UKŁADY ANALOGOWE

WYKŁAD 01

 

DIODA

PÓŁPRZEWODNIKOWA

MODEL ATOMU BOHRA

Liczba atomowa określa ilość protonów w jądrze atomu i ilość

elektronów na krążących na orbitach wokół jądra

• Elektrony mogą krążyć na ściśle określonych orbitach.

Orbicie o mniejszej średnicy odpowiada mniejsza energia a
zarazem większa siła oddziaływania jądra.

Elektrony krążące po orbitach mogą
mieć tylko określone, dyskretne
wartości energii. Kolejnym orbitom
przypisanych jest określona ilość
poziomów energetycznych. Poziomy
te tworzą pasma energetyczne
przypisane orbitom i nazwane tak
jak orbity ( pasmo 1 lub K , pasmo 2
lub L itd. ) .
Elektrony krążące po zewnętrznej
orbicie są nazywane elektronami
walencyjnymi. Decydują one o
właściwościach elektrycznych
pierwiastka.
Na n-tej orbicie może krążyć co
najwyżej
2n

2

elektronów.

Rdzeń atomu tworzy jądro i te orbity, które są całkowicie wypełnione
elektronami. Dla atomu węgla rdzeń tworzą sześć protonów jądra i
dwa elektrony pierwszej orbity.
Rdzeń odzieływuje na elektrony walencyjne ładunkiem +4e.

PÓŁPRZEWODNIK TYPU N

PÓŁPRZEWODNIK TYPU P

PRZED POŁĄCZENIEM

PÓŁPRZEWODNIKÓW TYPU P I N

FORMOWANIE ZŁĄCZA P-N

DIODY STABILIZACYJNE

• Dioda stabilizacyjna służy do stabilizowania napięcia, a

także, jak każdy element o charakterystyce silnie
nieliniowej, umożliwia ograniczanie wartości napięć.
Diody tego typu pracują w układach elektronicznych
włączonych w kierunku zaporowym ( wykorzystuje się
zaporową część charakterystyki ) . W skutek przebicia
Zenera następuje szybki wzrost prądu, przy prawie nie
zmienionym napięciu.  

• Podstawowe parametry diody prostowniczej:

o napięcie stabilizacji - U

Z

,

o prąd stabilizacji - I

Z

,

o prąd wsteczny diody - I

R

,

o maksymalna moc strat w złączu - P

TOT

,

P

TOT =

I

ZMAX

* U

Z

• W układach wykorzystuje się pracę diod w zakresie od

0,1 do 0,9 I

ZMAX

• Istotnym parametrem diod stabilizacyjnych jest

temperaturowy współczynnik napięcia stabilizacji α

uz

.

Określa on, jaki wpływ na wartość napięcia przebicia
ma temperatura złącza.

POWIELANIE LAWINOWE

• Zjawisko to występuje w obszarze warstwy zaporowej. Polega ono na rozpędzeniu w

silnym polu elektrycznym, nośnika swobodnego, który zderza się z innym elektronem
w sieci krystalicznej i wybija go. Ilościowo zjawisko to opisywane przez współczynnik
powielania lawinowego – M, określany jako stosunek liczby nośników
opuszczających warstwę zaporową do liczby nośników wchodzących do niej.

• Zjawisko Powielania lawinowego występuje przy spolaryzowaniu napięciem większym

niż 7V. Wartość tego napięcia zależy od stopnia domieszkowania: im większe
domieszkowanie tym mniejsza wartość napięcia.

ZJAWISKO TUNELOWE

• Występuje w złączach bardzo

silnie domieszkowanych, przy
polaryzacji złącza w kierunku
przewodzenia.

• W modelu pasmowym, dno

pasma podstawowego
półprzewodnika typu P jest
powyżej wierzchołka pasma
przewodnictwa
półprzewodnika typu N.

• To umożliwia przejście

tunelowe nośników z
półprzewodnika P do N, a
utrudnia przejście w
przeciwną stronę nawet przy
bardzo małym napięciu
polaryzacji.

p

p

n

n