Напівпровідниковий діод

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Напівпровідникові діоди

Напівпровіднико́вий діо́д (англ. semiconductor (crystal) diode) — напівпровідниковий прилад з одним випрямним електричним переходом і двома зовнішніми виводами. На відміну від інших типів діодів, принцип дії напівпровідникового діода грунтується на явищі pn-переходу.

Випрямним електричним переходом в напівпровідникових діодах може бути електронно-дірковий перехід, гіперперехід або контакт метал-напівпровідник.

Випрямний перехід, окрім ефекту випрямлення, має й інші властивості, що використовуються для створення різних видів напівпровідникових діодів: випрямних діодів, стабілітронів, лавинно-пролітних діодів, тунельних діодів, варикапів та інших. Тому напівпровідникові діоди поділяють: на випрямні, високочастотні та надвисокочастотні, імпульсні, опірні (стабілітрони), чотиришарові перемикаючі, фотодіоди, світлодіоди, тунельні діоди та інші.

Види напівпровідникових діодів[ред.ред. код]

Загалом, механізм односторонньої провідності у діодів однаковий, проте для його створення можна використовувати не лише виключно напівпровідники, а й метали.

Напівпровідник-напівпровідник[ред.ред. код]

Якщо сплавити напівпровідники з різними типами провідності (n— та p-провідністю), то на межах їх стику утворюється p-n перехід. Вільні електрони з області напівпровідника з n-провідністю рекомбінують з «дірками» напівпровідника з p-провідністю. Утворюється нейтральний шар, який розділяє дві області з електричними зарядами. Створюється різниця потенціалів. Якщо подати напругу негативним знаком на n-область та позитивним на p-область, то електрони будуть здатні подолати нейтральний бар'єр і через діод потече струм (пряме увімкнення діода). Якщо подати напругу позитивним знаком на n-область, а негативним на p-область, то нейтральний шар розшириться і струм протікати не буде.

Метал-напівпровідник[ред.ред. код]

Якщо методом катодного розпилення, або вакуумного осадження, на очищену зону напівпровідника, нанести метал, то утвориться з'єднання метал-напівпровідник. Робота виходу електронів з металу значно більша, ніж у напівпровідника. Тому утвориться різниця робіт виходу, та різниця потенціальних бар'єрів. Це зумовить перехід електронів із напівпровідника до металу, та відсутність переходу електронів із металу до напівпровідника.

Основні параметри напівпровідникового діода[ред.ред. код]

  • Is — струм насичення (тепловий струм);
  • Rб — опір бази діода;
  • Rа — активний опір;
  • RД — диференційний опір;
  • Cб — бар'єрна ємність;
  • СД — дифузійна ємність
  • Rтп к — тепловий опір перехід-корпус;
  • Кв — коефіцієнт випростування;
  • φк — контактна різниця потенціалів.

Проектування[ред.ред. код]

При автоматизованому проектуванні мікроелектронної апаратури (МЕА), широко використовуються моделі елементної бази, зокрема, моделі напівпровідникових приладів та інтегральних мікросхем (ІМС). Найпоширенішими є топологічні моделі, наведені у вигляді еквівалентної заступної схеми, або неспрямованого графа, вітки яких відбивають шляхи розповсюдження фізичного процесу у приладах.

Застосування[ред.ред. код]

Застосовується практично у всіх електронних схемах, та в багатьох електричних.

Література[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]