21. Диоды с накоплением заряда (днз).

^{ДНЗ-являются разновидностью импульсных диодов и используются для формирования коротких прямоугольных импульсов.}

Это достигается за счет неравномерного легирования области диода, что обусловливает возникновение тормозящего электрического поля для инжектированных носителей, направленного в сторону перехода.

Инжектированные в базу носители прижимаются внутренним полем к p-n переходу и в базе происходит накопление заряда. При изменении напр на диоде с прямого на обратное сопротивл диода остается малым и накопленные носители экстрагируют в эмиттер.

Обратный ток быстро спадает. Внутреннее поле базы ускоряет процесс экстракции носителей через переход, что сокращает время спада обратного тока.

22. Диоды с барьером Шотки.

В качестве импульсных диодов также используют диоды с барьером Шотки, выполненные на основе метал-п/п

Электроны в такой структуре из п/п n-типа переходят в металл, образуя на их границе отрицательный заряд в металле и положительный в п/п.

Возникающее при этом электрическое поле препятствует дальнейшему переходу элетронов и в области перехода формируется обедненная зона.

ВАХ диодов Шотки такая же как и у обычных диодов, а обратны токи составляют сотни пА-десятки нА

При подаче на металлический контакт положительного напряжения приток обычных электронов восстанавливается и через переход протекает прямой ток.

При подаче отрицательного потенциала на область Ме увеличивается потенциальный барьер перехода Ме-п/п, ток через диод не протекает.

Преимущества по сравнению с кремниевыми p-n переходами:

-для получения того же тока требуется более низкое прямое напряжение

-электропроводность создается только основными носителями

-отсутствует накопление неосновных носителей и время восстановления диода при переключении напряжения с прямого на обратное очень мало.

Быстродействие определяется скоростью перезарядки барьерной емкости.

Недостатки диодов Шотки:

-ток утечки немного больше чем у обычных диодов, использующих p-n переход

-максимальное обратное напряжение ниже, чем у обычных кремневых диодов

23. Туннельные диоды

Принцип работы туннельного диода (TД) основан на явлении туннельного эффекта в p-n-переходе, образованном вырожденными полупроводниками. Это приводит к появлению на вольт-амперной характеристике участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением при прямом напряжении.Известно, что частица, имеющая энергию, недостаточную для преодоления потенциального барьера, может пройти сквозь него, если с другой стороны этого барьера имеется свободный энергетический уровень, который она занимала перед барьером. Это явление называется туннельным эффектом. Чем уже потенциальный барьер и чем меньше его высота, тем больше вероятность туннельного перехода. Туннельный переход совершается без затраты энергии. Вольт-амперная характеристика туннельного диода показана на рис. 2.26, а. Такие диоды используются для усиления, генерирования и переключения сигналов и эта многофункциональность прибора объясняется наличием на ВАХ участка с отрицательным сопротивлением.

2.17. Параметры туннельных диодов

Пиковый ток I п (от сотен микроампер – до сотен миллиампер)-макс туннельный ток, соответсвующий полному перекрытию заполненных и свободных разрешенных уровней

Напряжение пика U п – прямое напряжение, соответствующее току Iп .

Ток впадины I в , соответствующий напряжению U в . –прямой ток в точке мин ВАХ

Напряжение впадины – прямое напряжение, соответствующее току Iв .

Напряжение раствора U p – прямое напряжение, соответствующее типовому току на второй восходящей ветви ВАХ, определяет возможный скачок напряжения на нагрузке при работе туннельного диода в схеме переключения.

Удельная емкость – отношение емкости туннельного диода к пиковому току

Передельная резистивная частота fR-частота, на которой активная составляющая полного сопротивления диода обращается в нуль

Резонансная частота f0-частота на которой реактивная составляющая полного сопротивления обращается в нуль

Для изготовления туннельных диодов используют п/п материал с очень большой концентрацией пимесей и следствием этого является:

-малая толщина перехода (около 0,01 мкм) что на два порядка меньше чем у обычных диодов

-расщепление примесных энергетических уровней с образованием примесных энергетических зон, которые присыкают к зоне проводимости в n-области и к внешней валентной зоне в p-области.

-уровень Ферми располагается у электронного п/п в зоне проводимости а у дырочного в валентной зоне

ДОСТОИНСТВА:

-высокие рабочие частоты,низкий уровень шумов,высокая температурная устойчивость

-большая плотность тока

НЕДОСТАТКИ:

Малая мощность, сильная электрическая связь между входом и выходом