechodem: Strmým C = k U ostupným C = k 3 U Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška Spontánní emise LED Dioda olovodič Mat např: GaAs - IČ GaAs - Červ. Ga - Červ. InGa - Zel. SiC - Modra Vodivostní p. olovodičový LASER Stimulovaná emise Fabry - erotův rezonátor tvořený lomem krystalu napařená kovová vrstva (=zcadlo) odraz 100% a 98% Zakázaný p. Valenční p. Rekombinace díry a elektronu Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 25 4

5 olovodičový LASER LASER Řízení výkonu pomocí optické zpětné vazby Základy elektr. 2. přednáška Základy elektr. 2. přednáška 27 LED a LASER Základy elektr. 2. přednáška 28 5