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)


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



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



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


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


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



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

+



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



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

Documents