Polovodičové diody. Dělení polovodičových diod podle základního materiálu: Germaniové Křemíkové Galium-arsenid+Au

Podobné dokumenty
Fakulta biomedic ınsk eho inˇzen yrstv ı Teoretick a elektrotechnika Prof. Ing. Jan Uhl ıˇr, CSc. L eto 2017

Polovodiče, dioda. Richard Růžička

Polovodičové diody Definice

Projekt Pospolu. Polovodičové součástky diody. Pro obor M/01 Informační technologie

Polovodičové diody Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

Elektrický proud v polovodičích

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Základní druhy tranzistorů řízených elektrickým polem: Technologie výroby: A) 1. : A) 2. : B) 1. :

Neřízené polovodičové prvky

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Pedagogická fakulta v Ústí nad Labem Fyzikální praktikum k elektronice 2 Číslo úlohy : 1

způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu

Fotoelektrické snímače

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Dioda - ideální. Polovodičové diody. nelineární dvojpól funguje jako jednocestný ventil (propouští proud pouze jedním směrem)

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě zenerova dioda její hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

propustný směr maximální proud I F MAX [ma] 75 < 1... při I F = 10mA > při I R = 1µA 60 < 0,4... při I F = 10mA > 60...

Laboratorní práce č. 3: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

A8B32IES Úvod do elektronických systémů

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY

7. Elektrický proud v polovodičích

2. Pomocí Theveninova teorému zjednodušte zapojení na obrázku, vypočtěte hodnoty jeho prvků. U 1 =10 V, R 1 =1 kω, R 2 =2,2 kω.

7. Elektrický proud v polovodičích

TECHNICKÁ DOKUMENTACE

Dioda jako usměrňovač

Základy elektrotechniky

Základy elektrotechniky

Základy elektrotechniky

1.1 Usměrňovací dioda

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřený předmětem jsou v tomto případě polovodičové diody, jejich údaje jsou uvedeny v tabulce:

ELEKTRONICKÉ PRVKY TECHNOLOGIE VÝROBY POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ

11. Polovodičové diody

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_16_ZT_E

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, polovodiče

FEKT VUT v Brně ESO / P5 / J.Boušek 3 FEKT VUT v Brně ESO / P5 / J.Boušek 4

Polovodičové prvky. V současných počítačových systémech jsou logické obvody realizovány polovodičovými prvky.

VY_32_INOVACE_06_III./2._Vodivost polovodičů

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

17. Elektrický proud v polovodičích, užití polovodičových součástek

Polovodičové usměrňovače a zdroje

Sada 1 - Elektrotechnika

Měření na unipolárním tranzistoru

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Určení čtyřpólových parametrů tranzistorů z charakteristik a ze změn napětí a proudů

Elektronika pro informační technologie (IEL)

Bipolární tranzistory

Měření vlastností a základních parametrů elektronických prvků

Elektronické součástky - laboratorní cvičení 1

VLASTNOSTI POLOVODIČOVÝCH SOUČÁSTEK PRO VÝKONOVOU ELEKTRONIKU

Laboratorní práce č. 2: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

VOLTAMPÉROVÉ CHARAKTERISTIKY DIOD

1 Polovodiče základní pojmy, vlastnosti. Přechody, diody, jejich struktura, vlastnosti a aplikace.

Elektronické praktikum EPR1

TYRISTORY. Spínací součástky pro oblast největších napětí a nejvyšších proudů Nejčastěji triodový tyristor

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII MĚŘENÍ NA AKTIVNÍCH SOUČÁSTKÁCH

e, přičemž R Pro termistor, který máte k dispozici, platí rovnice

Obrázek a/struktura atomů čistého polovodičeb/polovodič typu N

Tranzistory. tranzistor z agnl. slova transistor, tj. transfer resisitor. Bipolární NPN PNP Unipolární (řízené polem) JFET MOS FET

Měření charakteristik fotocitlivých prvků

Polovodiče ELEKTROTECHNIKA TO M Á Š T R E J BAL

II. Nakreslete zapojení a popište funkci a význam součástí následujícího obvodu: Integrátor s OZ

Polovodičové součástky

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

- Stabilizátory se Zenerovou diodou - Integrované stabilizátory

Technická měření v bezpečnostním inženýrství. Elektrická měření proud, napětí, odpor

Zvyšování kvality výuky technických oborů

III. Stacionární elektrické pole, vedení el. proudu v látkách

Charakteristiky tranzistoru MOSFET

SAMOSTATNÁ PRÁCE Z ELEKTRONIKY UNIPOLÁRNÍ TRANZISTORY

Bipolární tranzistory

Polovodičov. ové prvky. 4.přednáška

VY_32_INOVACE_ENI_3.ME_16_Unipolární tranzistor Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Miroslav Krýdl

ČÍSLICOVÝ MULTIMETR AX-100

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

FET Field Effect Transistor unipolární tranzistory - aktivní součástky unipolární využívají k činnosti vždy jen jeden druh majoritních nosičů

Obrázek 1: Schematická značka polovodičové diody. Obrázek 2: Vlevo dioda zapojená v propustném směru, vpravo dioda zapojená v závěrném směru

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Doporučená literatura

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Manuální, technická a elektrozručnost

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec

Elektrický proud. Elektrický proud : Usměrněný pohyb částic s elektrickým nábojem. Kovy: Usměrněný pohyb volných elektronů

Bipolární tranzistor. Bipolární tranzistor - struktura. Princip práce tranzistoru. Princip práce tranzistoru. Zapojení SC.

Elektřina a magnetizmus polovodiče

Obr. 2 Blokové schéma zdroje

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

2.3 Elektrický proud v polovodičích

Charakteristiky diod. Cvičení 5. Elektronické prvky A2B34ELP. V-A charakteristika diody a její mezní parametry

MĚŘENÍ JALOVÉHO VÝKONU

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Elektrický proud střídavý. Název: Téma: Autor:

U01 = 30 V, U 02 = 15 V R 1 = R 4 = 5 Ω, R 2 = R 3 = 10 Ω

Unipolární tranzistory

1.3 Bipolární tranzistor

Manuální, technická a elektrozručnost

V nejnižším energetickém stavu valenční elektrony úplně obsazují všechny hladiny ve valenčním pásu, nemohou zprostředkovat vedení proudu.

Metodický návod: 5. Zvyšování vnějšího napětí na 3 V. Dochází k dalšímu zakřivování hladin a rozšiřování hradlové vrstvy.

Transkript:

Polovodičové diody Dioda definice: Elektronická dvojpólová součástka, která při své činnosti využívá přechod, který vykazuje usměrňující vlastnosti (jednosměrnou vodivost). Vlastnosti se liší způsobem provedení, průběhem V-A charakteristiky všechny diody jsou nelineární. Dělení polovodičových diod podle základního materiálu: Germaniové Křemíkové Galium-arsenid+Au Polovodičová dioda je vytvořena polovodičovým krystalem, který je na jedné straně dotován P a na druhé N. Spojením obou různě dotovaných oblastí na určitých plochách dostáváme plošnou diodu. V jiném případě při bodovém doteku jde o hrotovou diodu. Polovodičová dioda je nelineární součástka s usměrňovacím účinkem, jejíž teoretickou charakteristiku lze odvodit z rovnice pro přechod PN:

Teoretická a skutečná charakteristika polovodičové diody, schematická značka: Při závěrném napětí větším než asi 0,5 V roste závěrný proud nepatrně. Jde o ztrátový proud způsobený nerovnoměrnostmi na hraničních plochách přechodu PN. Při propustném napětí vyšším než 0,5 V se odchyluje skutečný průběh charakteristiky od ideálního exponenciál. průběhu, protože se proud v důsledku dosud zanedbaného vlastního odporu krystalu - tzv. odporu dráhy - zmenší proti teoreticky odvozené hodnotě. Přiložené napětí se tedy rozdělí na napětí na závěrné vrstvě a na úbytek napětí na odporu krystalu. Protože odpor dráhy lze předpokládat ve velikostí (1 až 300) ohmů, nehraje v závěrném stavu, kdy může proud nabývat hodnot řádu (na) až (µa), žádnou roli. Podobně nemá vliv závěrný (ztrátový) proud v propustném stavu, protože tam proud dosahuje hodnot řádově (ma) až (A). Podle teoretického průběhu proudu lze při pokojové teplotě odvodit strmost pro polovodičovou diodu v přímém směru:

tj. pro přímý směr s : Tento vztah samozřejmě platí jen přibližně. Proti skutečné strmosti je teoretická strmost 2krát až 4krát větší. Reálná a idealizovaná charakteristika polovodičové diody: Pro impulsovou techniku, vycházející z binárních (dvouhodnotových) signálů, jsou zajímavé jen dva možné stavy, a proto se může charakteristika reálné polovodičové diody idealizovat pomocí dvoutečen. V průsečíku obou tečen dostáváme prahové napětí U( TO ). Nad tímto prahovým napětím, které je podle typu diody mezi (0,2 až 2) V, má dioda propustný odpor rf (forward resistance) 1 až 300 ohmů. Pod tímto prahem klade průchodu proudu závěrný odpor rr (reverse resistance) (řádově Mohmy). Poměr rr/rf je spínací poměr a je charakteristický odpor diody. Typické hodnoty pro komerční diody jsou uvedeny v tabulce níže. V případě křemíkových a germaniových diod jde o hrotové diody, selenové diody jsou plošné s plochou přechodu 1 mm 2.

Charakteristické údaje polovodičových diod: Druh diody rf (Ω) rr (MΩ) U (TO) (V) Ge 3 až 500 0,05 až 4 0,25 Si 1 až 300 Se 300 až 3 000 400 až 5 000 1 až 10 0,6 0,5 až 1,5 rr/rf 2 000 až 105 106 až 108 (kω) 0,5 až 20 102 až 103 3 103 50 Všechny diody mají větší nebo menší vedlejší kapacitní účinky. Je to způsobeno závěrnými vrstvami, které jsou ochuzeny z hlediska počtu volných nosičů náboje. Tyto vrstvy působí mezi oblastmi P a N, silně obohacenými pohyblivými nosiči náboje; jako dielektrikum mezi dvěma kondenzátorovými deskami. Kromě ventilového charakteru závěrné vrstvy musíme respektovat také její kapacitu; kapacitu závěrné vrstvy. Kromě statických hodnot musí být proto, nějakým způsobem ohodnoceno dynamické chování diod. Udává se dobou zotavení, tj. za jakou dobu dosáhne dioda ze svého plně propustného stavu závěrného stavu. Tak např. můžeme z katalogu číst: při propustném proudu 5 ma bylo skokem přiloženo závěrné napětí -5 V. Po 0,5 µs byl ještě měřitelný proud 0,25 ma a po 3,5 µs proud 0,025 ma. Mohou však také být uváděny údaje pro průběh závěrného napětí a proudu v případě, že proud skokem vypne. Z hlediska výrobních postupů a vzhledem k vysoké proudové zatížitelnosti se začaly velmi používat plošné diody. Při vysokých frekvencích je jejich použití problematické, protože mají poměrně velkou kapacitu závěrné vrstvy (až do několika stovek pikofaradů). Kapacita totiž roste úměrně s plochou destičky. Tím se vyskytují u plošné diody relativně dlouhé doby zotavení, tj. dochází ke zpoždění signálu. Má-li být kapacita velmi malá (jak se požaduje v mnoha zapojeních impulsové techniky), musíme udržet malou kontaktní plochu. Toho se dosahuje u hrotových diod. Při nasazení kovového hrotu (např. zlatého drátku legovaného indiem) na polovodičový krystal vodivosti N lze odpovídajícím teplotním procesem v místě doteku vytvořit v okolí hrotu v polovodiči N tenkou oblast P. Vzniká tedy přechod PN s dříve popsanými vlastnostmi, který však má kapachttp://www.zesilovace.cz/view.php?cisloclanku=2003052314ity závěrné vrstvy řádu jen (0,5 až 1) pf, tj: dioda je téměř bezkapacitní.

Obecné vlastnosti diod provozní (dle katalogu) Provozní + max. napětí Max. proud v propustném směru Výkonová zatížitelnost dovolená anodová ztráta (dle chlazení)