Выберите из табл. 5 соответствующие разновидности полупроводниковых диодов. Дайте их определение, условное графическое обозначение, ВАХ и область применения. В качестве примера из справочника приведите по одному диоду из каждой разновидности, выпишите их название и основные характеристики, часть которых укажите на приведенной выше ВАХ. Дайте расшифровку названий диодов и поясните смысл характеристик.
Таблица 5
Разновидности полупроводниковых диодов
№
варианта Диод
2 диод Шоттки, варикап
Решение
A) Диод Шоттки, или диод с барьером Шоттки (ДБШ) – это диод со структурой металл-полупроводник. Переход металл-полупроводник обладает рядом особенных свойств (отличных от свойств полупроводникового p-n-перехода). К ним относятся: пониженное падение напряжения при прямом включении (0,2- 0,4 В), высокий ток утечки, очень маленький заряд обратного восстановления. Последнее объясняется тем, что по сравнению с обычным p-n-переходом у таких диодов отсутствует диффузия, связанная с инжекцией неосновных носителей, т.е. они работают только на основных носителях, а их быстродействие определяется только барьерной емкостью.
Диоды Шоттки изготавливаются обычно на основе кремния (Si) или арсенида галлия (GaAs), реже — на основе германия (Ge). Выбор металла для контакта с полупроводником определяет многие параметры диода Шоттки. В первую очередь — это величина контактной разности потенциалов, образующейся на границе металл-полупроводник. При использовании диода Шоттки в качестве детектора она определяет его чувствительность, а при использовании в смесителях — необходимую мощность гетеродина.
УГО диода с барьером Шоттки:
ВАХ диода с барьером Шоттки имеет такой же вид, как и ВАХ диода с p-n-переходом (Рис.1).
Рис.1 ВАХ диода с барьером Шоттки.
От диодов с p-n-переходом ДБШ отличаются лучшей технологичностью и более широкой областью применения: для преобразования амплитуды и частоты электрических колебаний, световой энергии в электрическую, генерирования электрических колебаний
. Отличительной особенностью диодов с барьером Шоттки являются малый уровень вносимых шумов и высокое быстродействие (порядка наносекунды).
Основные параметры диодов с барьером Шоттки:
постоянное прямое напряжение Uпр при заданном прямом токе Iпр;
постоянный обратный ток Iобр – постоянный обратный ток диода при заданном обратном напряжении;
общая ёмкость диода при нулевом смещении Cд;
дифференциальное сопротивление при заданном прямом токе Iпр;
эффективное время жизни неравновесных носителей заряда τэфф;
и максимально допустимые параметры:
максимальное допустимое постоянное обратное напряжение Uобр max;
максимальное допустимое импульсное обратное напряжение Uобр.и max;
максимально допустимый средний прямой ток Iпр max;
максимально допустимый импульсный прямой ток Iпр. и max;
Примером диода с барьером Шоттки является диод 3А529Б, имеющий следующие характеристики [1]:
постоянное прямое напряжение при прямом токе Iпр = 2 мА,
Uпр = 0,9 В (макс.);
постоянный обратный ток при Uобр = 5 В, Iобр = 1 мкА (макс) ;
общая ёмкость диода при нулевом смещении, Cд = 0,25 пФ (макс.);
дифференциальное сопротивление при Iпр = 2 мА, rдифф = 70 Ом (макс.);
эффективное время жизни неравновесных носителей заряда,
τэфф = 100 пс (макс.);
максимальное допустимое постоянное обратное напряжение, Uобр max = 5В;
максимальное допустимое импульсное обратное напряжение, Uобр.и max = 7 В;
максимально допустимый средний прямой ток, Iпр max = 2 мА;
максимально допустимый импульсный прямой ток, Iпр