Моделирование структуры с р-n-переходом. Виды моделей

При анализе электрических схем часто возникает задача представления полупроводниковых приборов, содержащих p-n переходы в виде элементов электрических цепей. Такую цепь можно считать эквивалентной полупроводниковому прибору, если токи на соответствующих выводах прибора, содержащего p-n переход и эквивалентной электрической цепи совпадают с требуемой точностью. Подобные цепи называют электрическими моделями полупроводниковых приборов. Существует 2 вида таких моделей:

1) нелинейные модели. Используются при точных расчетах, преимущественно на ЭВМ, учитывают нелинейные сопротивления и емкость перехода.

2) Кусочно-линейные модели. Используются в расчетах, допускающих погрешности в установленных пределах. В большинстве случаев, при построении статистических моделей силовых преобразователей используют упрощенные кусочно-линейные модели полупроводниковых структур с p-n переходом.

Кусочно-линейные модели p-n перехода

1) учитывается аппроксимированная прямая ветвь ВАХ с параметрами

 

 

 

2) Учитывается прямая и обратная аппроксимированные ветви ВАХ.

 

Обратная ветвь аппроксимирована двумя отрезками характеризуемыми напряжением пробоя и сопротивлением в обратном направлении обратносмещенного перехода.

 

Определение и принцип действия полупроводниковых диодов

Диод -устройство, состоящие из кристалла полупроводника, содержащее обычно один p-n переход, помещённый в герметичный корпус и имеющий два вывода. Принцип действия определяется процессами в p-n переходе, при прямом и обратном смещении.

Процессы при прямом включении электронно-дырочного перехода в электрическую цепь

В равновесном состоянии ток основных носителей заряда обусловлен их диффузией за счет разности концентраций. Встречный ток неосновных носителей заряда определяется тепловыми процессами их генерации и дальнейшей диффузии в область p-n перехода. Попавшие в область p-n перехода неосновные носители заряда ускоряются его полем и создают встречный дрейфовый ток. В условиях равновесия диффузионного и дрейфового тока они равны. Приложение внешнего напряжения нарушает состояние системы. При прямом включении внешнее напряжение прикладывается плюсом к p области. Внешнее электрическое поле источника питания будет направлено навстречу внутреннему полю перехода, это приведет к сужению ООЗ и уменьшению потенциального барьера. Основные носители заряда в этом случае могут легко преодолевать потенциальный барьер – инжекция основных носителей заряда. Диффузионный ток резко увеличивается, в результате протекает сравнительно большой ток. Считается, что при прямом включении p-n переход открыт.

Процессы при обратном включении p-n перехода в электрическую цепь

Если подключить внешнее напряжение плюсом к n области, то внешнее электрическое поле источника питания будет совпадать с внутренним полем p-n перехода. Это сопровождается экстракцией из области перехода заряженных частиц и образования там дополнительных ионов примесей. В результате происходит увеличение ширины перехода и возрастание потенциального барьера. Основные носители заряда не могут преодолеть переход – он закрыт. Неосновные носители заряда в областях перехода образуются в результате тепловой генерации пар электрон-дырка. Оба поля являются ускоряющими для основных носителей заряда. Поэтому неосновные носители заряда будут проходить через переход, образуя очень маленький ток, который называется обратным или тепловым.

Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов.

По мощности

· маломощные

· средней мощности

· мощные (силовые) I_F> 10кА

По конструкции

· для малой и средней мощности

1. плоскостные диоды

2.точечные диоды

3. микросплавные

· для силовых диодов

1. штыревые

2.таблеточные

Типы диодов по частотному диапазону

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Виды информационного обеспечения.
2. IХ. Органы управления, контрольно-ревизионный орган и консультативно-совещательные структуры РСМ
3. VI Моделирование рынка и составление прогноза выпуска автомобилей
4. XXIX. МЫ И ЭТОТ МИР – ПОЛЕВЫЕ СТРУКТУРЫ.
5. Адаптивные структуры управления
6. Административно-правовые нормы: понятие, структура, виды. Дискуссионность по понятию структуры правовой нормы.
7. АДМИНИСТРАТИВНО-ЮРИСДИКЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО: ПОНЯТИЕ, ЧЕРТЫ, ВИДЫ.
8. Активизация и гармонизация энергоструктуры головного мозга
9. АКТУАЛИЗАЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
10. Акты применения права:понятие,признаки,виды.Н,П,А.и акты примен.права:сходство,различия.
11. Акцентуации характера, критерий и виды. Классификации акцентуированных характеров по К. Леонгарду и А.Е. Личко.
12. Алгоритмы линейной структуры