Жоғары қуатты жарықдиодты көп функциялы орау үшін интеграцияланған технологиялар қандай

диод
Электрондық компоненттерде оның түзету функциясы үшін жиі тек бір бағытта ток өтуіне мүмкіндік беретін екі электроды бар құрылғы қолданылады. Ал электронды реттелетін конденсаторлар ретінде варакторлық диодтар қолданылады. Көптеген диодтардың ағымдағы бағыты әдетте «түзету» функциясы деп аталады. Диодтың ең көп тараған функциясы токтың тек бір бағытта өтуіне мүмкіндік беру (алға ығысу деп аталады) және оны кері бағытта блоктау (кері ығысу деп аталады). Сондықтан диодтарды тексеру клапандарының электронды нұсқалары ретінде қарастыруға болады.
Ерте вакуумдық электронды диодтар; Бұл токты бір бағытта өткізе алатын электронды құрылғы. Жартылай өткізгішті диодтың ішінде екі жетекші терминалы бар PN түйісуі бар және бұл электронды құрылғы қолданылатын кернеу бағытына сәйкес бір бағытты ток өткізгіштікке ие. Жалпы айтқанда, кристалды диод p-типті және n-типті жартылай өткізгіштерді агломерациялау арқылы құрылған pn-өткізу интерфейсі болып табылады. Ғарыштық заряд қабаттары оның интерфейсінің екі жағында қалыптасады, өздігінен құрылған электр өрісін құрайды. Қолданылатын кернеу нөлге тең болғанда, pn өткелінің екі жағындағы заряд тасымалдаушылардың концентрациялар айырмашылығынан туындаған диффузиялық ток пен өздігінен құрылған электр өрісінен туындаған дрейфтік ток тең және электрлік тепе-теңдік күйінде болады, бұл да қалыпты жағдайдағы диодтардың сипаттамасы.
Ертедегі диодтарға «мысық сақал кристалдары» және вакуумдық түтіктер (Ұлыбританияда «жылу ионизациялау клапандары» ретінде белгілі) кірді. Қазіргі уақытта ең көп таралған диодтар кремний немесе германий сияқты жартылай өткізгіш материалдарды пайдаланады.

тән
Позитивтілік
Тура кернеу қолданылған кезде, алға сипаттаманың басында, тікелей кернеу өте аз және PN өткелінің ішіндегі электр өрісінің блоктау әсерін жеңу үшін жеткіліксіз. Тура ток нөлге жуық және бұл бөлім өлі аймақ деп аталады. Диодты өткізбейтін тура кернеу өлі аймақ кернеуі деп аталады. Тікелей кернеу өлі аймақтың кернеуінен жоғары болғанда, PN өткелінің ішіндегі электр өрісі еңсеріледі, диод тікелей бағытта өтеді және кернеудің жоғарылауымен ток тез артады. Токты пайдаланудың қалыпты диапазонында диодтың терминалдық кернеуі өткізу кезінде дерлік тұрақты болып қалады және бұл кернеу диодтың тікелей кернеуі деп аталады. Диодтағы тікелей кернеу белгілі бір мәннен асып кеткенде, ішкі электр өрісі тез әлсірейді, сипаттамалық ток тез артады, ал диод тікелей бағытта өтеді. Ол шекті кернеу немесе шекті кернеу деп аталады, ол кремний түтіктері үшін шамамен 0,5 В және германий түтіктері үшін шамамен 0,1 В. Кремний диодтарының тікелей өткізгіштік кернеуінің төмендеуі шамамен 0,6-0,8 В, ал германий диодтарының тікелей өткізгіштік кернеуінің төмендеуі шамамен 0,2-0,3 В.
Кері полярлық
Қолданылатын кері кернеу белгілі бір диапазоннан аспаған кезде, диод арқылы өтетін ток азшылық тасымалдаушылардың дрейф қозғалысы нәтижесінде пайда болатын кері ток болып табылады. Кері токтың аздығынан диод үзіліс күйінде болады. Бұл кері ток кері қанықтыру тогы немесе ағып кету тогы деп те аталады, ал диодтың кері қанығу тогы температура қатты әсер етеді. Кәдімгі кремний транзисторының кері тогы германий транзисторына қарағанда әлдеқайда аз. Қуаттылығы төмен кремний транзисторының кері қанығу тогы nA ретімен, ал төмен қуатты германий транзисторы μ A ретімен. Температура жоғарылағанда жартылай өткізгіш жылумен қоздырады, саны азшылық тасымалдаушылар артады, ал кері қанығу тогы да сәйкесінше артады.

бұзылуы
Қолданылатын кері кернеу белгілі бір мәннен асқанда, кері ток кенеттен артады, бұл электрлік бұзылу деп аталады. Электр тоғының бұзылуын тудыратын критикалық кернеу диодтың кері бұзылуы деп аталады. Электр тогының бұзылуы кезінде диод бір бағытты өткізгіштігін жоғалтады. Егер диод электр тогының бұзылуына байланысты қызып кетпесе, оның бір бағытты өткізгіштігі біржола жойылмауы мүмкін. Оның өнімділігін қолданылған кернеуді алып тастағаннан кейін де қалпына келтіруге болады, әйтпесе диод зақымдалады. Сондықтан пайдалану кезінде диодқа қолданылатын шамадан тыс кері кернеуден аулақ болу керек.
Диод - бір бағытты өткізгіштігі бар екі терминалды құрылғы, оны электронды диодтар мен кристалды диодтарға бөлуге болады. Электрондық диодтар жіптің жылу жоғалуына байланысты кристалды диодтарға қарағанда тиімділігі төмен, сондықтан олар сирек көрінеді. Кристалды диодтар жиі кездеседі және жиі қолданылады. Диодтардың бір бағытты өткізгіштігі барлық дерлік электронды тізбектерде қолданылады, ал жартылай өткізгіш диодтар көптеген тізбектерде маңызды рөл атқарады. Олар ең ерте жартылай өткізгіш құрылғылардың бірі болып табылады және қолдану аясы кең.
Кремний диодының тікелей кернеуінің төмендеуі (жарықсыз түрі) 0,7 В, ал германий диодының тікелей кернеуінің төмендеуі 0,3 В. Жарық диодының тікелей кернеуінің төмендеуі әртүрлі жарық түстеріне байланысты өзгереді. Мұнда негізінен үш түсті болады және кернеудің төмендеуінің нақты анықтамалық мәндері келесідей: қызыл жарық диодтарының кернеуінің төмендеуі 2,0-2,2 В, сары жарық диодтарының кернеуінің төмендеуі 1,8-2,0 В, ал кернеудің төмендеуі жасыл жарық диодтарының түсуі 3,0-3,2 В. Қалыпты жарық шығару кезінде номиналды ток шамамен 20 мА құрайды.
Диодтың кернеуі мен тогы сызықты байланысты емес, сондықтан әртүрлі диодтарды параллель қосу кезінде сәйкес резисторларды қосу керек.

сипаттамалық қисық
PN түйіспелері сияқты, диодтар бір бағытты өткізгіштікке ие. Кремний диодының типтік вольт амперлік сипаттамалық қисығы. Диодқа тікелей кернеуді бергенде, кернеу мәні төмен болған кезде ток өте аз болады; Кернеу 0,6 В-тан асқан кезде ток экспоненциалды түрде өсе бастайды, бұл әдетте диодтың қосылу кернеуі деп аталады; Кернеу шамамен 0,7 В-қа жеткенде, диод толық өткізгіш күйде болады, әдетте UD белгісімен көрсетілген диодтың өткізгіштік кернеуі деп аталады.
Германий диодтары үшін қосу кернеуі 0,2 В, өткізгіштік кернеуі UD шамамен 0,3 В. Диодқа кері кернеуді бергенде, кернеу мәні төмен болғанда ток өте аз болады, ал оның ағымдағы мәні кері қанықтыру тогы IS болады. Кері кернеу белгілі бір мәннен асқанда, ток күрт өсе бастайды, бұл кері бұзылу деп аталады. Бұл кернеу диодтың кері бұзылу кернеуі деп аталады және UBR белгісімен көрсетіледі. Әртүрлі типтегі диодтардың бұзылу кернеуінің UBR мәндері айтарлықтай өзгереді, ондаған вольттан бірнеше мың вольтқа дейін.

Кері бұзылу
Зенердің бұзылуы
Кері бұзылуды механизміне қарай екі түрге бөлуге болады: стабилді бұзу және көшкіннің бұзылуы. Жоғары легирленген концентрация жағдайында тосқауыл аймағының шағын еніне және үлкен кері кернеуге байланысты тосқауыл аймағындағы коваленттік байланыс құрылымы бұзылып, валенттік электрондардың коваленттік байланыстардан үзілуіне және электронды тесік жұптарының пайда болуына әкеледі, токтың күрт өсуіне әкеледі. Бұл бұзылу зенердің бұзылуы деп аталады. Егер допинг концентрациясы төмен болса және тосқауыл аймағының ені кең болса, зенердің бұзылуына әкелу оңай емес.

Қар көшкінінің бұзылуы
Бұзылулардың тағы бір түрі – көшкіннің бұзылуы. Кері кернеу үлкен мәнге дейін өскенде, қолданылатын электр өрісі электрондардың дрейф жылдамдығын жылдамдатады, коваленттік байланыстағы валенттік электрондармен соқтығысады, оларды коваленттік байланыстан шығарады және жаңа электронды тесік жұптарын тудырады. Жаңадан пайда болған электрондар саңылаулары электр өрісінің әсерінен жеделдетіледі және басқа валенттік электрондармен соқтығысады, бұл заряд тасымалдаушылардың ұлғаюы және токтың күрт өсуі сияқты көшкін тудырады. Бұзылу түрі көшкіннің бұзылуы деп аталады. Бұзылу түріне қарамастан, егер ток шектелмесе, ол PN өткеліне тұрақты зақым келтіруі мүмкін.


Жіберу уақыты: 08 тамыз 2024 ж