Ćw.4, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi


4 Półprzewodniki. Wyznaczanie charakterystyki diody półprze­wodnikowej, prostownika jednopolówkowego oraz w układzie Gröetza

Wyrażenie „półprzewodnik" zawiera w sobie definicję, z której wynika, że dany materiał charakteryzuje się przewodnością elektryczna mniejsza niż metal, ale większą niż izolator. Półprzewodniki należą do ciał stałych o wiązaniu kowa­lencyjnym. Podstawową grupą ciał, z której otrzymuje się materiał półprzewo­dnikowy, są pierwiastki z czwartej grupy układu okresowego, szczególnie ger­man i krzem. Ciała stałe charakteryzują się nie tylko uporządkowaną struktura przestrzenną w rozkładzie atomów, ale i określoną zależnością energetyczna między elektronami ciała jako całości. W ciele stałym odległości pomiędzy atomami są tak małe, że oddziaływanie wzajemne ich pól powoduje rozszcze­pienie każdego poziomu elektronowego w atomie na tyle podpoziomów, ile jest oddziałujących ze sobą atomów. W związku z tym, zamiast układu oddzielnych

poziomów energetycz­nych pojedynczego ato­mu otrzymuje się w ciele stałym układ pasm. Pas­ma, w których mogą znajdować się elektrony, są przedzielone pasmami energii, których elektro­ny nie mogą zajmować. Pasmo energetyczne cia­ła stałego, w którym na podpoziomach są roz­mieszczone zgodnie z wartościami liczb kwantowych elektrony walencyjne, nazywa się pasmem podstawowym. Nad pasmem podstawo­wym znajduje się pasmo

0x01 graphic

przewodnictwa. Oba te pasma są oddzielone od siebie strefą energetyczną nie­dozwoloną dla elektronów, zwaną pasmem wzbronionym. Model rozkładu tych pasm przedstawia rysunek 5.1.

W temperaturze zera bezwzględnego wszystkie podpoziomy w paśmie

podstawowym są zajęte przez elektrony, natomiast w paśmie przewodnictwa

: wszystkie podpoziomy są puste (nie ma nośników prądu). Taka sytuacja występuje w idealnym izolatorze. W temperaturach pokojowych istnieje różne od zera prawdopodobieństwo tego, że pewna liczba elektronów z pasma podsta­wowego dysponuje energią wystarczającą na przejście do pasma przewodnictwa. Elektrony, które przeszły do pasma przewodnictwa, stają się nośnikami prądu.

W paśmie podstawowym po elek­tronach, które przeszły do pasma prze­wodnictwa, powstały wolne miejsca zwane dziurami. Elektrony, które znaj­dują się w paśmie przewodnictwa są odpowiedzialne za przewodnictwo typu n, natomiast powstałe dziury w paśmie podstawowym są odpowiedzialne za przewodnictwo typu p danego półprze­wodnika. W półprzewodnikach samois­tnych (chemicznie „prawie" czystych) każdemu przejściu elektronu z pasma podstawowego do pasma przewodni­ctwa towarzyszy powstanie dziury w paśmie podstawowym. Proces ten nazywa się generacją pary elektron-

0x01 graphic

Dziura Czynnikiem sprzyjającym temu procesowi jest ciepło, stad nazwa tego zjawiska - generacja termiczna. Jeżeli na taki półprzewodnik nie działa ze­wnętrzne pole, to po tzw. czasie życia elektron powraca do pasma podstawo­wego, w którym jego energia potencjalna jest mniejsza. Proces ten nazywa się rekombinacją pary elektron-dziura. Oba te zjawiska przedstawia rysunek 5.2.

W dowolnej temperaturze ustala się równowaga termodynamiczna między liczbą generowanych par a liczbą rekombinujących par. O liczbie nośników ładunku w półprzewodniku decyduje ich koncentracja.

Koncentracja nośników ładunku w półprzewodniku zależy od:

— funkcji określającej gęstość rozmieszczenia poziomów energetycznych moż­liwych do obsadzenia nośnikami w danym paśmie,

— funkcji Fermiego-Diraca określającej prawdopodobieństwo obsadzenia

przez nośniki prądu poziomu energetycznego w danym paśmie. Funkcja Fermiego-Diraca ma następującą postać:

0x01 graphic

(5.1)

gdzie:

E — energia poziomu, który ma być zajęty przez nośnik w danym paśmie,

EFenergia poziomu Fermiego,

k - stała Boltzmana,

T — temperatura, w której znajduje się półprzewodnik. Funkcja ta dla przypadku, gdy E=EF przyjmuje postać:

0x01 graphic

Z powyższego wyrażenia wynika, że poziom Fermiego jest to poziom, dla którego prawdopodobieństwo obsadzenia go przez nośnik wynosi 1/2. Graficz­nie funkcję Fermiego-Diraca w zależności od energii nośników przedstawia rysunek 5.3.

0x01 graphic

Funkcja określająca rozkład poziomów w obrębie danego pasma ma postać: -' dla pasma przewodnictwa

0x01 graphic

gdzie:

m* — masa efektywna elektronu

0x01 graphic

- dla pasma podstawowego

0x01 graphic

(5.4)

gdzie:

m,* - masa efektywna dziury zdefiniowana tak jak wyżej.

Iloczyn funkcji (5.3) i (5.4) — scalkowany w granicach możliwych do przy- 5 jęcia energii w danym paśmie przez nośniki - pozwoli określić koncentrację -danego rodzaju nośnika w półprzewodniku samoistnym.

Koncentrację elektronów w paśmie przewodnictwa określa wyrażenie:

0x01 graphic

(5.5);

Koncentrację dziur w paśmie podstawowym określa wyrażenie postaci:

0x01 graphic

(5.6).

Półprzewodniki domieszkowe

Koncentracja nośników w półprzewodnikach samoistnych w normalnych temperaturach jest tak mała, że nie ma praktycznego znaczenia. Dlatego wprowadzą się do materiału półprzewodnikowego „zanieczyszczenia" w postaci pierwiastków z piątej lub trzeciej grupy układu okresowego. Jako domieszki z piątej grupy stosuje się takie pierwiastki, których poziom podstawowy leży poniżej dna pasma przewodnictwa, ale wyżej od poziomu Fermiego. Domieszki tego rodzaju są zwane domieszkami donorowymi i stanowią o przewodnictwie! typu n danego półprzewodnika. Domieszki z trzeciej grupy mają poziom pod-| stawowy powyżej wierzchołka pasma podstawowego i stanowią o przewodnictwie typu p. Pod względem ilościowym atomy domieszek stanowią niewielki! procent w stosunku do ogólnej liczby atomów półprzewodnika, ale w istotny! sposób wpływają na jego przewodnictwo elektryczne. Rozmieszczenie poziomów energetycznych domieszek w półprzewodniku schematycznie przedsta­wiono na rysunku 5.4.

0x01 graphic

Niewielka liczba atomów domieszki zwiększa koncentrację nośników, po­nieważ w temperaturze pokojowej praktycznie wszystkie atomy domieszki są zjonizowane. Koncentrację elektronów w paśmie przewodnictwa, pochodzą­cych od atomów domieszki donorowej określa wyrażenie:

0x01 graphic

(5.7)

gdzie:

Nd+wprowadzona liczba atomów domieszki,

Edenergia pasma podstawowego domieszki. Koncentrację dziur powstałych w paśmie podstawowym na skutek domie­szek akceptorowych określa wyrażenie:

0x01 graphic

(5.8)

gdzie:

Na- liczba atomów domieszki akceptorowej,

Ea - energia pasma podstawowego domieszki.

W każdym półprzewodniku istnieje zawsze określona liczba atomów domieszki donorowej i akceptorowej i w zależności od tego których jest więcej, otrzymuje się półprzewodnik typu n lub p. Jeżeli Nd>Na, to nośnikami więk­szościowymi są elektrony, dziury zaś są nośnikami mniejszościowymi; półprze­wodnik jest typu n. Gdy jest odwrotnie, tzn. Na>Nd, wówczas nośnikami większościowymi są dziury, a nośnikami mniejszościowymi - elektrony; pół­przewodnik jest typu p. Przewaga jednego rodzaju domieszek nad drugim powoduje przesunięcie poziomu Fermiego albo w kierunku pasma przewodnic­twa, albo w kierunku pasma podstawowego. Przesunięcie to zmniejsza praw­dopodobieństwo przejścia dla elektronów z pasma przewodnictwa samego pół­przewodnika. Stwierdzenie to wynika z wyrażenia (5.1).

Oddziaływanie pola elektrycznego na półprzewodnik

Zewnętrzne pole elektryczne o natężeniu E działając na półprzewodnik powoduje przemieszczanie nośników (elektronów w kierunku przeciwnym do kierunku pola, a dziur zgodnie z tym kierunkiem), co jest równoważne z prze­pływem prądu elektrycznego w półprzewodniku. Ponieważ przyczyną ruchu nośników prądu są siły pola, dlatego płynący prąd nazywa się prądem unosze­nia. Prędkości, z jakimi siły pola unoszą nośniki prądu, są wprost proporc­jonalne do natężenia E i określone są wzorami:

0x01 graphic

(5.9)

gdzie:

μruchliwość nośników, odpowiednio dla elektronów i dziur.

Ruchliwość określa średnią prędkość unoszenia nośnika przez pole o jed­nostkowym natężeniu. Ruchliwość nośników jest odwrotnie proporcjonalna do koncentracji nośników i temperatury oraz nie zależy od natężenia pola.

Jeżeli koncentracja nośników na jednostkę objętości wynosi odpowiednio i: n0i p0, to gęstość prądu unoszenia na jednostkę czasu wynosi:

0x01 graphic

(5.10)

Całkowita gęstość prądu unoszenia dla danego półprzewodnika będzie sumą| powyższych gęstości prądów i jest określona wyrażeniem:

0x01 graphic

(5.11)

Wyrażenie e(μnno + ၭppo)=ၳ nazywa się konduktywnością (przewodnoś­cią) danego półprzewodnika. Konduktywność zależy w istotny sposób od temperatury, w jakiej znajduje się półprzewodnik, i jest określona wyrażeniem:

0x01 graphic

(5.12)

gdzie:

ΔE — szerokość energetyczna strefy wzbronionej

Zależność konduktywności półprzewodnika w funkcji temperatury ma przebieg jak na rysunku 5.5.

0x01 graphic

rys. 5.5

W związku z tym całkowita gęstość prądu unoszenia wyraża się iloczynem konduktywności i natężenia pola działającego na półprzewodnik:

0x01 graphic

(5.13)

Transport nadmiarowych nośników ładunku w półprzewodniku

W półprzewodnikach, w których występuje przewaga jednego rodzaju no­śników oprócz rekombinacji bezpośredniej lub pośredniej, zachodzi ciągły roz­pływ nośników z obszarów o większej koncentracji do miejsc o mniejszej kon­centracji.

Wyrównanie koncentracji zachodzi w wyniku dyfuzji. Szybkość dyfuzji zależy od temperatury, która wpływa na prędkość termiczną nośników, a ta z kolei decyduje o liczbie zderzeń. Przemieszczanie się nośników prądu w pół­przewodniku w wyniku gradientu ich koncentracji nazywa się prądem dyfuzyj­nym. Gęstość prądu dyfuzyjnego jest wprost proporcjonalna do gradientu kon­centracji nośników i jest określona wyrażeniem:

0x01 graphic

(5.14)

gdzie:

D - współczynnik dyfuzji

Współczynnik dyfuzji zależy od średniej drogi swobodnej i średniej pręd­kości termicznej, tzn.

0x01 graphic

(5.15)

Jeżeli na taki półprzewodnik działa pole elektryczne, to całkowity prąd, jaki popłynie, jest sumą prądu unoszenia i prądu dyfuzyjnego, tzn.

0x01 graphic

(5.16)

Związek, jaki zachodzi między ruchliwością nośników a ich współczyn­nikiem dyfuzji, podał Einstein w następującej postaci:

0x01 graphic

(5.17)

Dioda półprzewodnikowa

Dioda półprzewodnikowa jest przyrządem aktywnym, w którym występują dwa obszary koncentracji nośników, jeden typu n, drugi typu p. Styk obszarów o różnej koncentracji nazywa się złączeni typu n - p lub p - n. Schematycznie diody półprzewodnikowe oznacza się w następujący sposób:

0x01 graphic

W produkowanych obecnie diodach półprzewodnikowych złącza wyko­nuje się w postaci ostrza (diody ostrzowe) lub płaskiej powierzchni. Obszary o określonej koncentracji nośników dowolnego rodzaju otrzymuje się w proce­sie technologicznym. Rozkład koncentracji domieszek w złączu p—n, wzdłuż osi prostopadłej do powierzchni rozgraniczającej te obszary, zmienia się skoko­wo lub liniowo, co przedstawia rysunek 5.6.

Ponieważ na styku występuje duży gradient koncentracji nośników, musi dochodzić do zjawiska dyfuzji. Elektrony dyfundujące z obszaru n do obszaru p pozostawiają w obszarze n nie skompensowane jony donorowe, dyfundujące zaś dziury pozostawiają nie skompensowane jony akceptorowe. W strefie

0x01 graphic

0x01 graphic

rys. 5.6

przejścia zachodzi rekombinacja dyfundujących nośników. Nieruchome i nie skompensowane elektrycznie jony domieszkowe tworzą tzw. warstwę dipolo­wą, która wytwarza pole elektryczne Ew. Pole to ma zwrot od obszaru n do obszaru p. Natężenie tego pola jest wprost proporcjonalne do ilości zrekombinowanych nośników prądu w strefie przejścia (rys. 5.7).

0x01 graphic

Pole wewnętrzne ma zwrot przeciwny do prądu dyfuzyjnego, więc zmniej­sza ono natężenie tego prądu.

Ż chwilą, gdy energia pola zrówna się z energią dyfundujących nośników, prąd dyfuzyjny przestaje płynąć i ustala się stan równowagi dynamicznej na złączu. Stan równowagi dynamicznej jest źródłem potencjału kontaktowego

0x01 graphic

dla danego złącza, którego wartość może dochodzić do jednego wolta. Ponieważ warstwa dipolowa powstała po obu stronach złącza musi mieć tę samą l liczbę nośników dodatnich i ujemnych, obszar przejściowy może rozciągać się na różne głębokości po obu stronach złącza. Jeżeli np. w obszarze n jest więk­sza koncentracja elektronów niż dziur w obszarze p tzn. Nd≥Na, to głębokość, z której dyfundować będą dziury do obszaru rekombinacji, będzie większa (rys. 5.8).

Rozkład potencjału dla jednowymiarowego złącza o znanym rozkładzie ładunku przestrzennego p (x) można wyznaczyć z równania Poissona:

0x01 graphic

(5.18)

gdzie:

ε — przewodność elektryczna półprzewodnika.

W celu określenia rozkładu natężenia pola elektrycznego Ew w warstwie przejściowej wykorzystuje się prawo Gaussa, które wiąże gradient natężenia pola z rozkładem ładunku przestrzennego w danym punkcie .x, tzn.

0x01 graphic

(5.19)

p, n — liczba dziur i elektronów spoza domieszek Natężenie tego pola osiąga wartość maksymalną, gdy

0x01 graphic

(5.20)

Związek natężenia tego pola z potencjałem dyfuzyjnym UD (który równa się potencjałowi kontaktowemu) jest następujący:

0x01 graphic

(5.21) j

Wykorzystując współzależności xnNd=xpNa oraz L=xp + xn, można napisać wzór na średnią drogę dyfuzji::

0x01 graphic

(5.22)

Biorąc pod uwagę zależności (5.22) i (5;21), w wyniku całkowania otrzyma się f wyrażenie na wartość napięcia dyfuzyjnego i

0x01 graphic

(5.23)

Znając wartość napięcia dyfuzyjnegoUD, można określić szerokość warstwy zaporowej:

0x01 graphic

(5.24)

Zależność (5.24) jest właściwa tylko dla złącza w stanie równowagi. Gdy do złącza jest doprowadzone napięcie U z zewnątrz, szerokość warstwy zapo­rowej będzie ulegać zmianie w myśl wyrażenia:

0x01 graphic

(5.25)

gdzie:

a — współczynnik określający zmianę koncentracji domieszek na jedno­stkę długości wzdłuż osi x. Znaku plus używa się dla napięcia zewnętrznego przy polaryzacji złącza w kierunku zaporowym, znaku minus zaś - gdy złącze jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia.

Tranzystor

Tworząc w jednej bryle półprzewodnika kombinacje dwóch złącz p-n, otrzyma się przyrząd półprzewodnikowy o trzech zaciskach, zwany tranzys­torem bipolarnym (rys. 5.9).

0x01 graphic
0x01 graphic

rys. 5.9

Tranzystor bipolarny

Działanie tranzystora bipolarnego opiera się na odpowiednim wykorzys­taniu właściwości elektrycznych każdego ze złącz i wzajemnym oddziaływaniu tych złącz na siebie. Dla wyjaśnienia mechanizmu działania tranzystora przyj­muje się takie uproszczenie, że pole działa tylko w obszarach przejściowych poszczególnych złącz, a poza nimi natężenie pól jest tak małe, że można je pominąć. Złącze emiter-baza wykorzystuje się do zmiany koncentracji nośni­ków mniejszościowych w bazie. Uzyskuje się to dzięki polaryzacji złącz emiter-baza w kierunku przewodzenia. Taki kierunek polaryzacji powoduje przeno­szenie nośników większościowych z emitera do bazy, w której stają się one nośnikami mniejszościowymi. Aby nośniki te mogły przejść do obszaru kolektora, złącze kolektor-baza powinno być spolaryzowane w kierunku zaporo- ' wym. Taka zasada polaryzacji poszczególnych złącz w tranzystorze jest niezale­żna od typu tranzystora. Z zasady tej wynika, że przyrost natężenia prądu '; w obwodzie kolektora jest wynikiem przyrostu prądu w obwodzie emitera i można go opisać następującym wyrażeniem:

0x01 graphic

Współczynnik α0 nazywa się zwarciowym współczynnikiem wzmocnienia prądowego i waha się w przedziale 0.95 — 0.99.

W praktyce wykorzystuje się trzy sposoby podłączenia tranzystora do układu: układ ze wspólną bazą UB, układ ze wspólnym emiterem UE i układ ze wspólnym kolektorem U C. Poszczególne sposoby podłączenia przedstawia rysunek 5.10.

0x01 graphic

Sposób podłączenia tranzystora do układu jest uzależniony od funkcji, ' jaką ma spełniać dany układ. Największy opór wejściowy uzyskuje się w układzie ze wspólnym kolektorem, a najmniejszy w układzie ze wspólną bazą, natomiast oporności wyjściowe układu kształtują się odwrotnie. Wzmocnienie napięciowe w układach o wspólnej bazie lub wspólnym emiterze jest prawie intyczne (np. 1000 V/V), w układzie zaś o wspólnym kolektorze jest mniejsze J od jedności Wzmocnienie prądowe jest prawie jednakowe dla układów o wspólnym emiterze i kolektorze, natomiast w układzie o wspólnej bazie jest mniejsze od jedności Największe wzmocnienie mocy uzyskuje się w układzie ze wspólnym emiterem (kilka tysięcy razy), najmniejsze w układzie ze wspólnym kolektorem. Największą częstotliwość przenoszą układy o wspólnej bazie. Układy o wspólnym emiterze powodują odwrócenie fazy sygnału wyjściowego, czego nie powodują dwa pozostałe układy.

Ogólnie, tranzystor można traktować jako element czynny o czterech zaciskach: dwóch wejściowych i dwóch wyjściowych (rodzaj czwórnika) ry­sunek 5.11.

0x01 graphic

Nie wnikając w rzeczywiste kierunki przepływu prądu, można ułożyć trzy pary funkcji (które mają znaczenie praktyczne), podających zależności napięć i prądów czwórnika jako zmiennych niezależnych.

1. Równanie impedancyjne:

0x01 graphic

(5.27)

2. Równanie admitancyjne:

0x01 graphic

(5.28)

3. Równanie mieszane:

0x01 graphic

(5.29)

Tranzystory, ze względu na ich możliwości wynikające z równań (5.27, 5.28, 5.29), znalazły bardzo szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach nauki.

Koncentrację nośników w poszczególnych obszarach tranzystora można zmieniać przez ich oświetlenie. Wykorzystuje się w tym przypadku wewnętrzne zjawisko fotoelektryczne. Przyrost koncentracji nośników w obszarze oświet­lanym jest proporcjonalny do ilości pochłoniętego promieniowania. Tranzys­tory wykorzystujące tę właściwość w działaniu noszą nazwę fototranzystorów.

Fototranzystory stosuje się jako fotodetektory wszędzie tam, gdzie zachodzi zamiana promieniowania elektromagnetycznego na sygnał elektryczny.

Tranzystor unipolarny złączowy lub z izolowaną bramką (MOS) W obu typach zasada działania polega na oddziaływaniu pola elektrycz­nego bramki na rezystancję obszaru półprzewodnika między elektrodami źród­ła i drenu, zwanego kanałem. Nazwa unipolarny wynika stąd, że w przepływie prądu jest istotny udział nośników większościowych w obszarze przepływu, zwanym kanałem. Nazwa polowy wywodzi się stąd, że sterowanie przepływem nośników większościowych w kanale odbywa się za pomocą pola elektrostaty­cznego, przykładanego do elektrody zwanej 'bramką. Symbol tranzystora uni­polarnego jest następujący:

0x01 graphic

gdzie:

G − bramka,

D − dren,

S − źródło.

Podstawową zaletą tranzystorów uniporalnych jest ich duża oporność wejściowa. Wykorzystuje sieje głównie jako elementy wejściowe układów kontrolno-pomiarowych, nie obciążających źródeł prądowych, oraz w technologii: układów scalonych.

Układy scalone

Układ scalony stanowi pojedynczy, niepodzielny element elektroniczny, spełniający określoną funkcję w układzie. W skład układu scalonego wchodzą elementy bierne oraz czynne, nierozłącznie związane na powierzchni lub w podłożu materiału półprzewodnikowego. Najistotniejszą właściwością ukła­dów scalonych jest, oprócz miniaturyzacji, zwiększona niezawodność w stosun­ku do układów konwencjonalnych. Wynika ona zarówno z mniejszej liczby połączeń, jak i z wysoko zaawansowanej technologii. Bardzo ważnym pro­blemem w układach scalonych jest stopień scalenia (integracji). Układ scalony, w którym wszystkie elementy występują w podłożu półprzewodnikowym, nosi

nazwę, układu monolitycznego. W technologii warstwowej część elementów 'pasywnych oraz część elementów aktywnych jest rozmieszczona na powierz­chni, warstwa nad warstwą; takie układy nazywa się układami hybrydowymi. Liczba elementów pasywnych oraz aktywnych w układzie scalonym może być dowolna. Jest to uwarunkowane funkcją, jaką ma spełniać dany układ scalony. Ma obecnym etapie technologii wytwarzania układów scalonych istnieje moż­liwość wykonania układu według życzenia konstruktora.

Wyznaczanie charakterystyki diody półprzewodnikowej, prostownika jednopołówkowego oraz w układzie Gröetza

Właściwości diody prostowniczej najlepiej oddaje jej charakterystyka prądowo-napięciowa (rysunek 5.12).

0x01 graphic

Zależność opisująca charakterystykę statyczną diody ma następująca postać:

0x01 graphic

(5.30)

gdzie:

Innatężenie prądu nasycenia

W rozważaniach przybliżonych charakterystykę aproksymuje się dwiema prostymi, opisanymi równaniami:

0x01 graphic

(5.31)

gdzie:

U (to) napięcie progowe,

RFrezystancja diody w kierunku przewodzenia. Na podstawie równań (5.31) otrzymuje się równanie diody:

0x01 graphic

(5.32)

Napięcie progowe U{TO) jest jednym z parametrów charakterystycznych; poniżej tego napięcia prąd praktycznie nie płynie. Napięcie progowe dla diod germanowych jest rzędu 0.2-0.3 V, dla diod krzemowych rzędu 0.6-0.7 V. Wynika ono z szerokości pasma wzbronionego danego półprzewodnika. Oprócz wartości napięcia progowego, do charakterystycznych punktów krzy­wej I=f(U) należy napięcie przebicia U(BR) i maksymalne napięcie wsteczne URmax definiowane jako napięcie równe np. 0.8 wartości napięcia przebicia.

Ważną rolę w zastosowaniach praktycznych diod odgrywają wartości gra­niczne prądów i napięć, których nie należy przekraczać. Należą do nich:

- dopuszczalny prąd średni, jaki może przepłynąć przez diodę w kierun­ku przewodzenia,

- dopuszczalne średnie napięcie przewodzenia,

- maksymalna moc strat dla danej temperatury.

Charakterystyki diod prostowniczych zależą w dużym stopniu od tem­peratury otoczenia. Szczególnie ten wpływ jest znaczny dla prądu wstecznego (w kierunku zaporowym), który w przybliżeniu rośnie wykładniczo ze wzros­tem temperatury. Przyjmuje się, że jego wartość podwaja się w przypadku diod germanowych co 10 K, a dla diod krzemowych co 6 K. Jeżeli będziemy utrzy­mywać stałą wartość prądu płynącego przez diodę, to ze wzrostem temperatury spadek napięcia na diodzie maleje, a współczynnik temperaturowy dla diod germanowych wynosi średnio − 2.1 mV/K, dla krzemowych - 2.3 mV/K.

W celu praktycznego wyznaczenia zależności I=f(U) dla danej diody, należy stosować dwa układy połączeń: rysunek 5.13a (kierunek przewodzenia),

0x01 graphic

0x01 graphic

rys. 5.13

rys. 5.13b (kierunek zaporowy). Konieczność stosowania dwóch układów wyni­ka z tego, że natężenie prądu w kierunku przewodzenia jest o kilka rzędów wielkości większe niż w kierunku zaporowym.

W celu wyznaczenia charakterystyki prostownika należy wykorzystać układ przedstawiony na rysunku 5.14.

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Ćw.8, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi
Ćw.4(1), dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi
Ćw.2, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi
Ćw. 6, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi
Ćw.3, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi
Ćw.52, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi
ściąga z fizyki, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi, sciąga z fizyki
OPTYKA(1), dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi, Ściągi, Ściągi, OPTYKA
Transformacja Lorentza, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi, Ściągi, Ściągi, TRANSFORMACJA LORENZA
Fizyka-ściąga, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi, ściągi Fiza
Rach. błędumm, dc, GPF, Fizyka lab, Ściągi, Ściągi, Ściągi, Rachunek błędu

więcej podobnych podstron