Головна

Універсальні і імпульсні діоди

  1. випрямні діоди
  2. випрямні діоди
  3. випрямні діоди
  4. високочастотні діоди
  5. Двохелектродні лампи (діоди)
  6. випромінюючі діоди
  7. Імпульсні генератори на цифрових мікросхемах.

Вони застосовуються для перетворення високочастотних і імпульсних сигналів. У даних діодах необхідно забезпечити мінімальні значення реактивних параметрів, що досягається завдяки спеціальним конструктивно-технологічним заходам.

Одна з основних причин інерційності напівпровідникових діодів пов'язана з дифузійної ємністю. Для зменшення часу життя t використовується легування матеріалу (наприклад, золотом), що створює багато ловушечних рівнів в забороненій зоні, що збільшують швидкість рекомбінації і отже зменшується Здиф.

Різновидом універсальних діодів є діод з короткою базою. У такому діоді протяжність бази менше дифузійної довжини неосновних носіїв. Отже, дифузійна ємність буде визначатися не часом життя неосновних носіїв в базі, а фактичним меншим часом перебування (часом прольоту). Однак здійснити зменшення товщини бази при великій площі p-n переходу технологічно дуже складно. Тому що виготовляються діоди з короткою базою при малій площі є малопотужними.

В даний час широко застосовуються діоди з p-i-n-структурою, в якій дві сильнолегованого області p- і n-типу розділені досить широкою областю з провідністю, близькою до власної (i-область). Заряди донорних і акцепторних іонів розташовані поблизу кордонів i-області. Розподіл електричного поля в ній в ідеальному випадку можна вважати однорідним (на відміну від звичайного p-n переходу). Таким чином, i-область з низькою концентрацією носіїв заряду, але що володіє діелектричної проникністю можна прийняти за конденсатор, «обкладками» якого є вузькі (через велику концентрацію носіїв в p- і n-областях) шари зарядів донорів і акцепторів. Бар'єрна ємність p-i-n діода визначається розмірами i-шару і при досить широкій області від прикладеної постійної напруги практично не залежить.

Особливість роботи p-i-n діода полягає в тому, що при прямому напрузі одночасно відбувається інжекція дірок з p-області і електронів з n-області в i-область. При цьому його пряме опір різко падає. При зворотній напрузі відбувається екстракція носіїв з i-області в сусідні області. Зменшення концентрації призводить до додаткового зростання опору i області в порівнянні з рівноважним станом. Тому для p-i-n діода характерно дуже велике відношення прямого та зворотного опорів, що при використанні їх в переключательних режимах.

Як високочастотних універсальних використовуються структури з Шотткі і Мотта. У цих приладах процеси прямої провідності визначаються тільки основними носіями заряду. Таким чином, у розглянутих діодів відсутня дифузійна ємність, пов'язана з накопиченням і розсмоктуванням носіїв заряду в базі, що і визначає їх хороші високочастотні властивості.

Відмінність бар'єру Мотта від бар'єру Шотткі полягає в тому, що тонкий i-шар створений між металом М і сильно легованих полупроводником n+, Так що виходить структура М-i-n. У високоомному i-шарі падає вся прикладена до діода напруга, тому товщина збідненого шару в n+-області дуже мала і не залежить від напруги. І тому бар'єрна ємність практично не залежить від напруги і опору бази.

Найбільшу робочу частоту мають діоди з бар'єром Мотта і Шотткі, які на відміну від p-n-переходу майже не накопичують неосновних

носіїв заряду в базі діода при проходженні прямого струму і тому мають малий час відновлення tВОСТ (Близько 100 пс).

 

Різновидом імпульсних діодів є діоди з накопиченням заряду (ДНЗ) або діоди з різким відновленням зворотного струму (опору). Імпульс зворотного струму в цих діодах має майже прямокутну форму (рисунок 4.2). При цьому значення t1 може бути значним, але t2 має бути надзвичайно малим для використання ДНЗ в швидкодіючих імпульсних пристроях.

Отримання малої тривалості t2 пов'язане зі створенням внутрішнього поля в базі близько збідненого шару p-n-переходу шляхом нерівномірного розподілу домішки. Це поле є гальмуючим для носіїв, які прийшли через збіднений шар при прямій напрузі, і тому перешкоджає відходу інжектованих носіїв від кордону збідненого шару, змушуючи їх компактніше концентруватися зи кордону. При подачі на діод зворотного напруги (як і в звичайному діоді) відбувається розсмоктування накопиченого в базі заряду, але при цьому внутрішнє електричне поле вже буде сприяти дрейфу неосновних носіїв до збідненого шару переходу. У момент t1, Коли концентрація надлишкових носіїв на кордонах переходу спадає до нуля, що залишився надлишковий заряд неосновних носіїв в базі стає дуже малим, а, отже, виявляється малим і час t2 спадання зворотного струму до значення I0.

Малюнок 2.3 Тимчасові діаграми струму через імпульсний діод.



Попередня   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   Наступна

Зворотне включення р-п-переходу | Теоретична вольтамперная характеристика p-n переходу | Реальна вольтамперної характеристики p-n переходу | Ємності p-n переходу | гетеропереходи | Контакт між напівпровідниками одного типу електропровідності | Контакт металу з напівпровідником | омічні контакти | Явища на поверхні напівпровідника | випрямні діоди |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати