Маркировка полупроводниковых диодов

ТЕМА 2.2 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

 

Полупроводниковым диодомназывается прибор с двумя выво­дами и одним p-n переходом.

Принцип работы полупроводникового диода основан на использовании односторонней проводимости, элек­трического пробоя и других свойств p-n-перехода. Диоды различают по назначению, материалу, конструктивному исполнению, мощности и другим признакам.

По технологии изготовления и конструкции различают

плоскостные

точечные,

сплавные,

микросплавные,

эпитаксиальные и другие.

По функциональному назначению диоды делятся на

выпрями­тельные,

универсальные,

импульсные,

смесительные,

СВЧ,

стабили­троны, стабисторы,

варикапы,

динисторы, тиристоры, симисторы,

фото­диоды,

светодиоды

туннельные и т.д.

По используемому материалу

кремниевые,

германиевые,

арсе­нидгаллиевые.

По мощности:

маломощные;

средней мощности;

мощные.

По частоте:

низкочастотные;

высокочастотные;

СВЧ.

Диоды обладают односторонней проводимостью и слу­жат: для выпрямления переменного тока, стабилизации тока и напря­жения, формирования импульсов, для регулирования мощностей и т.д.

Конструкция полупроводниковых диодов. Основой плоскостных и точечных диодов является кристалл полупроводника n-типа проводимости, который называется базой транзистора. База припаивается к металлической пластинке, которая называется кристаллодержателем. Для плоскостного диода на базу накладывается материал акцепторной примеси и в вакуумной печи при высокой температуре (порядка 500 °С) происходит диффузия акцепторной примеси в базу диода, в результате чего образуется область p-типа проводимости и p-n переход большой плоскости (отсюда название). Вывод от p-области называется анодом, а вывод от n-области – катодом (смотрите рисунок 28).

Большая плоскость p-n перехода плоскостных диодов позволяет им работать при больших прямых токах, но за счёт большой барьерной ёмкости они будут низкочастотными. Точечные диоды.

К базе точечного диода подводят вольфрамовую проволоку, легированную атомами акцепторной примеси, и через неё пропускают импульсы тока силой до 1А. В точке разогрева атомы акцепторной примеси переходят в базу, образуя p-область (смотрите рисунок 30).

Микросплавные диоды. Их получают путём сплавления микрокристаллов полупроводников p- и n- типа проводимости. По своему характеру микросплавные диоды будут плоскостные, а по своим параметрам – точечные

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ

1) Общая характеристика выпрямительных диодов

2) Включение выпрямительных диодов в схемах выпрямителей

 

Они делятся: на маломощные (до 0,3А), средней мощности (до 10А), мощные (более 1000А), низкочастотные (до 1кГц) и высокочастотные (до 100кГц).

Свойства выпрямительных диодов характеризуются вольтампер­ной характеристикой и параметрами, которые приводятся в справочной литературе.

1) Общая характеристика выпрямительных диодов. Выпрямительным диодом называется полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный в силовых цепях, то есть в источниках питания. Выпрямительные диоды всегда плоскостные, они могут быть германиевые или кремниевые. Германиевые диоды лучше кремниевых тем, что имеют меньшее прямое падение напряжения. Кремниевые диоды превосходят германиевые по диапазону рабочих температур, по максимально допустимому обратному напряжению, а также имеют меньший обратный ток. Если выпрямленный ток больше максимально допустимого прямого тока диода, то в этом случае допускается параллельное включение диодов.

Основные параметры диодов (рисунок 1.2.1):

· средний выпрямленный ток J_ср,

· прямое падение напряжения U_пр,

· обратный ток диода при заданной температуре J_обр.,

· напряжение отсечки U_отс.,

· мощность рассеивания Р_рас.,

· рабочая частота f_р. и др.

В ряде случаев для увеличения тока используется параллельное включение диодов. Для выравнивания токов через диоды последова­тельно с диодами включаются резисторы (рисунок 1.2.2).

Наряду с выпрямительными диодами для выпрямления перемен­ного тока используются мосты (рисунок 1.2.3) и диодные столбики. Выпрями­тельные мосты состоят из четырех диодов, размещенных в корпусе и залитых эпоксидной смолой. Диодные столбики представляют собой набор из последовательно соединенных диодов и предназначены для выпрямления высоковольтных напряжений. Шунтирующие сопротивления величиной несколько сот кОм включают для выравнивания падения напряжения на каждом из диодов

 Включение выпрямительных диодов в схемах выпрямителей. Диоды в схемах выпрямителей включаются по одно- и двухполупериодной схемам. Если взять один диод, то ток в нагрузке будет протекать за одну половину периода, поэтому такой выпрямитель называется однополупериодным. Его недостаток – малый КПД.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ДИОДЫ предназначены для преобразования и обработки высокочастотных сигналов (до десятков гигагерц). Обычно это точечные диоды с минимальными паразитными параметрами. При­меняются в СВЧ-аппаратуре.

ИМПУЛЬСНЫЕ ДИОДЫ нашли применение в импульсных схемах, например, в формирователях импульсных сигналов, в схемах автомати­ческого регулирования, в вычислительных устройствах. Импульсные диоды обладают высоким быстродействием и минимальным временем восстановления.

 

СТАБИЛИТРОНЫ– это разновид­ность диодов, предназначенных для стабилизации напряжения. Вольт – ам­перная характеристика стаби­литрона имеет вид (рисунок 1.2.4). Рабочий участок ха­рактеристики АВ лежит в области электрического пробоя диода и харак­теризуется малым измене­нием напря­жения U_СТ при значительных измене­ниях тока.

 

Стабилитроны могут быть одно­анодные, двуханодные, универ­саль­ные, прецизионные. Двуханодные ста­билитроны обеспечивают ста­билиза­цию дву­полярных напряжений. Обычно они представляют собой два одноанод­ных ста­билитрона, включенных последовательно на­встречу друг другу (рисунок 1.2.5).

В схеме стабилизации напряжения стабилитрон включается в об­ратном направлении параллельно нагрузке. Последовательно со стаби­литроном под­ключается балластный (ограничительный) резистор.

 

 

 

Основными параметрами стабилитрона являются:

· напряжение стабилизации U_СТ,

· минимальный ток стабилизации J_{мин. стаб.},

· максимальный ток стабилизации J_{мак. стаб.},

 

· дифференциальное сопротивление ,

· допустимая мощность рассеивания,

· температурный коэффициент напряжения стабилизации,

· предельные эксплуатационные параметры.

 

Напряжение стабилизации зависит от температуры. Стабили­троны с на­пряжением стабилизации более 5В имеют положительный температурный ко­эффициент напряжения (ТКН), а при Uст < 5 – отри­цательный. Для кремниевых стабилитронов ТКН лежит в пределах от 0,0005-0,2 % /⁰C.

Все стабилитроны подразделяются на маломощные, средней мощности и мощные. Условное обозначение стабилитрона включает: материал полупровод­ника (К - кремний); обозначение подкласса стаби­литрона (букву С); цифру, указывающую на мощность стабилитрона; две цифры, соответствующие на­пряжению стабилизации, и бу­кву, указывающую особенность конструкции или корпуса.

Условные обозначения стабилитрона приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Условные обозначения стабилитрона

Мощность	Напряжение стабилизации (в)	Обозначение	Напряжение стаби­лизации (в)
малая	0,5¸9,9	КС 133А	3,3
	10¸99	КС 213А	13
	100¸199	КС 333А	133
средняя	0,5¸9,9	КС 456А	5,6
	10¸99	КС 515А	15
	100¸199	КС 620А	120
большая	0,5¸9,9	КС 756А	5,6
	10¸99	КС 815А	15
	100¸199	КС 920А	120

  Стабисторы, как и стабилитроны, предназначены для стабилиза­ции на­пряжения. Однако, в отличие от последних, рабочим участком у них является прямая ветвь вольтамперной характеристики. Стабисторы работают при пря­мом напряжении и позволяют стабилизировать малые напряжения (0,35¸1,9)в. Основные параметры и условные обозначения у стабисторов такие же, как и у стабилитронов.

ВАРИКАПЫ – это полупроводниковые диоды, емкость которых меняется при изменении обратного напряжения. На рисунке 1.2.6  приведена вольт–амперная и емкостная характеристика варикапа.

Емкость варикапа увеличивается с уменьшением обратного на­пряжения.

 

Основными параметрами варикапа являются:

· емкость варикапа при заданном обратном напряжении С_В ,

· коэффициент перекрытия по емкости ,

· сопротивление потерь r_П ,

· добротность Q_В ,

· температурный коэффициент емкости.

Варикапы применяются в резонансных схемах для изменения ре­зонансной частоты генераторов, силителей и т.д.

Туннельные диоды – занимают особое место среди полупровод­никовых диодов из-за свойственной ему внутренней положительной обратной связи по напряжению и хорошим динамическим свойствам. Его ВАХ имеет участок отри­цательного дифференциального сопротив­ления (участок CD на рисунке 1.2.10, б).

Туннельный диод, благодаря своей ВАХ, нашел широкое приме­нение в ка­честве ключевого тензодатчика и генератора высокой час­тоты.

 

 

Частота колебаний w_Р в схеме рис. 13(в) определяется по фор­муле:

где     С – общая емкость диода в точке минимума вольт-ампер­ной харак­теристики,

          G – отрицательная проводимость на падающем участке ВАХ,

          L – индуктивность выводов.

Для того, чтобы колебания не содержали гармоники, необходимо, чтобы их амплитуда не превышала 0,1 U_П, поэтому в генераторах на туннельных диодах амплитуда колебаний обычно составляет примерно 10...20 мВ. Максимальная амплитуда колебаний равна U2 - U1 » 100 мВ. Рабочая частота генератора на ТД обычно превышает 1 ГГц.

Излучающие диоды представляют собой полупроводниковые диоды, излучающие из области p-n перехода кванты энергии. Излучение происходит через прозрачную стеклянную пластину, размещенную в корпусе диода. По характеристике излучения диоды делятся на две группы: диоды с излучением в видимой области спектра, получившие название светодиоды, и диоды с излучением в инфракрасной области спектра, получившие название ИК - диоды.

Светодиоды применяются в качестве световых индикаторов, а ИК - диоды в качестве источников излучения в оптоэлектронных приборах и первичных преобразователей информации.

Маркировка полупроводниковых диодов

 

По старому ГОСТу все диоды обозначались буквой Д и цифрой, которая указывала на электрические параметры, находящиеся в справочнике. Новый ГОСТ на маркировку диодов состоит из 4 обозначений:

К С -156 А

Г Д -507 Б

I II III IV

---

Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 20; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!