Har bir nopoklik atomi erkin elektronga hissa qo'shadi
Yarimo'tkazgichlar n-turi donor nopokligi bilan Asosiy zaryad tashuvchilar elektronlarAsosiy bo'lmagan tashuvchilar O - "teshiklar" Elektron o'tkazuvchanlik Qabul qiluvchi nopoklik n iflosliklar< n полупроводник
Indiy germaniy nprimga. =3; np/wire-k=4 Har bir nopoklik atomi asosiy yarimo'tkazgichdan elektronni ushlab, qo'shimcha teshik hosil qiladi.
Yarimo'tkazgichli qurilmalarda elektr o'tishlari
Elektr o'tish - bu har xil turdagi yoki o'tkazuvchanlik qiymatlariga ega bo'lgan qattiq jismning hududlari orasidagi o'tish qatlami. Elektron- teshik birikmasi yoki p-n birikmasi deb ataladigan n- va p-tipli yarimo'tkazgichlar orasidagi eng ko'p ishlatiladigan elektr birikmasi. Bir xil turdagi elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan, ammo o'ziga xos o'tkazuvchanlikning turli qiymatlari (n+-n; p+-p) bo'lgan hududlar orasidagi o'tishlar ham qo'llaniladi. "+" belgisi ifloslik kontsentratsiyasi yuqori bo'lgan hududni belgilaydi.
Metall-yarim o'tkazgichli birikmalar keng qo'llanilgan. Elektr o'tkazgichlari bir xil tarmoqli (gomo-birikmalar) va har xil kenglikdagi (hetero-birikmalar) yarimo'tkazgichlar asosida ham yaratilishi mumkin.
Elektr birikmalari deyarli barcha yarimo'tkazgich qurilmalarida qo'llaniladi. Ko'pgina yarimo'tkazgichli qurilmalarning ishlashi asosida birlashmalardagi fizik jarayonlar yotadi.
Assimetrik p-n o'tish joylari keng qo'llaniladi, ularda emitentdagi aralashmalar kontsentratsiyasi boshqasiga qaraganda ancha yuqori.
hududlar - asos. Simmetrik p-n o'tish joylarida p-mintaqadagi akseptorlar konsentratsiyasi n-mintaqada donorlar konsentratsiyasiga teng.
Muvozanat holatida elektron-teshik o'tishi
Kontakt potentsial farqi.
Muvozanat birlashmada nol tashqi kuchlanishga to'g'ri keladi. Chunki n- hududdagi elektronlar kontsentratsiyasi p-mintaqasiga qaraganda ancha katta, p- hududdagi teshiklar kontsentratsiyasi esa n-mintaqasiga qaraganda kattaroqdir. Natijada, zaryadlar yuqori konsentratsiyali hududdan pastroq kontsentratsiyali hududga tarqaladi, bu elektronlar va teshiklarning diffuziya oqimining paydo bo'lishiga olib keladi.
P - va n-mintaqalar chegarasida mobil tashuvchilarda tugaydigan qatlam hosil bo'ladi. Ijobiy ionlarning kompensatsiyalanmagan zaryadi n-tipning yaqin aloqa hududida, manfiy nopoklik ionlarining kompensatsiyalanmagan zaryadi esa teshik hududida paydo bo'ladi. Shunday qilib, elektron yarim o'tkazgich musbat zaryadlangan, teshikli yarim o'tkazgich esa manfiy zaryadlangan.
Har xil turdagi elektr o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan yarimo'tkazgichning hududlari o'rtasida E quvvatli elektr maydoni paydo bo'ladi, natijada qo'sh qatlam hosil bo'ladi. elektr zaryadlari blokirovka deb ataladi, u asosiy tashuvchilarda tugaydi va shuning uchun past elektr o'tkazuvchanligiga ega.
Maydon kuchi vektori shunday yo'naltiriladiki, u ko'pchilik tashuvchilarning diffuziya harakatini oldini oladi va ozchilik tashuvchilarni tezlashtiradi. Bu maydon tashuvchilarning o'zaro tarqalishi bilan bog'liq bo'lgan kontakt potentsial farqiga s k mos keladi. P-n birikmasidan tashqarida yarimo'tkazgich hududlari neytral bo'lib qoladi. Ozchilik tashuvchilarning harakati diffuziya oqimi tomon yo'naltirilgan drift oqimini hosil qiladi.
Muvozanat bo'lmagan holatda elektron-teshik o'tishi
Agar p-n o'tish joyiga kuchlanish manbai ulangan bo'lsa, muvozanat holati buziladi va zanjirda oqim o'tadi. P-n birikmasining to'g'ridan-to'g'ri va teskari kiritilishini farqlang.
O'tish joyidan o'tadigan oqim to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish deb ataladi va ulanishga
qo'llaniladigan kuchlanish to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish deb ataladi. Birlashma orqali teshiklarning tarqalishi birlashma orqasidagi teshiklar kontsentratsiyasining oshishiga olib keladi. Bu holda paydo bo'ladigan teshiklarning kontsentratsiya gradienti ularning ozchilik tashuvchilari bo'lgan n-mintaqaning chuqurligiga diffuziya kirib borishiga olib keladi. Bu hodisa inyeksiya (in'ektsiya) deb ataladi.
Teshik in'ektsiyasi n-mintaqada elektr neytralligini buzmaydi, chunki u tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektronlarning bir xil soni bilan ta'minlanadi.
Teskari kiritish.
Agar tashqi kuchlanish n-hududiga plyus, p-mintaqasiga minus qo'llanilsa, u holda u kontakt potentsiallar farqi bilan ishoraga to'g'ri keladi.Bu holda ulanish joyidagi kuchlanish kuchayadi va potentsial to'siqning balandligi. kuchlanish yo'qligidan yuqori bo'ladi.
Olingan oqimning yo'nalishi to'g'ridan-to'g'ri oqim yo'nalishiga teskari bo'ladi, shuning uchun u teskari oqim deb ataladi va teskari oqimni keltirib chiqaradigan kuchlanish teskari kuchlanish deb ataladi. O'tishdagi maydon faqat ozchilik tashuvchilar uchun tezlashmoqda. Ushbu maydonning ta'siri ostida o'tish chegarasida ozchilik tashuvchilarning kontsentratsiyasi pasayadi va zaryad tashuvchilarning kontsentratsiya gradienti paydo bo'ladi. Ushbu hodisa tashuvchining ekstraktsiyasi deb ataladi.
Ozchilik tashuvchilarning soni kichik bo'lgani uchun, birlashma orqali ekstraktsiya oqimi to'g'ridan-to'g'ri oqimdan ancha kam. U amalda qo'llaniladigan kuchlanishdan mustaqil va to'yinganlik oqimidir.
Shunday qilib, p-n birikmasi assimetrik o'tkazuvchanlikka ega: to'g'ridan-to'g'ri yo'nalishdagi o'tkazuvchanlik yarimo'tkazgichli qurilmalarni ishlab chiqarishda keng qo'llaniladigan teskari yo'nalishdagi p-n birikmasining o'tkazuvchanligidan sezilarli darajada oshadi va
paytida kuzatiladigan haddan tashqari qizib ketish holatida uning tuzilishidagi qaytarilmas o'zgarishlar sodir bo'lganda muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Agar quvvat tarqalib ketgan bo'lsa tuman- o'tish maqbul darajada saqlanadi, hatto buzilishdan keyin ham ishlaydi. Bunday buzilish elektr (qayta tiklanadigan) deb ataladi.
Rektifikatorli diodlar 50 dan 20 000 Gts chastotali o'zgaruvchan tokni bir yo'nalishda pulsatsiyalanuvchi oqimga aylantirish uchun mo'ljallangan va elektron qurilmalar uchun quvvat manbalarida keng qo'llaniladi. turli maqsadlar uchun.
Bunday diodlar uchun yarimo'tkazgich materiali sifatida kremniy ishlatiladi, kamroq tez-tez germaniy va galliy arsenid. Rektifikator diodlarining ishlash printsipi p-n birikmasining valf xususiyatiga asoslanadi. Kichik, o'rta va diodlarga bo'linadi yuqori quvvat. Kam quvvatli diodlar 300 mA gacha bo'lgan oqimlarni, o'rta va yuqori quvvatli - mos ravishda 300 mA dan 10 A gacha va 10 dan 1000 A gacha bo'lgan oqimlarni to'g'rilash uchun mo'ljallangan.Kremniy diodlarning afzalliklari: past teskari oqimlar; yuqori muhit haroratida va yuqori teskari kuchlanishlarda foydalanish imkoniyati. Germaniy diodlarining afzalligi - to'g'ridan-to'g'ri oqim oqimi paytida past kuchlanishning 0,3¼0,6 V ga tushishi (kremniylilar uchun 0,8¼1,2 V bilan solishtirganda).
Rektifikator diodlar sifatida assimetrik p-n o'tishlari asosida tayyorlangan planar, qotishma, diffuziya va epitaksial diodlar qo'llaniladi. Katta maydon tufayli birlashmaning to'siqli sig'imi katta va uning qiymati o'nlab pikofaradlarga etadi. Germanium diodlari 70-80 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratlarda, kremniy - 120- 150 ° S gacha, galyum arsenid - 150 ° S gacha bo'lgan haroratda ishlatilishi mumkin.
Past quvvatli past chastotali rektifikatorli diodlarning maksimal teskari kuchlanishi bir necha o'ndan 1200 V gacha o'zgarib turadi. Yuqori kuchlanish uchun sanoat rektifikator qutblarini ishlab chiqaradi. ketma-ket ulanish diodlar. Teskari oqimlar germaniy diodlari uchun 300 mkA va kremniylilar uchun 10 mkA dan oshmaydi.
qurilmalarda sovutgichlar ishlatiladi - havo va suyuqlik sovutgichli radiatorlar. Havoni sovutish bilan issiqlik radiator yordamida chiqariladi. Shu bilan birga, sovutish tabiiy (havo konvektsiyasi tufayli) yoki majburiy (asbob qutisi va radiatorni fan bilan puflash yordamida) bo'lishi mumkin. Ko'ra radiatorda suyuq sovutish bilan maxsus kanallar issiqlik chiqaradigan suyuqlik (suv, antifriz, transformator moyi, sintetik dielektrik suyuqliklar) o'tadi.Rektifikator diodlarining asosiy parametrlari: maksimal ruxsat etilgan to'g'ridan-to'g'ri oqim Ipr max;
Upr diyotida to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishning pasayishi (Ipr max da); maksimal ruxsat etilgan teskari kuchlanish Uobr max;
berilgan teskari kuchlanishda teskari oqim Irev (Urev max da); atrof-muhitning ish harorati oralig'i;
rektifikatsiya koeffitsienti Kv; rektifikatsiyaning cheklovchi chastotasi, rektifikatsiya koeffitsientining 2 barobar kamayishiga to'g'ri keladi.
Turli xil tunnel diodlari mavjud teskari diodlar, diodaning p - va n - hududlarida nopoklik konsentratsiyasiga ega bo'lgan yarimo'tkazgich asosida ishlab chiqarilgan, tunneldan pastroq, ammo an'anaviy rektifikator diodlardan yuqori.
Teskari diodning CVC ning oldinga novdasi an'anaviy rektifikator diodining to'g'ridan-to'g'ri tarmog'iga o'xshaydi va teskari novda tunnel diodining CVC ning teskari tarmog'iga o'xshaydi, chunki teskari kuchlanishlarda elektronlarning tunnel o'tishi. p-mintaqasining valentlik bandidan n-mintaqaning o'tkazuvchanlik zonasiga past teskari kuchlanishlarda (o'nlab millivolt) teskari oqimlar katta bo'ladi. Shunday qilib, teskari diyotlar to'g'rilash ta'siriga ega, ammo ulardagi o'tkazuvchan yo'nalish teskari ulanishga mos keladi va blokirovka yo'nalishi to'g'ridan-to'g'ri ulanishga to'g'ri keladi. Shu sababli, ular mikroto'lqinli detektorlarda va mikserlarda kalit sifatida ishlatilishi mumkin.
Xulosa:
Xulosa qilib shuni aytishim mumkinki. Men ushbu mustaqil ishni yozish mobaynida diodlar asosan stablitronlar va to’g’irlovchi diodlar va diod ko’prigi va uni hosil qilishni o’rgandim. Diodlarni ishlash sharoitlari va kuchlanishlarini bilib oldim. Diodlar elektr tokini faqat bir tomonlama utqazadigan qurilmalar ekan, stablitron ham diodning bir turi ekan yani u yarim o’tkazgichli diod ekan, diod ko’prigini esa 4 ta diodni ulash orqali hosil qilinar ekan. Men bundan tashqari ular haqida anchagina tushunchaga ega buldm.
Yarimo'tkazgichli diodlar, elektronika sohasida o'zining xususiyatlari tufayli turli xil maqsadlarga muvofiq ishlatiladigan diodlar turlaridan biridir. Ular o'tkazgich va germaniy materiallardan tashkil topgan bo'lib, ildizlarini o'zgartirish va o'zgarishlarga tajribalashlarni osonlashtirish uchun ishlatiladi. Quyidagi yarimo'tkazgichli diodlar haqida mustaqil xulosa yozaman:
Materiallar va Tuzilmalar:
Yarimo'tkazgichli diodlar, bir qismi silikon (Si) va boshqa qismi germaniy (Ge) bilan to'ldirilgan. O'rtasida o'girishlar bo'lgan yarimo'tkazgichli diodlarga "PN birlik" ham deyiladi.
Ildiz o'zgarishi:
Yarimo'tkazgichli diodlar, temperaturaga bog'liq o'zgarishlarga o'ziga xos o'zgaruvchan ildizga ega. Bu ildizning o'zgarishlari, diodning ishchi xususiyatlarini (masalan, hisoblanayotgan tashqi voltaj, diodning tashqi nisbati, va boshqa xususiyatlar) o'zgartiradi.
Dijital Tizimlarda ishlatilishi:
Yarimo'tkazgichli diodlar, dijital tizimlarda ishlatiladi, masalan, ilg'or komponentlarni ishlab chiqarish, texnologiya sohasi, radio injeneriyalari, hamda boshqa elektron qurilmalarda. Ularning ildizlari o'zgaruvchanligi tufayli, dijital signalni o'zgartirish va ishlov berishda ishlatiladi.
Isitishning Oson Qabul Qilinishi:
|
