Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Компьютеры, Программирование Компьютеры, Программирование     Компьютеры и периферийные устройства Компьютеры и периферийные устройства

Полупроводниковые нелинейные элементы: полупроводниковые диоды

Забавная пачка денег "100 долларов".
Купюры в пачке выглядят совсем как настоящие, к тому же и банковской лентой перехвачены... Но вглядитесь внимательней, и Вы увидите
60 руб
Раздел: Прочее
Гуашь "Классика", 12 цветов.
Гуашевые краски изготавливаются на основе натуральных компонентов и высококачестсвенных пигментов с добавлением консервантов, не
170 руб
Раздел: 7 и более цветов
Коврик для запекания, силиконовый "Пекарь".
Коврик "Пекарь", сделанный из силикона, поможет Вам готовить вкусную и красивую выпечку. Благодаря материалу коврика, выпечка не
202 руб
Раздел: Коврики силиконовые для выпечки

Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИКафедра электронной техники и технологииРЕФЕРАТ на тему «ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ: ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ»МИНСК, 2008 Диоды - полупроводниковые приборы, которые пропускают ток в одном направлении, а в обратном имеют большое сопротивление.Рис. 1. Принцип работы р- перехода: а) диффузионный и дрейфовый токи через переход; б) графики распределения концентраций носителей заряда в p и областях ( , pp - концентрации основных носителей, p, p - концентрации неосновных носителей); в) диаграммы потенциала p и областей. С увеличением температуры растёт концентрация неосновных носителей заряда и уменьшается высота потенциального барьера.При UAK = 0 существует баланс диффузионной и дрейфовой составляющих токов через переходiдиф = iдр = IS( ) Iпр = Iобр I = Iпр - Iобр = 0При прямом смещении р- - перехода UAK &g ; 0 появляется прямой ток, определяемый основной диффузионной составляющейIпр = iдиф – iдр &g ;0При UAK &l ; 0 появляется обратный ток, определяемый дрейфовой состовляющейIобр = iдр - iдиф &g ; 0.Т.к. p- - переход при обратном смещении закрывается из-за увеличения ширины ОПЗ и iдиф → 0, то Iобр = iдр = IS( ). Поскольку диффузионная составляющая тока через p- - переход хорошо аппроксимируется экспоненциальной функцией видаiдиф = IS( )eUAK/mU ,а дрейфовая составляющая описывается как iдр = IS( ), то исходя из того, что при UAK &g ; 0Iпр = iдиф – iдр = IS( )eUAK/mU - IS( )получим выражение Iпр = IS( )(eUAK/mU - 1), описывающее прямую ветвь ВАХ диода (рис. 2) Рис. 2. ВАХ кремниевого диода (штриховой линией показана смещённая ВАХ при увеличении температуры p - перехода)Здесь IS( ) - тепловой ток, определяющий масштаб ВАХ диода. Термин &quo ;тепловой&quo ; отражает сильную температурную зависимость тока IS( ), а также тот факт, что он равен нулю при абсолютном нуле температуры. Другим распространённым термином является &quo ;обратный ток насыщения&quo ;, происхождение которого связано с тем, что при отрицательном напряжении &g ;&g ; mU обратный ток диода равен - IS( ) и не зависит от UAK . Обычно для германиевых диодов IS 1 - 0.1 мкА, а для кремниевых IS 1 - 0.1 пА. mU - тепловая разность потенциалов, возникающая в области p- -перехода при нулевом внешнем напряжении и равновесии дифузионного и дрейфового токов, где;m = 10.30 - поправочный коэффициент. Обычно для расчётов равновесного p- –перехода тепловую разность потенциалов принимают равной mU = 300 мВ для Ge-диодов и 600 мв для Si-диодов. IS( ) и U зависят от Т, что приводит, в общем, к отрицательной температурной зависимости прямого напряжения на диоде UAK от температуры. Температурный коэффициент прямого напряжения на переходе имеет отрицательное значение: Iпр = IО (e(UAK -  )/mU - 1) .Смысл последнего выражения заключается в том, что для того, чтобы определить значение Iпр при увеличении Т, но при этом не вычисляя новое значение IS( ), которое также должно увеличится, необходимо значение UAK с учетом отрицательного температурного коэффициента a увеличить на 2 мВ на каждый градус К.

Это будет удобно для дальнейших расчетов Iпр, когда при условно принятом IS( )=co s его значение IS( ) можно будет сократить в относительных формулах. Выпрямительные свойства диодов показаны на рис. 3, отображающем элементарную схему однополупериодного выпрямителя переменного напряжения. Рис. 3. Выпрямление диодом переменного напряженияЕсли на анод диода подать переменное напряжение Uвх с амплитудой Um, то на резисторе нагрузки RН будет выделяться выходное напряжение Uвых, соответствующее только одному полупериоду Uвх. Амплитуда положительного полупериода будет равна Um, а амплитуда отрицательного полупериода будет зависить от Iобр. Динамический режим работы диодов характеризуются его переключающими свойствами. Переключение диода из проводящего состояния в закрытое происходит не мгновенно, т.к. при этом p- -переход должен освободиться от инжектированных неосновных носителей ( в p-области - от электронов, и в -области - от дырок), которые должны рекомбинировать в области объемного заряда и тем самым восстановить потенциальный барьер. Для этого нужно определенное время - время «рассасывания», которое тем больше, чем больше был прямой ток. Для маломощных диодов , для мощных диодов эта величина находится в диапозоне микросекунд (5-7 мкс). Для уменьшения времени переключения можно использовать диоды Шоттки с переходом металл-полупроводник. Диод Шотки. Принцип действия диода Шотки основан на работе барьерного перехода, возникающего в зоне контакта металл-полупроводник. Свойства этого контакта зависят от отношения работ выхода электрона в металле и полупроводнике. Если Авых Ме &g ; Aвых п/п, то в зоне контакта возникает выпрямляющий переход (рис. 5). В этом случае избыток электронов будет в полупроводнике и они, перемещаясь за счёт диффузии в приконтактную область металла, создают обеднённую область в полупроводнике, которая и обладает выпрямляющими свойствами. Если Авых Ме &l ; Aвых п/п, то контакт металл-полупроводник получается не выпрямляющим и он применяется специально для улучшения контакта металла с полупроводником в качестве контактной площадки в ИС. Рис. 4. Работа диода в импульсном режиме Рис. 5. Контакт Ме - п/п с выпрямляющими и невыпрямляющими свойствамиУлучшение динамических свойств диода Шоттки объясняется тем, что в обоих областях по разные стороны выпрямляющего контакта Ме-п/п присутствуют основные носители заряда одного типа - электроны и так как инжекции дырок в полупроводник не происходит в прямом направлении, то нечему рассасываться в момент закрытия барьерного перехода, что происходит практически мгновенно (0,1 нс и менее Fраб = 3-15 ГГц). Стабилитроны - это полупроводниковые диоды, обладающие большой крутизной обратной ветви ВАХ (рис. 6) в области напряжения лавинного пробоя Uпроб. Рис. 6. Принцип стабилизации напряжения с помощьюполупроводникового стабилитронаПри ограниченном токе пробоя у такого диода наступает эффект стабилизации напряжения, который основан на том, что большое изменение тока I, протекающего через него, вызывает малое изменение напряжения на нем U. Стабилизация тем лучше, чем круче идет обратная ветвь ВАХ и, соответственно, чем меньше дифференциальное сопротивление стабилитронаСтабилизирующие свойства параметрического стабилизатора на стабилитроне характеризуется коэффициентом стабилизации:Чтобы не произошёл необратимый тепловой пробой стабилитрона, его ток Iст ограничивают с помощью ограничительного резистора Rогр :, Стабисторы - те же стабилитроны, но используют прямую ветвь ВАХ для стабилизации малых напряжений (Uст ≈ 0,6 В).

Варикапы - полупроводниковые диоды, используемые в качестве конденсаторов, с управляемой по напряжению ёмкостью. Емкость p- -перехода диода с увеличением обратного напряжения уменьшается за счет расширения области пространственного заряда p- -перехода (рис. 7). При UAK = 0 на Si-диоде ширина p- -перехода равна l0 = 0,6 мкм, на Ge - 0,4 мкм. При увеличении обратного напряжения UAК увеличивается l0, а, следовательно, уменьшается С. Рис. 7. Вольт-фарадные характеристики для различных варикаповМаксимальная емкость варикапа в зависимости от его типа составляет 5-300 пФ. Отношение минимальной и максимальной емкостей обычно равно 1:5. Варикапы используются для построения колебательных контуров с управляемой напряжением резонансной частотой в области СВЧ (рис. 8). Рис. 8. Колебательный контур на варикапеТуннельные диоды отличаются от обычных диодов тем, что могут усиливать сигналы подобно транзисторам. Это объясняется наличием участка с отрицательным сопротивлением на их вольт-амперной характеристике (рис. 9). Отличительной особенностью туннельного диода являются очень малые удельные сопротивления p - и -слоев и, соответственно, очень малая ширина перехода - 0,01 . 0,02 мкм. Концентрация примесей в слоях достигает 1019 см - 3 и больше. В этом случае полупроводник вырождается, превращаясь в полуметалл. Уровни примесных атомов сливаются в зоны, а те в свою очередь сливаются с соответствующими основными зонами слоев. В результате уровни Ферми, как и в металле располагаются не в запрещенных зонах p - и -слоев, а в разрешенных зонах: в валентной зоне p-слоя и в зоне проводимости -слоя. При этом энергетическая диаграмма симметричного перехода в равновесном состоянии будет примерно такой, как показано на рис. 11а. Как видим, нижняя часть зоны проводимости в -слое и верхняя часть валентной зоны в p-слое оказались разделенными весьма узким запорным слоем, что позволяет переходить носителям в смежный слой сквозь переход, т.е. не преодолевая потенциальный барьер. Это явление обусловлено туннельным эффектом, откуда и происходит название диодов. Рис. 9. Статическая характеристика туннельного диода.В равновесном состоянии потоки электронов из зоны проводимости -слоя и валентной зоны p-слоя уравновешиваются и ток через переход отсутствует (рис. 10а). Приложим к диоду внешнее напряжение обратной полярности (т.е. плюсом к -слою). Энергетическая диаграмма для этого случая показана на рис. 10б). Т.к. количество электронов с энергией, превышающей уровень Ферми, невелико, то поток электронов из p-слоя в -слой увеличится, а обратный ток останется почти неизменным. Следрвательно, результирующий ток будет протекать в направлении от -слоя к p-слою. Этот ток быстро возрастает с увеличением обратного напряжения, поскольку плотность электронов в глубине валентной зоны огромна и малейшее приращение разности Fp - F сопровождается существенным изменением потока электронов из p-слоя в -слой. Теперь приложим к диоду небольшое прямое напряжение. Энергетическая диаграмма для этого случая показана на рис. 10в). Легко заметить, что поток электронов из p-слоя в -слой сильно убывает, а обратный поток меняется сравнительно слабо.

А результат этот состоял в том, что "данный полупроводниковый нагревательный элемент з-да "Сантехника" при работе в сосуде Дьюара в указанных условиях и режимах выделяет дополнительную тепловую энергию по сравнению с электроэнергией, затраченной на осуществление этого процесса. Относя выделившуюся на полупроводниковом нагревателе тепловую энергию к тепловой энергии, выделенной на омическом нагревателе той же мощности, получен коэффициент превышения, равный 2,2-2,6". Весной 1960 года обширную серию экспериментов на заводе "Сантехника" провела группа исследователей, возглавляемая кандидатом технических наук П. Г. Ярмольчуком, которая пришла к выводу: "При использовании термобатареи имеется избыточное тепло по сравнению с омическим сопротивлением при аналогичных условиях" и "явление теплового насоса не имеет в данном случае места". С 1965 по 1974 год Московское общество испытателей природы при МГУ имени М. В. Ломоносова провело ряд новых исследований, подтвердивших выделение дополнительного тепла сверх теплот Джоуля и Пельтье

1. Полупроводниковые диоды

2. Исследование полупроводникового диода

3. Конструкции элементов полупроводниковых микросхем на МДП-транзисторах

4. Полупроводниковые диоды

5. Модели полупроводниковых диодов

6. Основные характеристики и параметры логических элементов
7. Параметры и элементы логистического обслуживания
8. Аппроксимация характеристик нелинейных элементов и анализ цепей при гармонических воздействиях

9. Типы и элементы планировочной структуры города

10. Обзор методов и способов измерения физико-механических параметров рыбы

11. Определение параметров детонации заряда ВВ

12. Расчет показателей разработки элемента трехрядной системы

13. Зарождение элементов бюджетного учёта в Древнем Риме

14. Правовые отношения: понятия, признаки, элементы, виды

15. Политический режим, как элемент формы государства

16. Кино как новый элемент художественной культры

Экологически безопасный стиральный порошок "Ondalind", без фосфатов, 1,8 кг.
Экологически безопасный гранулированный стиральный порошок, гипоаллергенный, без фосфатов, без хлора, без запаха. Инновационная технология
655 руб
Раздел: Стиральные порошки
Багетная рама "Nancy", 40х50 см (цвет - голубой+коричневый).
Багетные рамы предназначены для оформления картин на холсте, на картоне, а также вышивок и фотографий. Оформленное изделие всегда
791 руб
Раздел: Багетные рамы, для икон
Этикетки для одежды "Living", 4 формата.
У маленьких детей всегда так много маленьких вещей – курточки, носочки, штанишки, шапочки… И так просто что-нибудь перепутать в яслях,
364 руб
Раздел: Бейджи, держатели, этикетки

17. Европейский Союз как элемент международных отношений

18. Разработка программного обеспечения решения нелинейных уравнений

19. Изучение взаимно влияющих друг на друга математических параметров

20. Решение нелинейного уравнения методом касательных

21. Оценивание параметров и проверка гипотез о нормальном распределении (WinWord, Excel)

22. Лечение вестибулярных шванном: Общие параметры
23. ЭЛЕМЕНТЫ СОСТАВА ПРЕСТУПЛЕНИЯ
24. Подготовка к школе. Развитие речи, логического мышления и познавательных способностей дошкольников с элементами обучения грамоте и использованием математического материала

25. Европейский Союз как элемент международных отношений

26. Материалы оптоэлектроники. Полупроводниковые светоизлучающие структуры

27. Расчет прочности центрально растянутых предварительно напряженных элементов

28. Структура и формирование исходных данных, необходимых для расчета параметров технологических схем

29. Выбор материала и расчет параметров обделок вертикальных столов метрополитенов

30. Изделие и его элементы

31. Анализ процесса формообразования и расчет параметров режимов резания

32. Шахта "Интинская". Расчеты параметров устойчивости пород и крепления выработки

Эжектор концентрат Dr.Klaus от муравьёв других насекомых, 1 л.
Концентрированное средство Dr.Klaus "Insect Super" используется для уничтожения муравьев, клещей, блох, тараканов и других
674 руб
Раздел: От тараканов и прочих насекомых
Рюкзак школьный "Pixie Crew" с силиконовой панелью для картинок (Тролли).
Повседневные вещи кажутся скучными и однотонными, а тебе хочется выглядеть стильно и быть не как все? "Pixie Crew" сделает твою
2082 руб
Раздел: Без наполнения
Копилка-раскраска "Сова в шляпе".
Набор для творчества. Копилка-раскраска. Пластиковая копилка легкая, приятная на ощупь, не бьется при падении и ее легко раскрашивать. В
324 руб
Раздел: Копилки

33. Обзор методов и способов измерения физико-механических параметров рыбы

34. Диод

35. Исследование эффекта автодинного детектирования в многоконтурном генераторе на диоде Ганна

36. Физико-топологическое моделирование структур элементов БИС

37. Контроль динамических параметров ЦАП

38. Диагностика отказов элементов и устройств автоматического управления
39. Расчёт элементов эмиттерно-связанной логике
40. Расчет параметров ступенчатого p-n перехода (zip 860 kb)

41. Сборка полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

42. Изучение режимов работы диодов и транзисторов в электронных схемах

43. Усилитель мощности системы поиска нелинейностей

44. Определение параметров p-n перехода

45. Численный расчет диода Ганна

46. Расчет переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами

47. Невербальные элементы в общении

48. СТОХАСТИЧНОСТЬ И НЕЛИНЕЙНОСТЬ СИСТЕМ. НЕРАВНОВЕСНОСТЬ СИСТЕМ. ЭНТРОПИЯ И НЕГЭНТРОПИЯ

Игра "Моя первая монополия".
Динамичная игра в торговлю недвижимостью! Играй и учись зарабатывать! Считай деньги, копи наличные и побеждай! Ты можешь стать владельцем
1418 руб
Раздел: Классические игры
Трамвай.
Детский трамвай незаменимый подарок для каждого мальчика. Доставит удовольствие как юным искателям приключений, так и взрослым любителям
720 руб
Раздел: Автобусы, троллейбусы, трамваи
Настольная игра "Выдерни морковку".
Игра позволит вам интересно провести время в кругу семьи и друзей! Зайцы устраивают соревнования за морковкой, которая растет на верху
1790 руб
Раздел: Игры с фигурками

49. Решение обратных задач теплопроводности для элементов конструкций простой геометрической формы

50. Элементы электроники на углеродных нанотрубках

51. МОДЕЛЬ ЯДРА АТОМА И ТАБЛИЦА ЭЛЕМЕНТОВ

52. Звездный нуклеосинтез – источник происхождения химических элементов

53. Основные принципы исследования особенностей проявления биомеханических параметров подъема штанги тяжелоатлетами

54. Химия, элементы таблицы Менделеева
55. Познавательная викторина по химии "Угадай химический элемент"
56. Дмитрий Иванович Менделеев и его Система элементов

57. Химические свойства неметаллических элементов

58. МОДЕЛЬ ЯДРА АТОМА И ТАБЛИЦА ЭЛЕМЕНТОВ

59. Механические свойства элементов Периодической системы Менделеева

60. Элементы маркетинговой политики фирмы "Елена"

61. Элементы управления

62. Разработка основных элементов логистической системы ОАО «БелАЦИ»

63. Качество продукции - элемент выживаемости фирмы в условиях рыночной конкуренции

64. Задача квадратичного программирования с параметром в правых частях ограничений и ее применение при формировании портфеля ценных бумаг

Перчатки смотровые, нитриловые, нестерильные "Klever", неопудренные, текстурированные, размер S, 50.
Особенности и преимущества: превосходное растяжение; устойчивость к порезам, разрывам и проколам при сохранении тактильной
430 руб
Раздел: Перчатки
Фигурка "FIFA2018. Забивака. Класс!", 8,5 см.
Этот обаятельный, улыбчивый символ Чемпионата мира по футболу ещё и сувенир в память о событии мирового масштаба на всю жизнь! Уже
302 руб
Раздел: Игрушки, фигурки
Игра настольная "Словодел".
Игра представляет собой пластмассовую коробку с пластмассовым полем, состоящим из 225 клеток (15х15) и 120 фишками с буквами. Главное
485 руб
Раздел: Игры со словами

65. Модель прогнозирования параметров финансовых рынков и оптимального управления инвестиционными портфелями

66. Инфраструктура рынка и ее основные элементы

67. Денежная система и её элементы. Законы денежного обращения

68. Такты истории, как основные элементы структуры исторических процессов

69. Гийом - герцог нормандский

70. Оптимизация. Качество. Эффективность: параметры реформирования Вооруженных Сил России
71. Милый друг. де Мопассан Ги
72. Жизнь. де Мопассан Ги

73. Тюркские элементы в языке "Сокровенного сказания монголов"

74. Элементы воровского арго в молодежном жаргоне

75. Архаические элементы в русско-украинской свадьбе Иссык-Кульской области Кыргызстана

76. Концепция дискурса как элемента литературоведческого метаязыка

77. Скрытая метафора "мир-сцена" как структурный элемент трагедии Уильяма Шекспира "Гамлет"

78. Лексические и грамматический архаизмы как элемент поэтического стиля Беллы Ахмадулиной

79. Прямая реклама и система Public Relations как элементы маркетинга

80. Метод касательных решения нелинейных уравнений

Закаточная машинка «Лес».
Машинка закаточная с полуавтоматическим перемещением закаточного ролика предназначена для домашнего консервирования и герметичной укупорки
541 руб
Раздел: Консервирование
Игра со звонком "Путаница".
Увлекательная игра для всей семьи. 6 любимых сказок 32 карточки, герои сказок продолжают нас удивлять. Простые правила, яркие иллюстрации,
715 руб
Раздел: Карточные игры
Ступка с пестиком "Mayer & Boch", 250 мл.
Ступка с пестиком изготовлена из прочного мрамора с восковым покрытием. Ступка станет незаменимой вещью для приготовления свежемолотых
616 руб
Раздел: Измельчители, приспособления для резки

81. Нелинейные САУ

82. К решению нелинейных вариационных задач

83. Построение приближенного решения нелинейного уравнения методом Ван-дер-Поля

84. Уравнения с параметрами

85. Элементы пространственно-временной определенности

86. Тензоэлектрические полупроводниковые приборы
87. О курсе “Элементы теории Галуа”
88. Вторичные элементы (аккумуляторы)

89. Простейшие элементы радиосхем

90. Элементы дифференциального и интегрального исчисления в книге П. Я. Гамалеи "Вышняя теория морского искусства"

91. Элементы математической логики

92. Формирование основных элементов системы управления АО-Энерго

93. Нелинейная коммуникация и социум

94. Комплекс маркетинговых коммуникаций: элементы, их формы и содержание

95. Базовые элементы подготовки к переговорам

96. Полупроводниковые материалы в металлургии

Держатель для сумки "Jardin D'Ete" со стразами "Стихия колец".
Держатель для сумки стал неотъемлемой частью домашнего и офисного интерьера. И теперь выбор подарка для бизнес-леди не составит особого
944 руб
Раздел: Прочее
Кружка фарфоровая "FIFA 2018. Забивака. Франция", 480 мл.
Объем: 480 мл. Материал: фарфор.
389 руб
Раздел: Кружки, посуда
Фотобумага "Lomond" для струйной печати, А4, 120 г/м, 100 листов, односторонняя, матовая.
Формат: А4 (210х297 мм). Плотность -120 г/м2. Матовая. Односторонняя. Упаковка - 100 листов.
392 руб
Раздел: Фотобумага для цветной печати

97. Подходы к анализу нелинейной динамики жидкостей

98. Информационные параметры сигналов

99. Математическое моделирование и оптимизация элементов тепловой схемы энерготехнологического блока


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.