Тунельний

Пробій обумовлений тунелюванням носіїв крізь ЗЗ без змінювання енергії.

В сильних електричних полях (Е=10⁵-10⁶ В/см) енергетичні зони нахиляються на стільки що носії заряду можуть проходити крізь ЕДП без змінювання енергії.

Т₁>Т₀

Тепловий

Пробій викликаний виділенням теплоти при проходженні струму крізь ЕДП.

Т₁>Т₀

Якщо змінити полярність підключення діода, то виникають перехідні процеси які в основному визначаються двома явищами

1. Накопичення неосновних носіїв заряду а області коло ЕДП та їх розсмоктування при зворотній полярності.

2. Перезарядка бар’єрної ємності.

Перше явище переважає при великих значеннях прямого струма, при малих значеннях – друге явище.

Розглянемо перехідні процеси на прикладі p+-n діода, який включений в ланцюг за малим опором.

При подачі імпульса прямої полярності відбувається інжекція неосновних носіїв заряду (дірок в базу і їх накопичення), внаслідок чого опір бази зменшується, що приводить до зменшення падіння напруги на базовій області і відповідно збільшується падіння напруги на ЕДП (1).

При подачі зворотної напруги в області ЕДП, з часом зменшується концентрація неосновних носіїв заряду. Падіння напруги поступово зменшується до нуля (2) і в подальшому має місце екстракція носіїв (3).

При малих значеннях прямого струму вплив опору бази незначний і явищами що відповідають змінюванням концентрації носіїв в базовій області знехтуємо. Змінювання напруги на ЕДП відповідає заряд бар’єрної ємності (4) і розряд при змінюванні полярності (5).

Електрична еквівалентна схема діода

Поліпшити частотні властивості діода можна:

1. Прискорення процесів розсмоктування неосновних носіїв заряду в базовій області;

2. Виключення процесів інжекції

Для поліпшення частотних властивостей використовуються

1. Гетеропереходи. Якщо діод утворений з одним типом провідності, то явище інжекції буде відсутнє

2. Єфект тунелювання

3. Використання перехода Шоткі (метал-н/п). В таких структурах має місце високий потенційний бар’єр, що робить важким перехід електронів з метала до н/п при прямому зміщенні

22. Шуми в діодах

Шум – хаотичне коливання струма та напруги на виході діода при відсутності сигналів на вході.

Основні види шумів:

1. Тепловий

2. Дробовий

3. Налишковий

Теплові – обумовлені хаотичним переміщенням заряду в н/п внаслідок хаотичного теплового руха носіїв. Що викликає флуктуації струма.

Дробові – пов’язані з дискретністю заряда (струм відповідає певній дискретній кількості носіїв) та випадковим характером інжекції та екстракції (крізь ЕДП проходить певна кількість електронів, що випадково змінюється в часі)

Надлишкові шуми - визначають нерівномірність процесів генерації та рекомбінації носіїв заряду і процесами захоплення та визволення носіїв пастами, переважно на поверхні

22. Різновиди н/п діодів

Випрямляючі діоди – діоди призначення яких перетворювати змінний струм у постійний. Частотний діапазон: 50-100 Гц, велике значення напруги пробою та малі значення зворотного струму.

Розподіляютья в залежності від максимального значення прямого струму по потужності:

1. Малої потужності (менше 0,3 А)

2. Середньої потужності (0,3-10 А)

3. Великої потужності (більше 10 А)

Переважно виготовляються на кремнії але при необхідності мати покращені частотні властивості до 1 МГц, та працювати при температурі 250 градусів використовуються арсенід галію.

Стабілітрони – діоди, напруга яких в області електронного пробою майже не залежить від струма, призначені для стабілізації напруги.

U_ст=0,3-400В

Коефіцієнт стабілізації

Стабістори – н/п діоди напруга яких в області прямого зміщення слабо залежить від струма в певному діапазоні і призначені для стабілізації напруги. Визначні особливості стабістроів: напруга стабілізації приблизно дорівнює 0,7 В; негативний коефіцієнт стабілізації (менше 0)

Використовують для компенсації позитивного коефіцієнту стабілізації стабілітронів.

Тунельний діод – н/п діод в якому на прямій гільці ВАХ існує ділянка з від’ємним диференційним опором, що з’явилося внаслідок тунельного ефекту.

Виготовляється з н/п з дуже високою концентрацією домішок, до 10²⁰.

н/п визначається як вироджений. Товщина ЕДП складає 10^-2 мкм.

Варикап – н/п діоди дії яких основані на залежності ємності від напруги