+7(996)961-96-66
+7(964)869-96-66
+7(996)961-96-66
Заказать помощь

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ:

Предмет:
ПРОГРАММИРОВАНИЕ, ИНФОРМАТИКА, КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Тема:
Диоды
Тип:
Реферат
Объем:
55 страниц
Дата:
08.03.01
Идентификатор:
idr_1909__0009602


Как скачать реферат, курсовую бесплатно?


Диоды - работа из нашего списка "ГОТОВЫЕ РАБОТЫ". Мы помогли с ее выполнением и она была сдана на Отлично! Работа абсолютно эксклюзивная, нигде в Интернете не засвечена и Вашим преподавателям точно не знакома! Если Вы ищете уникальную, грамотно выполненную курсовую работу, контрольную, реферат и т.п. - Вы можете получить их на нашем ресурсе.
Вы можете запросить реферат Диоды у нас, написав на адрес ready@referatshop.ru.
Обращаем ваше внимание на то, что скачать реферат Диоды по предмету ПРОГРАММИРОВАНИЕ ИНФОРМАТИКА КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ с сайта нельзя! Здесь представлено лишь несколько первых страниц и содержание этой эксклюзивной работы - для ознакомления. Если Вы хотите получить реферат Диоды (предмет - ПРОГРАММИРОВАНИЕ ИНФОРМАТИКА КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ) - пишите.



Фрагмент работы:





Содержание


СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 4
ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 7
Обратные токи 7
Прямые токи 9
ТОКИ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ДИФФУЗИЕЙ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА 10
ГЕНЕРАЦИЯ И РЕКОМБИНАЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ В ОБЛАСТИ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА 11
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРОБОЙ ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОГО ПЕРЕХОДА 12
ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА С УЧЕТОМ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ 14
ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ НА ВОЛЬТ-АМПЕРНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ 16
ПРОЦЕССЫ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДАХ, ПРИ БОЛЬШИХ ПРЯМЫХ ТОКАХ 18
ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИ БОЛЬШИХ ТОКАХ 20
ЕМКОСТЬ ДИОДА 20
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДАХ 21
Процессы при больших напряжениях и токах 21
Процессы при малых напряжениях и токах 24
Германиевые диоды 25
Технология изготовления и конструкция 25
Электрические свойства 26
Кремниевые диоды 28
Технология изготовления и конструкция 28
Электрические свойства 30
СЕЛЕНОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ 31
Технология изготовления и конструкция 31
Электрические свойства 33
ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ТОЧЕЧНЫЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ДИОДЫ И ИМПУЛЬСНЫЕ ДИОДЫ 34
Точечные высокочастотные диоды 34
Импульсные диоды 35
ПЛОСКОСТНЫЕ ДИОДЫ С ВЫПРЯМЛЕНИЕМ НА КОНТАКТЕ МЕТАЛЛ-ПОЛУПРОВОДНИК 37
Технология изготовления и конструкция 37
Электрические свойства 38
СВЧ ДИОДЫ 39
Выпрямительные диоды 39
Переключательные диоды 41
Преобразовательные диоды 43
КРЕМНИЕВЫЕ СТАБИЛИТРОНЫ И СТАБИСТОРЫ 44
Стабилитроны 44
Стабисторы 46
ИНВЕРТИРОВАНИЕ ДИОДОВ 47
ЛАВИННО-ПРОЛЕТНЫЕ ДИОДЫ 48
ТУННЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ 49
Технология изготовления и принцип действия 49
Электрические свойства 50
ОБРАЩЕННЫЕ ДИОДЫ 52
НАДЕЖНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ 53
Общие понятия о надежности 53
Основные причины отказов 53


СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Полупроводниковые диоды чаще всего обладают структурой, где имеется электронно-дырочный переход, иногда выпрямляющий контакт металл-полупроводник. Кроме выпрямляющего контакта в полупроводниковом диоде с электронно-дырочным переходом или гетеропереходом должно быть еще два невыпрямляющих контакта, через которые области полупроводника соединяются с выводами. Если в диоде применен выпрямляющий контакт металл-полупроводник, то невыпрямляющий контакт всего один.
В большинстве случаев полупроводниковые диоды с электронно-дырочными переходами делают несимметричными, т.е. концентрация примесей в одной из областей значительно больше, чем в другой. Следовательно, количество неосновных носителей, инжектируемых из сильно легированной области в слабо легированную (базу), значительно больше, чем в противоположном направлении.
Реальная структура полупроводникового диода отличается от схематической. В зависимости от размеров выпрямляющего контакта диоды подразделяют на плоскостные и точечные.
Плоскостными называют такие диоды, у которых размеры выпрямляющего контакта существенно больше расстояния до невыпрямляющего контакта или диффузионной длины.
Точечными называют такие полупроводниковые диоды, у которых размеры выпрямляющего контакта существенно меньше расстояния до невыпрямляющего контакта.
Обычно p-n-переходы плоскостных диодов создают методом вплавления (сплавные диоды) и методом диффузии примесей (диффузионные диоды).
С целью уменьшения емкости диоды иногда делают с так называемой меза-структурой, которая получается при химическом стравливании части кристалла с одной его стороны после создания в нем диффузионного p-n-перехода. Таким путем удается получить малую площадь p-n-перехода, а следовательно, и малую его емкость.
Для получения низкого сопротивления базы диода исходный кристалл полупроводника выбирают с меньшим удельным сопротивлением. Однако при этом получается малая ширина p-n-перехода, малое пробивное напряжение и большая барьерная емкость. Чтобы избежать этого, базу диода иногда делают двухслойной: на пластинку низкоомного полупроводника наносят тонкий слой высокоомного полупроводника методом эпитаксиального наращивания. Сущность данного метода состоит в том, что какое-либо соединение полупроводникового элемента, разлагаясь у поверхности пластинки из этого же элемента, образует на ней пленку, структура которой является продолжением структуры исходного кристалла - подложки. Чаще всего в качестве соединения применяют хлориды или йодиды германия и кремния. В газообразное соединение полупроводника добавляют вещества, необходимые для легирования эпитаксиальной пленки.
Одним из современных методов изготовления различных полупроводниковых приборов (в том числе и полупроводниковых диодов) является так называемая планарная технология. Наиболее распространен данный метод при изготовлении приборов из кремния. В этом случае в качестве масок для ограничения областей, куда производится диффузия примесей, используют окись кремния.
Окись кремния SiO2 - стойкое соединение, способное выдерживать нагрев до высокой температуры и некоторые химические обработки, оставаясь непроницаемым для диффундирующего вещества.
Основой такой технологии является метод фотолитографии. На исходную окисленную пластинку кремния наносят слой фоточувствительного вещества-фоторезиста. Пленку фоторезиста освещают через маску ультрафиолетовым светом. Экспонированные места фоторезиста полимеризуются и становятся нерастворимыми. После этого незаполимеризованные части фоторезиста смываются, так что он остается только на облученных местах. Затем производят травление пленки окисла, которая остается только в тех местах, где она была защищена фоторезистом. В дальнейшем производят диффузию примесей в пластинку исходного кремния, т.е. Создают p-n-переход. Потом на различные области кристалла испарением в вакууме наносят электроды.
В точечных диодах используют выпрямление на контакте жесткой заостренной металлической иглы с поверхностью кристалла полупроводника. Точечные диоды иногда подвергают электрической формовке пропусканием импульса тока через прижимной контакт. Под действием выделяющейся при формовке тепловой мощности приконтактная область кристалла нагревается и под контактом образуется небольшая по размерам область с противоположным типом электропроводности (р-типа).
В некоторых случаях для улучшения характеристик диода на острие контактной иглы наносят примесь, являющуюся акцептором для германия или кремния (обычно индий или алюминий). Такие диоды отличаются большими размерами p-области. При формовке получают р-области с радиусом 5-10 мкм для иглы без покрытия, 10-20 мкм для алюминированной иглы и 15-40 мкм для индированной иглы.
При электрической формовке из-за быстрых и сильных термических воздействий время жизни носителей заряда в приконтактной области падает (обычно до единиц и десятых долей микросекунды). Происходит это в связи с появлением дефектов в приконтактной области кристалла.
Некоторые точечные кремниевые диоды изготовляют методом вплавления тонкой алюминиевой проволочки в кристалл кремния с n-типом электропроводности.
При создании аналогичных германиевых диодов вместо вплавления используют метод импульсной сварки. При этом через контакт кристалла германия n-типа с тонкой проволокой из золота с присадкой галлия пропускают импульс тока большой амплитуды и малой длительности. Благодаря низкой температуре плавления сплава золото-германий (370°С) конец золотой иглы сваривается с германием. Такие диоды раньше называли диодами с золотой связкой.
Из-за малой диффузионной длины носителей (около 20-30 мкм) вблизи сплавных и сварных точечных контактов и соизмеримых размеров полученных p-n-переходов подобные диоды иногда можно отнести и к плоскостным.

ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

На вольт-амперной характеристике выделяют прямую ветвь, когда на полупроводнике p-типа напряжение положительное, а на полупроводнике n-типа - отрицательное, и обратную ветвь, когда полярность напряжений противоположна.
Вид вольт-амперной характеристики определяется многими факторами, относительное влияние которых различно в зависимости от конструкции диода, свойств полупроводникового материала, состояния поверхности полупроводника, температуры окружающей среды и т. п.

Обратные токи

Рассмотрим процессы, влияющие на вид обратной ветви вольт-амперной характеристики.
Диффузия неосновных носителей заряда. При обратных напряжениях на полупроводниковом диоде (и обратном напряжении на его выпрямляющем контакте, например p-n-переходе) происходит экстракция неосновных носителей заряда из областей полупроводника, примыкающих к контакту. Это приводит к тому, что концентрация неосновных носителей непосредственно у границы области объемного заряда перехода падает. В примыкающей к контакту области создается градиент концентрации неосновных носителей и проходит диффузионный ток. При этом через электронно-дырочный переход проходят неосновные носители, генерируемые в объеме полупроводника и на невыпрямляющем контакте диода.
Генерация носителей в области объемного заряда. В самой области объемного заряда электронно-дырочного перехода также идет процесс тепловой генерации носителей. Получившиеся при этом пары электрон-дырка разделяются электрическим полем перехода, что приводит к появлению так называемой генерационной составляющей тока.
Лавинное умножение. Движущиеся через область объемного заряда носители могут при больших напряженностях электрического поля в переходе приобретать энергию, достаточную для ионизации атомов полупроводника. Образующиеся при этом Дополнительные пары носителей заряда вызывают рост общего обратного тока через полупроводниковый диод. При сравнительно больших напряжениях это явление приводит к пробою.
Туннельный эффект. В некоторых случаях возможен туннельный переход носителей через область объемного заряда, что также приводит при достаточных напряжениях к росту обратных токов полупроводниковых диодов.
Поверхностные утечки. Различные загрязнения на поверхности полупроводника могут привести к тому, что между внешними выводами полупроводникового диода образуются проводящие слои. В связи с тем, что обратные токи полупроводниковых диодов обычно малы, поверхностные утечки оказываются иногда довольно существенными.
Каналы поверхностной электропроводности. Адсорбированные примеси могут не только создавать утечки, но и изменять распределение носителей заряда в самом полупроводнике (если эти примеси создают поверхностные заряды). В некоторых случаях такое явление приводит к образованию у поверхности полупроводника так называемого канала, который шунтирует электронно-дырочный переход, обусловливая рост обратного тока.
Поверхностный пробой. Поверхностные заряды могут в некоторых случаях увеличивать напряженность электрического поля в месте выхода электронно-дырочного перехода на поверхность, что приводит к поверхностному пробою.
Изменение температуры. Прохождение обратного тока через полупроводниковый диод, находящийся под напряжением, вызывает выделение


Посмотреть другие готовые работы по предмету ПРОГРАММИРОВАНИЕ, ИНФОРМАТИКА, КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ