Главная | Обратная связь

Короткі теоретичні відомості

Напівпровідниковим діодом називається прилад з двома виводами, який містить один електронно-дірковий перехід. Найбільше застосування отримали германієві та кремнієві напівпровідникові діоди, а також діоди, виготовлені на основі арсеніду галію. В напівпровідникових діодах використовується властивість переходу добре проводити електричний струм в одному напрямку та погано пропускати його в протилежному напрямку. Ці струми та напруги, які відповідають їм, називають прямими та зворотними струмами, прямою та зворотною напругою.

Залежно від способу отримання електронно-діркових переходів напівпровідникові діоди поділяються на точкові та площинні. За призначенням напівпровідникові поділяються на:

- випрямні діоди малої, середньої та великої потужності, призначених для випрямлення змінного струму;

- стабілітрони, призначених для стабілізації напруги;

- варікапи (ємність переходу яких змінюється під дією прикладеної напруги);

- тунельні діоди, які мають на вольт амперній характеристиці ділянку з від’ємним опором;

- швидкодіючі імпульсні діоди, призначені для роботи в схемах з імпульсами мікросекундного та наносекундного діапазона;

- фотодіоди, які реагують на світлове випромінювання.

В даній лабораторній роботі досліджуються випрямний діод і стабілітрон. Вольт-амперні характеристики (ВАХ) напівпровідникових діодів та їх умовні графічні позначення наведені на рис.1.1.

Робота випрямного діода базується на властивості переходу пропускати струм тільки в одному напрямку. Основною характеристикою випрямних діодів є ВАХ (рис.1.1, а). Основні параметри випрямних діодів:

а б

Рис.1.1. Вольт-амперні характеристики:

а – випрямного діода; б – стабілітрона

1. Середній прямий струм – середнє за період значення прямого струму.

2. Максимально допустимий середній прямий струм .

3. Середня пряма напруга – середнє за період значення прямої напруги на діоді при заданому значенні прямого струму.

4. Постійна зворотна напруга – значення постійної напруги, яка прикладена до діода в зворотному напрямку.

5. Максимальна допустима постійна зворотна напруга .

6. Середній зворотний струм – середнє за період значення зворотного струму.

Нормальним режимом роботи стабілітронів є робота при зворотній напрузі, що відповідає зворотному електричному пробою . ВАХ стабілітрона (рис.1.1, б) у прямому напрямку практично не відрізняється від випрямного діода. У зворотному напрямку ВАХ має вигляд прямої вертикальної лінії, яка проходить майже паралельно вісі струмів. Тому при зміні в широких межах стуму падіння напруги на стабілітроні практично не змінюються. Ця властивість кремнієвих діодів дозволяє використовувати їх в якості стабілізаторів напруги.

Основні параметри стабілітронів:

1. Напруга стабілізації – падіння напруги на стабілітроні в області стабілізації при номінальному значенні струму.

2. Мінімальний струм стабілізації – значення струму через стабілітрон, при якому виникає стійкий електричний пробій.

3. Максимальний струм стабілізації – найбільше значення струму через стабілітрон, при якому потужність, яка розсіюється на стабілітроні, не перевищує допустимого значення.

4. Диференціальний опір – відношення приросту напруги на стабілітроні до приросту струму в режимі стабілізації та характеризує ступінь стабільності напруги стабілізації при зміні струмі пробою .

5. Максимальний потужність розсіювання – найбільша потужність, яка виділяється на переході, при якій не виникає тепловий пробій переходу.

6. Температурний коефіцієнт напруги стабілізації – відношення відносної зміни напруги стабілізації до абсолютної зміні температури навколишнього середовища:

.