Download - TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE Joncţiunea semiconductoare. Dioda
p n
p nE int
x
x
x
x
ng,ne
Vcontact
E
ng ne
sunt simbolizati numaipurtatorii majoritari de sarcina electrica
Joncţiunea semiconductoare. Dioda
caracteristica volt-amperică
simbol
1kT
eudeIi sd
e – sarcina elementară, 1,6.10-19Ck – constanta Boltzmann, 1,38.10-23 J.K-1
T- temperatura joncţiunii, K
în polarizare inversă:
1 0 kT
euu dd şi id
în polarizare directă:
1 0 kT
euu dd şi kT
eudeIi sd
-Is
anod catod( )p ( )n
udidid
ud
D
Is 0,6V Si0,3V Ge
polarizare inversa
polarizare directa
tensiuni de deschidere
id
kTeudeIi sd
-Is
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
dreapta de sarcină, punctul static de funcţionare (M)
Joncţiunea semiconductoare. Dioda
R
E
R
ui dd
panta de semnal mic
dsd
dm i
kT
ee
kT
eI
du
dig kT
eud gm = 40.id [mA/V]
E
R
D
ud
id
id
ud
ER
E
dreapta de sarcina
ud
id
idud
tg = gm
M(u ,i )do doido
udo
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
Joncţiunea semiconductoare. Dioda
modele de liniarizare
id
ud
id
ud
0,65 V
id
ud
0,65 V
polarizare inversa
polarizare directa
polarizare inversa
polarizare directa
polarizare inversa
polarizare directa
0 0 0
i= 0d 0 Vi= 0d 0,65 V
i= 0d 0,65 Vrd
rd1tg=
DIODAIDEALA
DIODEIDEALIZATE
a b c
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
Joncţiunea semiconductoare. Dioda
modelul de semnal mic
u = Usint
i = gmUsint
tUUu dod sin
tUgIi mdod sin
id
ud
t
t
0
Id0
Udo
P
u = Usin t
i=g Usin tm Q
M
i +g Udo m
i -g Udo m
0
0
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
Redresarea curentului alternativ
redresarea bialternanţă
continuu curentului tensiunea
variabilcurentului tensiunea ondulatie de factorul
D4D3
D2D1
C R
punteredresoare
u = Usin t
uR
18
2
u
u
t0
u = Usin t
U
-U
t0
uR
U-1,3V
T 2T 3T
semnal netezitcu condensatorul C
a
bsemnal redresat
brut
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
Alte tipuri de diode
Dioda stabilizatoare (Zener)
mecanisme de creştere a curentului: multiplicarea în avalanşă a purtătorilor de sarcină efectul Zener în care purtătorii de sarcină sunt generaţi chiar de către câmpul electric care se creează în joncţiune.
parametrii caracteristici:
tensiunea de stabilizare UZ
curentul invers maxim IZmax
rezistenţa internă rZ
Z
ZZ i
ur
id
ud
IZmin
udid
DZanod catod
IZmax
UZ
uz
iz
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
Alte tipuri de diode
Dioda stabilizatoare (Zener)
factorul de stabilizare S
ies
in
u
uS
Z
l
r
RS 1
Dioda varicap
Cele două straturi de sarcină separate pot fi asimilate cu un condensator plan ale cărui armături se îndepărtează odată cu creşterea tensiunii inverse a diodei.
uies
i
DZ
isiZ
Rsuin
Rl
D
d
BoB
U
u
CC
1
CB
ud
CB o
+
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
Alte tipuri de diode
Dioda tunel (Esaki)
Leo Esaki – fizician japonez, laureat al premiului Nobel în 1973 împreună cu B. Josephson şi I. Giaver. A obţinut pentru prima dată efectul tunel în 1957.
efectul Zener poate fi obţinut şi la tensiuni pozitive mici
rezistenţa diferenţială negativă
O
C
B
A
0id
ud
id
ud
curent t unel curent deinje ctie
dioda normala
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE
Alte tipuri de diode
Dioda Schottky
joncţiune de tip metal – semiconductor (Si-n)
Dioda electroluminiscentă (LED, Light Emitting Diode)
recombinare a unei perechi electron-gol
Material [nm] Culoare GaAs 920 infraroşu
GaAs0,5P0,5 610 portocaliu GaAs0,15P0,85 590 galben
GaP 540 verde
R E
id ud u= 1,6Vd
i = 20 mAd
lentila plastictransparent
0,35V
ud
id
h
TEMA 2 DIODA SEMICONDUCTOARE