-п  ауысуының тесілуін  жылулық

2 дәріс 
Жартылай өткізгішті диодтар. Түзеткіш диодтар. 
 
Жартылай өткізгішті диод – бір p-n ауысу элементінен және екі электродтан тұратын 
құрылғы. 
Түзеткіш электрлік ауысу элементінің қарама-қарсы облыстарына металлдан 
жасалған екі электрод дәнекерленіп, жүйе металдан, металлокерамикадан, шыныдан 
немесе пласмассалы корпус ішіне орналастырылады. Қорек көзінің теріс полюсі 
жалғанған электрод – катод деп, сәйкесінше, оң полюс жалғанған электрод – анод деп 
аталады.
Диодтардың негізгі сипаттамасы ол - вольт-амперлік сипаттамасы. Вольт – амперлік 
сипаттама - екі полюстік арқылы өткен токтың осы екі полюстіктегі кернеуден 
тәуелділігі. Яғни екі полюсті құрылғының тұрақты ток кезіндегі әрекетін сипаттайды. 
Қолдану облысына байланысты жартылай өткізгішті диодтар келесі топтарға 
бөлінеді: 
1.
Түзеткіш диодтар –
2.
Әмбебап (универсальные) -
3.
Импульстік -
4.
Аса жоғары жиілікті -
5.
Стабилитрондар -
6.
Варикаптар -
7.
Туннельді диодтар -
8.
Фотодиодтар -
9.
Жарық шығаратын диодтар -
10.
Шуыл генераторлары -
11.
Магнитодиодтар -
Конструкциясына байланысты жартылай өткізгіш диодтар жазықтықты және 
нүктелік болып бөлінеді. Ал дайындай технологиясына байланысты қорытпалы 
(сплавные), диффузиялы және эпитаксальды болып бөлінеді.
Жазықтық диодтарда электрлік ауысудың өлшемдері сызықты болып табылады, 
сонымен қатар ауысу элементінің жуандығы да біршама үлкен. Нүктелік диодтарда оның 
ауданын анықтайтын ауысу элементінің көлемі қалыңдығынан аз болады. Мұндай 
диодтар, мысалы, жартылай өткізгіш пластинамен металл ине арасындағы байланыс 
кезінде пайда болады. Диодтарды дайындау технологиясында негізгі әдістеме болып
жартылай өткізгішке қоспа қосу, сонымен қатар жартылай өткізгіш кристаллын металл 
контактымен байланыстыру болып табылады.
Түзеткіш диодтар басқару, коммутация тізбектерінде, шектеу және тұйықталу 
тізбектерінде, айнымалы кернеуді тұрақты кернеуге түрлендіретін (түзететін) қорек 
көздерінде, кернеуді көбейту (арттыру) және түрлендіру схемаларында қолданылады.
Әдетте, p-n ауысудан өте алатын ток тығыздығының мәні 2 А/мм2 аспайды, 
сондықтан көрсетілген мәннен артық ток алу үшін түзеткіш диодтарда жазықтықты p-n 
ауысу элементтері пайдаланылады. Мұндай ауысулар сыйымдылықтары түзеткіш 
диодтардағы максималды рұқсат етілген жұмыс жиілігін шектейді. Диодтардың түзеткіш 
қасиеттері жоғары болған сайын, түсетін (берілетін) кері кернеу кезіндегі кері ток және 
тура ток берілген кездегі кернеу түсу кеми түседі. Тура ток пен кері ток мәндері бірнеше 
реттікке ерекшеленеді. Ал тура кернеу мен кері кернеудің айырмашылығы бірлік 
вольттан аспайды. Сондықтан, бір жақты өткізгіштікке ие диодтарды түзеткіш элемент 
ретінде пайдалануға болады. Германийден және кремнийден жасалған диодтардың ВАС 
әр түрлі: 

1-сурет 
Туннельді диодтар. Импульсті диодтар. 
Импульстік диодтар. Олардың қатарына импульстік режімде жұмыс жасайтын 
көптеген диодтардың тобы жатады. Мұндай түрдегі диодтар кіріс сигналдарын 
модуляциялау және демодуляциялауды автоматы реттеудің электрондық схеамларында, 
есептеу құрылғыларының ақпараттық-түрлендіргіш блоктарында, радиотехникалық 
құрылғыларда пайдаланылады. Ең маңызды қойылатын талап, мысалы 500 МГц-ке дейінгі 
жиілікте, тізбектің жоғарғы жиілігінде сенімді жұмыс істеу. Импульстік диодтар жоғары 
шапшаңдықпен жұмыс жасайды, яғни түсірілген кернеудің полярлығы турадан керіге 
ауысқан кезде жоғарғы кері кедергіні өте аз уақытта қалпына келтіреді. 
Уақытша параметрлерді жақсарту ауысу сиымдылығын азайту және зарядтарды 
тасымалдаушылардың өмір сүру уақытын азайту жолымен жүргізіледі. Мұндай талапқа 
нүкте түріндегі диодтар сай келеді. 
2.,а-суретінде р-п ауысуының нүктелік диодының құрылымдық схемасы көрсетілген. 
Монокристолдан п - электр өткізгіш жартылай өткізгіштік пластинасы кесіп алынған. 
Пластинаға ұшы сүйірленген индий немесе берилий қоспалы вольфрам немесе бронза, 
алюминий сымының соңы дәнекерленген кезде, жартылай өткізгішке еніп, акцепторлік 
қоспаны тудырады. Диод нүктелік деп аталады, себебі пластинамен сымның үшкірінің 
арасындағы акцепторлар енген микроаумақта сызықтық өлшемі үшкірдің өлшемімен 
өлшемдес р-п ауысуы түзіледі; мұндай ауысудың минимальды мүмкін деген 
сыйымдылығы болады. Сымның шығысы анод (+) қызметін, ал пластинаның қарама-
қарсы жағына дәнекерленген сым катод (-) рөлін атқарады. Кішкене ауысу ауданына (10-
20 мм2) қарай қуат бірнеше ондаған милливатт болып есептелінеді. 

2-сурет 
2.,Ә-суретінде диффузиялық технологиямен алынған р-п ауысулы диод келтірілген. 
Электр өткізгіштігі п - түрлі кремний пластинасына жақсы диэлектрик болып табылатын 
Si02тотығының қабаты салынады. Сонан соң пленкадағы қорғалынатын тотықта 
химиялық жолмен «терезе» жасап, сол арқылы диффузиямен акцепторлық қоспаны 
ендіреді. Құрылғы қорғайтын сымдары бар пластмассалы не керамикалық корпуспен 
жабылады. Осындай әдіспен жасалған диодтардың сенімділігі жоғары және параметрлері 
тұрақты болады. 
Бірнеше киловольт тізбектерде, бір корпусқа жинақталған тізбектей қосылған түзеткіш 
элементтерден тұратын түзеткіш бағаналар қолданылады. 
Тунельдік диодтар. Бұл диодтарды германийден, галийдің арсенид және галий 
антимонидынан, сирек жағдайда-қоспа концентрациясы үлкен (10
21
–см
-3
-ке жақын 
донорлық немесе акцепторлық атомдар) және теріс дифференциальдық кедергісі бар 
кремнийден жасайды. Ауысу қалыңдығы өте жұқа (0,01мкм-ге дейін) болады. Қоспаның 
концентрациясының жоғары болуына байланысты р - облысындағы Ферми зонасы 
(облысы) валенттік зонаның ішінде орналасады, ал донорлық п- облысында-өткізгіштік 
зона ішінде болады. Р-п ауысуы қалыптасу кезінде энергетикалық зоналардың 
шекарасының орналасуы мынадай болады: р- облысының валенттік зонасының төбесі п- 
облысының өткізгіштік зонасының түбінен жоғары ығысады; кристалдың облыстары 
жіңішке жабық қабаттарға бөлінеді. Олар электрондар арасында тунельдік ауысуларды 
жүзеге асырады. 
Р-п ауысуларының күйін зоналық диаграммамен түсіндіретін тунельдік диодтың әр 
түрлі фазасының жұмысы 3,а,в-суреттерінде және диодтың ВАС-ы 3,г-суретінде 
көрсетілген. 
3-сурет 
Диодтың электродтарында сыртқы кернеу болмаған жағдайда кристалл электр 
бейтарап болады. Себебі тура және кері бағыттарда ауысу арқылы жүретін 
тасымалдаушылардың тудыратын қорытқы тогы нөлге тең болады; Ферми деңгейі бір 
түзуменорналасады (3,а-сурет). Үлкен емес, сәл ғана кернеуде 0 жабылуы азаяды (3,ә-сурет); бұл жағдайда электрондардың өткізгіштігінің энергиялық 
деңгейлері п -облысынан, электрондармен толмаған р - облысының деңгейлеріне 
ығысады; электрондардың толмаған деңгейге ауысуынан тура тунельдік ток I пайда 
болады (ВАС-тың 0-1 бөлігі) (3,г-сурет). Кернеудің мәні U=U1, дейін өскенде, Iтогының 
өсуі қатар жүреді; кернеуді одан әрі көтергенде (U>U1) п -облысындағы электрондары бар 
деңгейлер р - облысының тыйым салынған зонасына қарай ығыса бастайды, Iтогы U = U2 
нүктесіне дейін кішірейе бастайды. Тура кедергі артқан кезде токтың кішірею эффектісі 
теріс дифференциалдық кернеумен RR = 
U/ І<0сипатталады. Диод арқылы өтетін 
минимумына энергетикалық зонаның нөлдік жабуы сәйкес келеді (3 б-сурет). 
U>U2болатын кернеу кезінде потенциалдық тосқауылдың биіктігі азаяды, р-п ауысуы 
арқылы тасымалдаушылардың диффузиялықпроцесі жүреді және тунельдік диод кәдімгі 
диодтың жұмыс режіміне өтеді (3,в-сурет). 

жүктеу/скачать 2,83 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: