Влияние температуры на обратный ток p-n перехода

Для маломощных германиевых диодов ток утечки (или обрат­ный ток) находится в пределах от 1 до 200 мкА. У кремниевых диодов ток утечки значительно меньше. Но в обоих случаях ток утечки сильно зависит от температуры.

Рис.2.7. Зависимость от температуры обратного тока насыщения для германиевого и кремниевого диодов (рисунок выполнен авторами)

Эта зависимость показана на рис. 2.7, где приведены графики температурного изменения обратного тока германиевого и кремниевого диодов. Основные причины возникновения тока утечки следующие:

а) Образование неосновных носителей при нагревании, воздействии радиации и нарушениях структуры кристаллической решетки. В этих случаях образуются электронно-дырочные пары и носители заряда, которые являются неосновными, свободно проходят через р-п переход, смещенный в обратном направлении для основных носителей. Образование электронно-дырочных пар при нагревании является наиболее существенной причиной возрастания тока утечки. В общем случае возрастание обратного тока составляет примерно 10% на 1°С (ток увеличивается приблизительно в 2 раза при нагревании на 8°С). По этой причине применение германиевых полупроводниковых приборов ограничивается диапазоном температур не выше 70°С. Кремниевые приборы могут применяться вплоть до 150°С.

б) Поверхностные токи утечки являются существенным фактором только для кремниевых приборов, в которых тепловой ток утечки весьма незначителен. Поверхностный ток утечки часто обусловлен загрязнением поверхности и в конечном итоге снижает обратное сопротивление перехода (Фишер Дж.Э., 1980).

Виды полупроводниковых диодов

Полупроводниковые диоды в зависимости от их свойств и назначения бывают нескольких типов. Рассмотрим некоторые из них.

- Выпрямительные диоды. Предназначены в основном для выпрямления переменных токов. Диоды малой мощности рассчитаны на токи меньше 0, 3 ампера. Средней мощности - от 0, 3 до 10 А. Большой мощности больше 10 А.

- Универсальные диоды. Применяются в основном для детектирования (выпрямления) модулированных колебаний. Но их можно использовать и как выпрямительные: при малых токах и небольших обратных напряжениях.

- Высокочастотные диоды. Высокочастотные диоды - это приборы универсального назначения, которые могут быть использованы для выпрямления, детектирования и других нелинейных преобразований электрических сигналов в диапазоне до 600 МГц. Они изготовляются, как правило, из германия или кремния и имеют точечную структуру.

- Импульсные диоды. Применяются для работы в импульсных схемах. Они должны обладать способностью сохранять форму импульсов при пропускании их к различным участкам схемы.

- Стабилитроны. Предназначены для стабилизации постоянных напряжений. Их работа основана на явлении пробоя некоторых кремниевых переходов. У таких переходов характеристика пробоя расположена почти параллельно оси токов, то есть при одном и том же напряжении на диоде ток может изменяться в довольно широких пределах (Радиолекторий, 2013).

- Варикапы. Диоды, изменяющие свою ёмкость под действием приложенного обратного напряжения. Могут использоваться в качестве конденсатора переменной ёмкости в различных электронных устройствах.

- Фотодиоды. Диоды, изменяющие своё сопротивление под действием света. Могут применяться в качестве датчика освещённости.

- Светодиоды. При прохождении электрического тока через них способны выделять свет. Находят очень широкое применение, как в качестве индикационных устройств, так и для освещения.

Рис. 2.8. Условные графические обозначения некоторых диодов (рисунок выполнен авторами)

Выпрямители

Для питания электронных устройств используются химические и сетевые источники питания.

К химическим источникам относятся гальванические и аккумуляторные элементы и батареи. Их недостатком является сравнительно малый срок службы и малая мощность. Этих недостатков нет у сетевых источников напряжения постоянного тока.

Источник питания состоит из четырёх основных узлов:

• трансформатора;
• выпрямителя;
• сглаживающего фильтра;
• стабилизатора напряжения или тока.

Рассмотрим процесс выпрямления переменного напряжения. Частота сетевого напряжения 50 Гц, т.е. в 1 секунду имеем 50 периодов. В течение каждого периода имеется полпериода отрицательного напряжения и полпериода положительного напряжения. Для выпрямления надо избавиться от разнополярности. Это можно достигнуть двумя способами:

1. избавиться от напряжения одного из полупериодов;

2. изменить полярность одного из полупериодов на противоположную.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Cоветско-германский протокол о порядке отвода германских войск и продвижения советских войск на демаркационную линию в Польше
2. DFD - диаграмма потоков данных
3. F78.81 Другие формы умственной отсталости с другими нарушениями поведения, обусловленные предшествующей инфекцией или интоксикацией
4. I. ПРОТОКОЛ К МАДРИДСКОМУ СОГЛАШЕНИЮ О МЕЖДУНАРОДНОЙ РЕГИСТРАЦИИ ЗНАКОВ («МАДРИДСКИЙ ПРОТОКОЛ»)
5. I. Ток срабатывания пусковых токовых реле МНЗ.
6. I. Токовая отсечка (ТО) на линиях с односторонним питанием.
7. II. Промышленность в годы пятилеток
8. III. КЛАССИЧЕСКАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ – ИСТОКИ
9. IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ВОСТОКА И ЗАПАДА (1961 г.)
10. J. НАРУШЕНИЕ ПРАВА НА ТОВАРНЫЙ ЗНАК, КОНТРАФАКЦИЯ И ПОДДЕЛКА ЭТИКЕТОК И УПАКОВКИ
11. V. РЕЛИГИОЗНОЕ ПРОТИВОСТОЯНИЕ ВОСТОКА И ЗАПАДА (1970г.)
12. VI.2. Педагогический стиль и его влияние на межличностные отношения и психологический климат в коллективе класса.