Диодтар

МАЗМҰНЫ

 

КІРІСПЕ..................................................................................................................2

Шала өткізгішті диод............................................................................................2

Стабилитрон..........................................................................................................2

Жартылай өткізгішті диодтар..............................................................................5

Жоғары жиіліктегі диодтар..................................................................................8

Импульсті диодтар................................................................................................9

Өте жоғары жиіліктегі диодтар..........................................................................11

 ҚОРЫТЫНДЫ......................................................................................................12

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР.................................................................13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 КІРІСПЕ

ДИОДТАР

 

Шала өткізгішті диод деп- бір электрлік өткелі бар және екі қосылғыш сымы бар шала өткізгіш аспапты айтамыз.Диод p-n өткелі тікелей кернеуге қосылғанда бір жақты тоқты өткізеді де, p-n өткеліне кері кернеу қосқанда тоқты өткізбейді.Шала өткізгіш диодтар электронды-кемтікті алу әдісіне байланысты екі типке бөлінеді:жазықты және нүктелі.

Түзеткіш диодтар. Шала өткізгіш диодтар,айнымалы токты түзету үшін арналған, осыны түзеткіш дейміз.Осы диодтар жазықтықты болып есептелінеді.

ВАС түзеткіш диодтардың негізгі сипаттамасы болып табылады.Кремнийлік диодтың  кері кернеуі 1000…..1500 В жетеді.ал германийдікі 100…400 В жетеді.Кремнийлік диодтар-60….+150С температурада жұмыс істейді, ал германийлік  -60….+85С.Төменгі кернеуді түзеткіш құрылғыларды  германийлік диодтар қолданылады.

Стабилитрон.Бұл кері кернеудің режимінде жұмыс істейтін және ток көзінің кернеуінің өз шамасынан  сәл  ғана әрі-бері өзгеріп кеткен  уақыттарында сыртқы жүктеме кедергіде кернеуді тұрақты қылып ұстап тұратын кремнийден жасалған диод.

Негізгі параметрлері:

1.Кернеу стабилизациясы U_ст

2.Дифференциалдық кедергі r_диф

3.Кернеу стабилизациясының температуралық коэффиценті =U/U_СТТ айналадағы ортаның температурасы.

Туннельдік диод.Бұл p-n  өткелді арқылы заряд тасымалдаушылардың туннельдік құбылыс кезінде өту механизмін пайдаланатын және ВАС-да дифференциалдық келергісінің  теріс мәндік облысы бар диод.

Варикап.Бұл сыйымдылығын электрлік жолмен өзгертіп басқаруға болатын конденсатордың ролін атқаратын диотардың түрі.Мұнда p-n өткелінің тосқауылдық сыйымдылығының кері кернеуге тәуелділігі пайдаланылады.

 

Варикаптардың негізгі  параметрлері:

С_ном-номиналды сыйымдылығы.

К_ж-жұмыстық кернеу интервалында сыйымдылық бойынша жауып кету коэффиценті.

Q-варикаптың сапалығы.

СТК-сыйымдылықтың температура  коэффиценті.

U_{кері.макс}-максималды тарайтын қуат.

Диодтардың негізгі түрлері  келтірілген кесте 3.

 

                   Диодтардың негізгі түрлері.

Аспаптың типі	Түрлері	Подкластағы            белгілеу	Мысалдар
	түзеткіш	Д	ГД107,2201 В ,АД110
	Түзет.бағаналар	Ц	КЦ410
	ОҮЖ	А	2А210
	туннельді	И	1И 103,3 И201
	стабилитрондар	С	КС168
	варикаптар	В	КВ107
	Сәуле шығарғышты	Л	ЗЛ115
	фотопқабылдағыштар	Ф

 

 

 

 

Диодтың құрылымы.

 

 

 

Диодтың статистикалық вольтамперлік сипаттамасы.

 

 

 

 

 

 

 

ЖАРТЫЛАЙ ӨТКІЗГІШТІ ДИОДТАР.

 

Жартылай өткігішті диодтың  құрылымы:

Жартылай өткізгішті диод-бұл  бір түзетуші электрлік ауысуы бар  және электронды -кемтікті ауысудың қасиеті  қолданылатын екі шығысы бар жартылай өткізгішті құрал.

Жартылай өткізгіштің диодтың графикалық белгіленуі:

 

Кристалдағы жартылай өткізгіш аумақтардың жоғары қоспалы концентрациясы бар, негізгі заряд тасымалдаушылары көп аумақты эмиттер деп атайды.Қоспа  концентрациясы аз басқа аумақты  база деп атайды.Негізгі заряд  тасымалдаушылары P_P кемтіктері болатын   p-аумақ эмиттер болса, онда n–аумақ-база болып саналады (ондағы негізгі заряд тасымалдаушылар N_n нейтрондар  болып табылады),  Pp>>Nn бұдан кейін шарты орындалады.

Тәжірибеде  нүктелік, жазықтықты (құймалы) және диффузиялық диодтар кең түрде қолданылады.

Егер электрдтағы кернеу тұрақты болса, онда режимді статикалық деп атайды. Осы режимде барлдық  параметрлер өзгеріссіз қалады.

Егер параметрлер жұмыс  режимінің кез-келген уақытында  статикалық режимнен  айырмашылығы болатындай және жартылый өткізгіш құрылғысы  үшін статикалық режимі( дәлдікте анықталған дәрежеде) заңдары қолданылатындай баяу жұмыс істесе онда бұндай режимді квазистикалық деп атайды.

Параметрлердің тым болмаса біреуі уақытқа сәйкес өзгеретін болса, ондай режимді динмикалық деп атайды.

Диодтардың  қасиеттері мен  олардың бір-бірінің  жұмысын  атқару қасиеттері олардың параметрлері бойынша анықталады.Негізгі параметрлерге ВАС-пен байланысты токтар мен кернеуленр жатады.

Диодтарды айнымалы және тұрақты  тоқ тізбектерінде қолданады.Сондықтан  диодтар қасиетін бағалау үшін тұрақты  тоқ көзіндегі параметрлермен қоса,диод арқылы өтетін айнымалы тоқ жұмысын  сипаттайтын дифференциялдық параметрлер қолданылады, осы кезде ұзақ уақытта сенімді  жұмыс істеуге болады.Осы токтың күші қызу немесе  P_maxмаксималды қуатпен шектеледі. I_тура тоғын көбейту  жылулық тесілу және диодтың  бұзылуына әкеп соғады.

 

 

Түзетуші диодтардың негізгі параметрлері.

 

Орташа түзетілетін ток  (тура ) тоқ I_{ОРТ ТҰЗ –}рұқсат етілген қызудағы диод арқылы ұзақ уақыт бойы өтетін,  түзелген тоқтың орташа мәні

Төменгі жиіліктегі диодтардың эквивалентті жүйесі.

Төменгі жиіліктегі диодтардың эквивалентті жүйесі суретте көрсетілген

 

 

 

 

 

 

Диодтың эквиваленттік  жүйесі.

Мұндағы r₀-р-және n-аумақтарындағы кедергілердің қосындысы; r_n-pn ауысудың кедергісі( бекіткен кернеудің полярлігі мен мәніне тәуелді болады); C_n-ауысудың сыйымдылығы.

Жартылай өткізгішті диодтардың классификациясы.

1. Ауысудың ауданы бойынша:

-жазықтықтық және нүктелік  болып бөлінеді;

2. Қолданатын материалдар бойынша

-германиийлі;

-кремнийлі;

-арсенид-галийлі.

3. Қолданысы бойынша

-түзетуші;

-импульсті;

-Стабилитрон (стабистор);

-варикап.

4. Іс-әрекет принципі бойынша:

-ағымды-аутқыма;

-туннельді

-Шоттки диоды;

-сәуле шығарушы;

-фотодиод;

-Ганн диоды.

 

Түзетуші диодтар.

 

Түзеруші диодтар айнымалы токтарды түзету үшін қолданылады. Германий мен кремний материал ретінде  қолданылады. Түзетуші диод оған берілген кернеумен басқарылытын электронды кілт тәрізді болады. U_тура қосқанда кілт тұйықталады, U_кері қосқанда кілт тұйықталмайды.

Тура кернеу кернеуінің түсуінің есебінен пайда болған кезде ашық диодта жүктеме құрылғыдан түсетін  түзетуші кернеу кірістегі кернеуден  төмен болады.

Кернеудің түсуі Ом заңыны сәйкес, тура бағытта диод кедергісіне  өтетін ток күшінің туындысынын  табылады:

Ашық диодтағы U_тура кернеуінің мәні:

-германий диодтары үшін 0,5 В аспайды;

-кремний диодтары үшін 1,5 В аспайды.

Түзетуші диодтарды қуат пен жиілік бойынша келесі турлерге бөлінеді:

Қуат бойынша:

Аз қуатты: I_{тура орт.max<}0,3 A_;

орташа қуатты: 0,3 A< I_{тура орт.max}<10 A;

жоғарғы қуатты& I_{тура орт.max}>10 A.

Жиілік бойынша:

төменгі жиілікті: f_max<10³ Гц;

жоғарғы жиілікті: f_max>10³ Гц.

 

 

Шоттки диодтары.

 

Түзетуші диодтар болып  металл-өткізгіште орындалатын түзетуші диодтар қолданылады.

Шоттки диодтарында электрондық-кемтіктік  ауысуға жататын негізгі  емес заряд тасмалдаушыларда жүретін  жиналу және сіңіп кету процесстері  жүрмейді. Сондықтан Шотки диодтары басқа диодтарға қарағанда жылдам әсер ету қасиетіне ие.

Шоттки диодтарының артықшылығы  төменгі кернеуді түзеткен кезде ерекше байқалады.Түзеткішке Шоттки диодын пайдалану жоғалтуды 10-15%-ға азайтуға мүмкіндік береді(жылдам әсер ету есебінен)f_max30 А тоқта,200к Гц болады.

 

 

 

 

Жоғары жиіліктегі диодтар.

 

Жоғары жиіліктегі диод ( ЖЖД) 1000МГц жиілікте жұмыс істеуге арналған. Бұндай жиіліктегі ауысудың кіші тосқауылдық сыйымдылықтағы диодтры ғана істей алады(1-2пФ ).Сондықтан жиіліктегі диодтар ертінде көбінесе нүктелік диодтар қолданылады..Жоғары жиіліктегі диодтаржиіліктін кең диапазонында, яғни, төменгі жиілікте жұмыс істей алатындықтаноларды универсалды деп атайды. Жоғары жиіліктегі диодтар жиілікті ауыстырушыларды және басқа сызықтық емес құрылғыларды қолданатындықтан  маңызы олардың маңызды параметрлері болып тура дифференциялдық кедергі немесе айнымалы токқа түсетін кедергі болып табылады:

 

Жоғары жиіліктегі диодтардың ерекшеліктері:

-жоғары жиіліктегі диодтар 1000 МГц жиіліктегі тоқтарды түзету

( детектрлеу) үшін арналған;

-бұндай жиілікте жұмыс  істейтін диодтар тек қана  сыйымдылықтың аз шамасында қалыпты  жұмыс істей алады.Сондықтан да  жоғары жиілікті  диодтарда нүктелік немесе микроқұймалы  pn-ауысуларды орнатады;

-жоғары  жиіліктегі диодтарда  түзетілетін тоқтың рұқсат етілген  максималды мәні ондаған миллиамперден  аспайды,ал рұқсат етілетін кернеудің  максималды кернеуі он вольтқа  жетеді.

Импульсті диодтар.

 

Импульсті диод-бұл импульсті режимдегі жұмысқа арналған ауыспалы процестердің аз шамасындағы уақытта қолданылатын  диодтар.

Импулсьті диодтар әр түрлі  электронды  жүйелерде электронды кілт ретінде жұмыс атқарады.Жүктеме тізбектелген диодқа кернеу кедергісі аз

(кілт тұйықталған), R_Н резистор арқылы ток өтеді.Теріс импульс кезінде диодқа кері кернеу түседі,оның кедергісі үлкен ,(кілт тұйықталмаған), жүктемеде ток болмайды.

Диодты кілттің қарапайым  жүйесі және ондағы жұмыстардың уақытша  диаграммалары.

Импульсті диодтарда _вост-ны  азайту бірнеше әдіспен жасалынады:

1. Базадағы өндіру процессін жылдамдату арқылы  (базаға аз мөлшердегі алтын қоспасын енгізу арқылы.)
2. Диодтың сыйымдылығын азайту арқылы  (микроқұймалы ауысуларды қолдану арқылы.) Диодтағы ауыспалы процесі диодта және оны U_кері–дан U_тура кернеуіне қосқан кезде пайда болады.

 

Импульсті диодтардың жалпы  параметрлері:

U_тура-белгілі бір тұрақты диодтың тура кернеуі;

I_{түзелген.мах-}рұқсат етілген максималды тұрақты ток;

I_{кері.мах}-рұқсат етілген максималды кері бағыттағы ток;

C_д-диод сыйымдылығы;

U_{тура имп}-тұрақты токтың бкеітілген импульсіндегі тура импульсті кернеуі;

I_{тура.имп...мах}-импульс ұзақтығы бекітілген кездегі токтың максимальды рұқсат етілетін мәні;

t_восст- қайтымды кернеуді қалпына келтіруге кететін уақыт.

 

 

Импульсті  диодтар  электронды кілт режимінде жұмыс істейді.Импульс  ұзақтығы аз болғандықтан, диод бір  күйден екінші күйге тез көшуі  тиіс. Импульсті диодтардың  жылдам ауысып тұруы негізгі параметрмен   сипатталады-қайтымды кедергіні қалпына келтіру уақытымен .Импульсті диодтарда _ш)(._ст азайту үшін базадағы негізгі емес заряд тасымалдаушыларды тартып алуға арналған процессті жылдамдататын арнайы шаралар қолданады.Импульсті диодтардың талаптарын базадағы негізгі емес тасымалдаушылардың топталуы  мен инжекцияның болмауы салдарынан кіші инерттілікке ие болатын Шоттки диодтары қанағаттандырады.