diode Zener
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Stabilisateur de tension basé sur une diode Zener et les caractéristiques courant-tension des diodes Zener 1-KS133A, 2-KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh

Basé sur un stabilisateur de tension
diode Zener et caractéristiques courant-tension des diodes Zener 1-KS133A, 2KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh
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Caractéristiques courant-tension
1-KS133A, 2-KS156A, 3-KS182Zh, 4-KS212Zh
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Varicap : désignation et sa signification
Capacité maximale du variateur
est de 5 à 300 pF
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APPLICATION DES DIODES

En génie électrique :
1) dispositifs redresseurs,
2) dispositifs de protection.
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SCHÉMAS DU REDRESSEUR

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Fonctionnement d'un redresseur demi-onde

Tension de sortie du redresseur


vous(t) = vous(t) - vous(t),
En valeur moyenne –
U = Um/π,


chaleur
entrée
chaleur
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diode

SCHÉMAS DU REDRESSEUR

Redresseur pleine onde monophasé
avec point médian
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Redresseur pleine onde monophasé avec point médian

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Fonctionnement du redresseur double alternance

également déterminé par la deuxième loi
Kirchhoff :
En valeur instantanée -
vous (t)= vous (t) - vous (t),
Sous forme de valeur effective –
U = 2Um/π
chaleur
entrée
chaleur
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diode

SCHÉMAS DU REDRESSEUR

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Pont redresseur monophasé

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Fonctionnement d'un pont redresseur double alternance

Dans ce circuit, la tension de sortie
déterminé par la deuxième loi de Kirchhoff :
En valeur instantanée –
vous (t)= vous (t) - 2u (t),
Sous forme de valeur effective –
U = 2Um/π,
tout en ignorant la chute de tension aux bornes
diodes en raison de leur petite taille.
chaleur
entrée
chaleur
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diode

SCHÉMAS DU REDRESSEUR

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Fréquence d'ondulation
f1п = 3 fс
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SCHÉMAS DU REDRESSEUR

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Circuit de commande de pont triphasé

La composante constante dans ce circuit
assez gros
m
, alors Ud 0 =0,955Uл m,
U 2 U Péché
d0
2
m
où : U2 – valeur efficace du linéaire
tension d'entrée du redresseur,
m – nombre de phases du redresseur.
Ul m - valeur d'amplitude de linéaire
tension
Les amplitudes des pulsations harmoniques sont petites,
et leur fréquence de pulsation est élevée
Um1 = 0,055Uл m (fréquence f1п = 6 fс)
Um2 = 0,013Uл m (fréquence f2п = 12 fс)
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FILTRES RÉSEAU

Capacitif (C – filtres)
Inductif (L – filtres)
LC - filtres
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Capacitif (C – filtre)

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Capacitif (C – filtre)

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Capacitif (C – filtre)

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Inductif (L – filtre)

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Inductif (L – filtre)

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Transistors bipolaires
Transistor bipolaire
appelé semi-conducteur
appareil avec deux jonctions p-n.
Il a une structure à trois couches
type n-p-n ou p-n-p
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Structure et notation
transistor bipolaire
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Structure du transistor bipolaire

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Modes de fonctionnement des transistors
On distingue les modes transistor suivants :
1) mode de coupure de courant (mode fermé
transistor) lorsque les deux jonctions sont polarisées
sens inverse (fermé); 2)mode
saturation (mode transistor ouvert),
lorsque les deux transitions sont biaisées vers l'avant
sens, les courants dans les transistors sont maximaux et
ne dépend pas de ses paramètres : 3) mode actif,
lorsque la jonction de l'émetteur est polarisée en direct
sens, collecteur - dans le sens opposé.
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Régime avec un socle commun

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Circuit avec une base commune et sa caractéristique courant-tension
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Circuit d'émetteur commun (CE)

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Circuit avec un collecteur commun (OK)

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Circuit avec OE(a), sa caractéristique courant-tension et circuit avec OK(b)

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Caractéristiques et circuits équivalents des transistors

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Circuit émetteur commun

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Oscillogrammes en entrée et sortie d'un amplificateur avec OE

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Circuit émetteur commun

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Thyristors

Les structures multicouches comportant trois jonctions p-n sont appelées thyristors.
Thyristors à deux bornes
(deux électrodes) sont appelés
les dinisteurs,
avec trois (trois électrodes) -
thyristors.
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Propriétés des thyristors

La propriété principale est
possibilité d'être à deux
états d'équilibre stable :
aussi ouvert que possible, et
aussi fermé que possible.
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Propriétés des thyristors

Vous pouvez allumer les thyristors
impulsions de faible puissance le long du circuit
gestion.
Éteindre - changer la polarité
tension du circuit d'alimentation ou
diminuer le courant anodique à
valeurs inférieures au courant de maintien.
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Application des thyristors

Pour cette raison, les thyristors sont classés comme
changement de classe
dispositifs semi-conducteurs, principalement
dont l'application est
commutation sans contact
circuits électriques.
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Structure, désignation et caractéristiques courant-tension du dinistor.

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Lorsque le dinistor est allumé directement, la source
l'alimentation En polarise les jonctions p-n P1 et P3 vers
vers l'avant, et P2 - dans le sens opposé,
le dinistor est à l'état fermé et
toute la tension qui lui est appliquée chute
à la transition P2. Le courant de l'appareil est déterminé
courant de fuite Iut dont la valeur
est de l'ordre des centièmes
microampère à plusieurs microampères
(section OA). Différentiel
toi
résistance dinistor Rdiff = l dans la section
L’OA est positive et assez importante. Son
la valeur peut atteindre plusieurs centaines
mégaohm Sur la section AB Rdiff<0 Условное
La désignation du dinistor est indiquée sur la Fig.b.
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Structure des thyristors

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Désignation du thyristor

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Conditions de mise sous tension du thyristor

1. Tension directe sur le thyristor
(anode +, cathode -).
2. Ouverture des impulsions de contrôle
le thyristor devrait suffire
pouvoir.
3. La résistance à la charge doit
être moins que critique
(Rcr = Umax/Isp).
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Transistors à effet de champ
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Transistors à effet de champ (unipolaires)

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Transistor à effet de champ à grille isolée

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COMMENTAIRES Préparé par Stepanov K.S.

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RETOUR

L'influence de la cause sur l'effet,
provoquant cette cause est appelé
retour.
Des commentaires qui renforcent

positif (POS).
Affaiblissement des commentaires
l'effet de la conséquence s'appelle
négatif (NOS).
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Schéma fonctionnel du système d'exploitation

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Retour de courant en série

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Retour de courant en série

Gain de l'amplificateur
Tu es dehors
direction de la flèche
K
Tu es dans
Coefficient de transmission inverse
connexions dans le sens de la flèche
U os
Tu es dehors
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Retour de courant en série

β montre quelle partie de la sortie
la tension est transmise à l’entrée.
Généralement
1
U dans U dans U oc U dans U dehors
U dehors KU dans K (U dans U dehors)
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Retour de courant en série

Ainsi
Alors
K
K
1K
Tu es dehors
K
KKK
Tu es dans
U os
U sur Z n
K
1
Zн
K
1K
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Retour de courant en série

Impédance d'entrée
Puisque dans le schéma
Alors
Z po (1 K) Z po
U os (je sors, je rentre)
U in U in (je sors, je rentre)
Z dans Z dans (1 K I)
Sortie Z (entrée 1 K)
Z dehors
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Retour de courant en série

Où KI est le gain actuel. Il
doit être inférieur à zéro, c'est-à-dire amplificateur
doit être inversé.
K dans Zin * Kin /(Rg Zin)
Chez OOS K à<0
Utilisé lorsque vous en avez besoin
grand Zout. Alors un tel amplificateur
équivalent à un générateur de courant. À
un OOS profond est juste
>>Zout
Z dehors
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Retour de tension série

Système d'exploitation série
tension
Par
Augmente l'entrée et diminue
impédance de sortie
Z dehors
Z dehors
1 K po
Z dans
Rg Z dans
où Kv – coefficient de transmission
amplificateur en mode veille
Émetteur suiveur – Lumineux
exemple de OOS séquentiel
tension
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Retour de courant parallèle

Parallèle
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OOS par courant

Retour de tension parallèle

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ÉLÉMENTS LOGIQUES Préparé par Stepanov K.S.

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ÉLÉMENTS LOGIQUES

Éléments logiques - appareils,
destiné au traitement
informations sous forme numérique
(séquences de signaux hauts -
Niveaux "1" et bas - "0" en binaire
logique, la séquence "0", "1" et "2" dans
logique ternaire, séquence "0",
"1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8" et "9" dans
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ÉLÉMENTS LOGIQUES

Physiquement, des éléments logiques
peut être accompli
mécanique,
électromécanique (sur
relais électromagnétiques),
électronique (sur diodes et
transistors), pneumatiques,
hydraulique, optique, etc.
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ÉLÉMENTS LOGIQUES

Après la preuve du théorème en 1946
John von Neumann sur l'économie
systèmes positionnels exponentiels
le calcul est devenu connu
avantages du binaire et du ternaire
systèmes numériques par rapport à
système de nombres décimaux.
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ÉLÉMENTS LOGIQUES

La dualité et la trinité permettent
réduire considérablement le nombre
opérations et éléments effectuant
ce traitement, par rapport à
portes logiques décimales.
Les éléments logiques fonctionnent
fonction logique (opération) avec
signaux d'entrée (opérandes,
données).
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ÉLÉMENTS LOGIQUES

Opérations logiques avec un
opérande sont appelés unaires, avec
deux - binaire, avec trois -
ternaire (triaire,
trinaire), etc.
Stepanov Konstantin Sergueïevitch

ÉLÉMENTS LOGIQUES

Parmi les opérations unaires possibles avec
la sortie unaire présente un intérêt pour
les implémentations représentent les opérations
en outre, les négations et les répétitions
l'opération de négation a une grande
signification que l'opération de répétition, Stepanov Konstantin SergeevichUne règle mnémonique Pour l'équivalence avec tout

Le résultat sera :

un nombre pair de « 1 » est valide,

un nombre impair de « 1 » est valide,
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Addition modulo 2 (2XOR, inégal). Inversion d'équivalence.

UN
Stepanov Konstantin Sergueïevitch
0
0
1
1
B
0
1
0
1
f(AB)
0
1
1
0

Règle mnémonique

Pour une somme modulo 2 avec n'importe quel
le nombre d'entrées ressemble à ceci :
Le résultat sera :
"1" si et seulement si à l'entrée
un nombre impair de « 1 » est valide,
"0" si et seulement si à l'entrée
un nombre pair de « 1 » est valide,
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Légendes des diapositives :

Transition électron-trou. Transistor

Une jonction électron-trou (ou jonction n – p) est la zone de contact entre deux semi-conducteurs de types de conductivité différents.

Lorsque deux semi-conducteurs de type n et p entrent en contact, un processus de diffusion commence : les trous de la région p se déplacent vers la région n, et les électrons, au contraire, de la région n vers la région p. En conséquence, dans la région n proche de la zone de contact, la concentration électronique diminue et une couche chargée positivement apparaît. Dans la région p, la concentration de trous diminue et une couche chargée négativement apparaît. Une double couche électrique se forme à l'interface des semi-conducteurs, dont le champ électrique empêche le processus de diffusion des électrons et des trous les uns vers les autres.

La région limite entre semi-conducteurs ayant différents types de conductivité (couche barrière) atteint généralement une épaisseur de l'ordre de dizaines et de centaines de distances interatomiques. Les charges d'espace de cette couche créent une tension de blocage Uz entre les régions p et n, approximativement égale à 0,35 V pour les jonctions n-p en germanium et à 0,6 V pour celles en silicium.

Dans des conditions d’équilibre thermique en l’absence de tension électrique externe, le courant total traversant la jonction électron-trou est nul.

Si une jonction n – p est connectée à une source de telle sorte que le pôle positif de la source soit connecté à la région p et le pôle négatif à la région n, alors l'intensité du champ électrique dans la couche de blocage diminuera, ce qui facilite la transition des porteurs majoritaires à travers la couche de contact. Les trous de la région p et les électrons de la région n, se déplaçant les uns vers les autres, traverseront la jonction n – p, créant un courant dans le sens direct. Dans ce cas, le courant traversant la jonction n – p augmentera avec l'augmentation de la tension source.

Si un semi-conducteur avec une jonction n – p est connecté à une source de courant de sorte que le pôle positif de la source soit connecté à la région n et le pôle négatif à la région p, alors l'intensité du champ dans la couche de blocage augmente. Les trous dans la région p et les électrons dans la région n s'éloigneront de la jonction n – p, augmentant ainsi les concentrations de porteurs minoritaires dans la couche de blocage. Il n’y a pratiquement aucun courant circulant à travers la jonction n – p. Le courant inverse très insignifiant est dû uniquement à la conductivité intrinsèque des matériaux semi-conducteurs, c'est-à-dire à la présence d'une faible concentration d'électrons libres dans la région p et de trous dans la région n. La tension appliquée à la jonction n – p dans ce cas est appelée inverse.

La capacité d'une jonction n – p à faire passer le courant dans presque une seule direction est utilisée dans des dispositifs appelés diodes semi-conductrices. Les diodes semi-conductrices sont constituées de cristaux de silicium ou de germanium. Lors de leur fabrication, une impureté est fondue dans un cristal ayant un certain type de conductivité, fournissant ainsi un type de conductivité différent. Les diodes semi-conductrices présentent de nombreux avantages par rapport aux diodes à vide : petite taille, longue durée de vie, résistance mécanique. Un inconvénient important des diodes semi-conductrices est la dépendance de leurs paramètres à la température. Les diodes au silicium, par exemple, ne peuvent fonctionner de manière satisfaisante que dans la plage de températures comprise entre -70°C et 80°C. Les diodes au germanium ont une plage de températures de fonctionnement légèrement plus large.

Les dispositifs semi-conducteurs comportant non pas une, mais deux jonctions n – p sont appelés transistors. Le nom vient d'une combinaison de mots anglais : transfert - transfert et résistance - résistance. Généralement, le germanium et le silicium sont utilisés pour créer des transistors. Il existe deux types de transistors : les transistors p-n-p et les transistors n-p-n.

Un transistor au germanium de type p – n – p est une petite plaque de germanium avec une impureté donneuse, c'est-à-dire un semi-conducteur de type n. Dans cette plaque, deux régions avec une impureté acceptrice sont créées, c'est-à-dire des régions avec une conductivité de trou.

Dans un transistor de type n – p – n, la plaque principale en germanium a une conductivité de type p et les deux régions créées dessus ont une conductivité de type n.

La plaque du transistor est appelée base (B), l'une des zones ayant le type de conductivité opposé est appelée collecteur (K) et la seconde est appelée émetteur (E). Généralement, le volume du collecteur est supérieur au volume de l'émetteur.

Dans les symboles de différentes structures, la flèche de l'émetteur indique la direction du courant traversant le transistor.

Inclusion d'un transistor à structure pnp dans le circuit La transition émetteur-base est connectée dans le sens aller (passage) (circuit émetteur) et la transition collecteur-base est connectée dans le sens blocage (circuit collecteur).

Lorsque le circuit de l'émetteur est fermé, des trous - les principaux porteurs de charge de l'émetteur - se déplacent de celui-ci vers la base, créant un courant I e dans ce circuit. Mais pour les trous entrant dans la base depuis l'émetteur, la jonction n – p dans le circuit collecteur est ouverte. La plupart des trous sont captés par le champ de cette transition et pénètrent dans le collecteur, créant un courant Ic.

Pour que le courant du collecteur soit quasiment égal au courant de l'émetteur, la base du transistor est réalisée sous la forme d'une couche très fine. Lorsque le courant dans le circuit émetteur change, le courant dans le circuit collecteur change également.

Si une source de tension alternative est connectée au circuit émetteur, une tension alternative apparaît également aux bornes de la résistance R connectée au circuit collecteur, dont l'amplitude peut être plusieurs fois supérieure à l'amplitude du signal d'entrée. Le transistor agit donc comme un amplificateur de tension alternative.

Cependant, un tel circuit amplificateur à transistor est inefficace, car il n'y a pas d'amplification du signal de courant et tout le courant de l'émetteur I e circule à travers les sources de signal d'entrée. Dans les circuits amplificateurs à transistors réels, la source de tension alternative est activée de sorte que seul un petit courant de base I b = I e - I c la traverse. De petits changements dans le courant de base provoquent des changements significatifs dans le courant du collecteur. Le gain de courant dans de tels circuits peut atteindre plusieurs centaines.

Actuellement, les dispositifs semi-conducteurs sont extrêmement largement utilisés en radioélectronique. La technologie moderne permet de réaliser des dispositifs semi-conducteurs - diodes, transistors, photodétecteurs semi-conducteurs, etc. - de plusieurs micromètres. Une étape qualitativement nouvelle dans la technologie électronique a été le développement de la microélectronique, qui traite du développement des circuits intégrés et des principes de leur application.

Un circuit intégré est un ensemble d'un grand nombre d'éléments interconnectés - diodes ultra-petites, transistors, condensateurs, résistances, fils de connexion, fabriqués selon un seul processus technologique sur une seule puce. Un microcircuit de 1 cm2 peut contenir plusieurs centaines de milliers de microéléments. L'utilisation de microcircuits a conduit à des changements révolutionnaires dans de nombreux domaines de la technologie électronique moderne. Cela était particulièrement évident dans le domaine de la technologie informatique électronique. Les ordinateurs personnels ont remplacé les ordinateurs encombrants contenant des dizaines de milliers de tubes à vide et occupant des bâtiments entiers.

Aperçu:

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1 sur 16

Présentation sur le sujet : Diode

Diapositive n°1

Description de la diapositive :

Diapositive n°2

Description de la diapositive :

Diapositive n°3

Description de la diapositive :

Diode tunnel. Le premier ouvrage confirmant la réalité de la création de dispositifs tunnel a été consacré à une diode tunnel, également appelée diode Esaki, et publié par L. Esaki en 1958. Esaki, en train d'étudier l'émission de champ interne dans une jonction p-n de germanium dégénérée, a découvert une caractéristique courant-tension « anormale » : la résistance différentielle dans l'une des sections de la caractéristique était négative. Il a expliqué cet effet en utilisant le concept de tunnel mécanique quantique et a en même temps obtenu un accord acceptable entre les résultats théoriques et expérimentaux.

Diapositive n°4

Description de la diapositive :

Diode tunnel. Une diode tunnel est une diode semi-conductrice basée sur une jonction p+-n+ avec des régions fortement dopées, dans la partie directe de la caractéristique courant-tension de laquelle on observe une dépendance en forme de n du courant sur la tension. Comme on le sait, dans les semi-conducteurs à forte concentration d'impuretés, des bandes d'énergie d'impuretés se forment. Dans les semi-conducteurs n, une telle bande chevauche la bande de conduction et dans les semi-conducteurs p, avec la bande de valence. En conséquence, le niveau de Fermi dans les semi-conducteurs n avec une concentration élevée d'impuretés se situe au-dessus du niveau Ec et dans les semi-conducteurs p en dessous du niveau Ev. En conséquence, dans l'intervalle d'énergie DE=Ev-Ec, tout niveau d'énergie dans la bande de conduction du n-semiconducteur peut correspondre au même niveau d'énergie derrière la barrière de potentiel, c'est-à-dire dans la bande de valence d'un semi-conducteur p.

Diapositive n°5

Description de la diapositive :

Diode tunnel. Ainsi, les particules des semi-conducteurs n et p dont les états énergétiques se situent dans l’intervalle DE sont séparées par une barrière de potentiel étroite. Dans la bande de valence d'un semi-conducteur p et dans la bande de conduction d'un semi-conducteur n, certains des états énergétiques de la gamme DE sont libres. Par conséquent, à travers une barrière de potentiel aussi étroite, des deux côtés de laquelle se trouvent des niveaux d’énergie inoccupés, un mouvement tunnel des particules est possible. À l'approche de la barrière, les particules subissent une réflexion et reviennent dans la plupart des cas, mais il existe toujours une probabilité de détecter une particule derrière la barrière en raison de la transition tunnel, la densité de courant tunnel j t0 est également non nulle ; Calculons la largeur géométrique de la jonction p-n dégénérée. Nous supposerons que dans ce cas l’asymétrie de la jonction p-n est préservée (p+ est une région plus fortement dopée). Alors la largeur de la transition p+-n+ est petite : Nous allons estimer la longueur d'onde de De Broglie de l'électron à partir de relations simples :

Diapositive n°6

Description de la diapositive :

Diode tunnel. La largeur géométrique de la transition p+-n+ s’avère comparable à la longueur d’onde de De Broglie de l’électron. Dans ce cas, dans une jonction p+-n+ dégénérée, on peut s’attendre à la manifestation d’effets de mécanique quantique, dont l’un est le passage à travers une barrière de potentiel. Avec une barrière étroite, la probabilité d'infiltration du tunnel à travers la barrière est non nulle !!!

Diapositive n°7

Description de la diapositive :

Diode tunnel. Courants dans une diode tunnel. À l’équilibre, le courant total traversant la jonction est nul. Lorsqu'une tension est appliquée à la jonction, les électrons peuvent passer de la bande de valence à la bande de conduction ou vice versa. Pour que le courant tunnel circule, les conditions suivantes doivent être remplies : 1) les états énergétiques du côté de la transition à partir duquel le tunnel des électrons doit être rempli ; 2) de l'autre côté de la transition, les états énergétiques avec la même énergie doivent être vides ; 3) la hauteur et la largeur de la barrière de potentiel doivent être suffisamment petites pour qu'il y ait une probabilité finie de tunnelage ; 4) le quasi-élan doit être conservé. Diode tunnel.swf

Diapositive n°8

Description de la diapositive :

Diode tunnel. Les tensions et les courants qui caractérisent des points particuliers de la caractéristique courant-tension sont utilisés comme paramètres. Le courant de crête correspond à la caractéristique courant-tension maximale dans la zone de l'effet tunnel. La tension Up correspond au courant Ip. Les courants de vallée Iв et Uв caractérisent la caractéristique courant-tension dans la région du minimum de courant. La tension de solution Upp correspond à la valeur du courant Iп sur la branche de diffusion de la caractéristique. La section descendante de la dépendance I=f(U) est caractérisée par une résistance différentielle négative rД= -dU/dI, dont la valeur peut être déterminée avec une certaine erreur par la formule

Diapositive n°9

Description de la diapositive :

Diodes inversées. Considérons le cas où l'énergie de Fermi dans les semi-conducteurs à électrons et à trous coïncide ou est à une distance de ± kT/q du bas de la bande de conduction ou du haut de la bande de valence. Dans ce cas, les caractéristiques courant-tension d'une telle diode en polarisation inverse seront exactement les mêmes que celles d'une diode tunnel, c'est-à-dire qu'à mesure que la tension inverse augmente, il y aura une augmentation rapide du courant inverse. Quant au courant sous polarisation directe, la composante tunnel de la caractéristique courant-tension sera complètement absente du fait qu'il n'y a pas d'états complètement remplis dans la bande de conduction. Par conséquent, lors de la polarisation directe de ces diodes à des tensions supérieures ou égales à la moitié de la bande interdite, il n'y aura pas de courant. Du point de vue d'une diode de redressement, la caractéristique courant-tension d'une telle diode sera inverse, c'est-à-dire qu'il y aura une conductivité élevée avec une polarisation inverse et faible avec une polarisation directe. À cet égard, les diodes tunnel de ce type sont appelées diodes inverses. Ainsi, une diode inverse est une diode tunnel sans section à résistance différentielle négative. La forte non-linéarité de la caractéristique courant-tension à basse tension proche de zéro (de l'ordre du microvolt) permet d'utiliser cette diode pour détecter des signaux faibles dans la gamme des micro-ondes.

Diapositive n°10

Description de la diapositive :

Processus transitoires. Avec des changements rapides de tension sur une diode semi-conductrice basée sur une jonction p-n conventionnelle, la valeur du courant traversant la diode correspondant à la caractéristique courant-tension statique n'est pas immédiatement établie. Le processus d'établissement du courant lors de telles commutations est généralement appelé processus transitoire. Les processus transitoires dans les diodes semi-conductrices sont associés à l'accumulation de porteurs minoritaires dans la base de la diode lorsqu'elle est directement allumée et à leur résorption dans la base avec un changement rapide de la polarité de la tension sur la diode. Puisqu'il n'y a pas de champ électrique dans la base d'une diode conventionnelle, le mouvement des porteurs minoritaires dans la base est déterminé par les lois de diffusion et se produit relativement lentement. De ce fait, la cinétique d'accumulation des porteurs dans la base et leur résorption affectent les propriétés dynamiques des diodes en mode commutation. Considérons les changements de courant I lorsque la diode passe de la tension directe U à la tension inverse.

Diapositive n°11

Description de la diapositive :

Processus transitoires. Dans le cas stationnaire, la valeur du courant dans la diode est décrite par l'équation. Après l'achèvement des processus transitoires, la valeur du courant dans la diode sera égale à J0. Considérons la cinétique du processus transitoire, c'est-à-dire le changement du courant de jonction p-n lors du passage de la tension continue à la tension inverse. Lorsqu'une diode est polarisée en direct sur la base d'une jonction pn asymétrique, des trous hors équilibre sont injectés dans la base de la diode. Le changement dans le temps et dans l'espace des trous injectés hors équilibre dans la base est décrit. équation de continuité:

Diapositive n°12

Description de la diapositive :

Processus transitoires. Au temps t = 0, la répartition des porteurs injectés dans la base est déterminée à partir de l'équation de diffusion et a la forme : D'après les dispositions générales, il ressort clairement qu'au moment de la commutation de la tension dans la diode du direct à l'inverse, la valeur de le courant inverse sera nettement supérieur au courant thermique de la diode. Cela se produira parce que le courant inverse de la diode est dû à la composante de dérive du courant et que sa valeur est à son tour déterminée par la concentration de porteurs minoritaires. Cette concentration est significativement augmentée dans la base de la diode du fait de l'injection de trous depuis l'émetteur et est décrite au départ par la même équation.

Diapositive n°13

Description de la diapositive :

Processus transitoires. Au fil du temps, la concentration de porteurs hors équilibre diminuera et, par conséquent, le courant inverse diminuera également. Pendant le temps t2, appelé temps de rétablissement de la résistance inverse, ou temps de résorption, le courant inverse atteindra une valeur égale au courant thermique. Pour décrire la cinétique de ce processus, nous écrivons les conditions aux limites et initiales de l’équation de continuité sous la forme suivante. Au temps t = 0, l'équation de répartition des porteurs injectés dans la base est valide. Lorsqu'un état stationnaire est établi à un instant donné, la distribution stationnaire des porteurs hors équilibre dans la base est décrite par la relation :

Diapositive n°14

Description de la diapositive :

Processus transitoires. Le courant inverse est provoqué uniquement par la diffusion de trous jusqu'à la limite de la région de charge d'espace de la jonction p-n : La procédure pour trouver la cinétique du courant inverse est la suivante. En tenant compte des conditions aux limites, l'équation de continuité est résolue et la dépendance de la concentration de porteurs hors équilibre dans la base p(x,t) sur le temps et les coordonnées est trouvée. La figure montre les dépendances en coordonnées de la concentration p(x,t) à différents moments. Coordonner les dépendances de la concentration p(x,t) à différents moments

Diapositive n°15

Description de la diapositive :

Processus transitoires. En remplaçant la concentration dynamique p(x,t), nous trouvons la dépendance cinétique du courant inverse J(t). La dépendance du courant inverse J(t) a la forme suivante : Voici une fonction de distribution d'erreur supplémentaire égale à Le premier développement de la fonction d'erreur supplémentaire a la forme : Développons la fonction en série dans les cas de petits et de grands fois : t > p. Nous obtenons : De cette relation, il s'ensuit qu'à l'instant t = 0, l'amplitude du courant inverse sera infiniment grande. La limitation physique de ce courant sera le courant maximum qui peut traverser la résistance ohmique de la base de diode rB à la tension inverse U. La valeur de ce courant, appelée courant de coupure Jav, est égale à : Jav = U/rB. Le temps pendant lequel le courant inverse est constant est appelé temps de coupure.

Diapositive n°16

Description de la diapositive :

Processus transitoires. Pour les diodes pulsées, le temps de coupure τav et le temps de rétablissement τv de la résistance inverse de la diode sont des paramètres importants. Il existe plusieurs façons de réduire leur valeur. Premièrement, il est possible de réduire la durée de vie des porteurs hors équilibre dans la base de la diode en introduisant des centres de recombinaison profonds dans le volume quasi neutre de la base. Deuxièmement, vous pouvez rendre la base de la diode fine afin que les porteurs hors équilibre se recombinent à l'arrière de la base. perpr_pn.swf Dépendance du courant inverse au temps lors de la commutation de la diode.

Description de la présentation par diapositives individuelles :

1 diapositive

Description de la diapositive :

2 diapositives

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Diode - dispositifs à vide ou à semi-conducteurs qui font passer le courant électrique alternatif dans une seule direction et possèdent deux contacts à inclure dans un circuit électrique.

3 diapositives

Description de la diapositive :

Une diode possède deux bornes appelées anode et cathode. Lorsqu'une diode est connectée à un circuit électrique, le courant circule de l'anode vers la cathode. La capacité de conduire le courant dans un seul sens est la principale propriété d’une diode. Les diodes appartiennent à la classe des semi-conducteurs et sont considérées comme des composants électroniques actifs (les résistances et les condensateurs sont passifs).

4 diapositives

Description de la diapositive :

La conductivité unidirectionnelle d'une diode est sa principale propriété. Cette propriété détermine la fonction de la diode : – conversion des oscillations modulées haute fréquence en courants audiofréquence (détection) ; – redressement du courant alternatif en courant continu Propriétés de la diode

5 diapositives

Description de la diapositive :

Classification des diodes En fonction du matériau semi-conducteur source, les diodes sont divisées en quatre groupes : germanium, silicium, arséniure de gallium et phosphure d'indium. Les diodes au germanium sont largement utilisées dans les récepteurs à transistors, car elles ont un coefficient de transmission plus élevé que les diodes au silicium. Cela est dû à leur plus grande conductivité à basse tension (environ 0,1...0,2 V) du signal haute fréquence à l'entrée du détecteur et à une résistance de charge relativement faible (5...30 kOhm). Diodes semi-conductrices

6 diapositives

Description de la diapositive :

Sur la base de leur conception et de leurs caractéristiques technologiques, les diodes sont divisées en diodes ponctuelles et planes. Selon leur destination, les diodes semi-conductrices sont réparties dans les groupes principaux suivants : redresseurs, diodes universelles, diodes impulsionnelles, varicaps, diodes Zener (diodes de référence), stabistors, diodes tunnel, diodes inverses, diodes à avalanche (ALD), thyristors, photodiodes, LED et optocoupleurs.

Diapositive 7

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Les diodes sont caractérisées par les paramètres électriques de base suivants : – courant traversant la diode dans le sens direct (courant direct Ipr) ; – courant traversant la diode en sens inverse (courant inverse Irev) ; – le plus élevé admissible rectifié COURANT rect. Maxime ; – le courant continu admissible le plus élevé I ex.add. ; – tension continue U n p ; – tension inverse et environ P ; – la tension inverse la plus élevée autorisée et la capacité inverse max – CD entre les bornes de la diode ; – dimensions et plage de température de fonctionnement

8 diapositives

Description de la diapositive :

Lors de la connexion d'une diode à un circuit, la polarité correcte doit être respectée. Pour faciliter la détermination de l'emplacement de la cathode et de l'anode, des marques spéciales sont appliquées sur le corps ou sur l'une des bornes de la diode. Il existe différentes manières de marquer les diodes, mais le plus souvent, une bande annulaire est appliquée sur le côté du corps correspondant à la cathode. S'il n'y a pas de marquage de diode, les bornes des diodes semi-conductrices peuvent être déterminées à l'aide d'un appareil de mesure - la diode ne laisse passer le courant que dans un seul sens.

Diapositive 9

Description de la diapositive :

Le fonctionnement d’une diode peut être visualisé à l’aide d’une expérience simple. Si vous connectez une batterie à une diode via une lampe à incandescence de faible puissance de sorte que la borne positive de la batterie soit connectée à l'anode et la borne négative à la cathode de la diode, alors le courant circulera dans le circuit électrique résultant et la lampe s'allumera. La valeur maximale de ce courant dépend de la résistance de la jonction semi-conductrice de la diode et de la tension continue qui lui est appliquée. Cet état de la diode est appelé ouvert, le courant qui la traverse est appelé courant continu Ipr et la tension qui lui est appliquée, en raison de laquelle la diode est ouverte, est appelée tension directe Upr. Si les fils de la diode sont inversés, la lampe ne s'allumera pas, car la diode sera à l'état fermé et offrira une forte résistance au courant dans le circuit. Il convient de noter qu'un petit courant circulera toujours à travers la jonction semi-conductrice de la diode dans la direction opposée, mais en comparaison avec le courant direct, il sera si faible que l'ampoule ne réagira même pas. Ce courant est appelé courant inverse Irev et la tension qui le crée est appelée tension inverse Urev.

10 diapositives

Description de la diapositive :

Marquage des diodes Le corps de la diode indique généralement le matériau du semi-conducteur à partir duquel il est fabriqué (lettre ou chiffre), le type (lettre), le but ou les propriétés électriques de l'appareil (numéro), la lettre correspondant au type d'appareil, et la date de fabrication, ainsi que son symbole. Le symbole de la diode (anode et cathode) indique comment la diode doit être connectée sur les cartes des appareils. La diode a deux bornes, l'une étant la cathode (moins) et l'autre l'anode (plus). Une image graphique conventionnelle sur le corps de la diode est appliquée sous la forme d'une flèche indiquant la direction vers l'avant ; s'il n'y a pas de flèche, alors un signe « + » est placé. Sur les bornes plates de certaines diodes (par exemple la série D2), le symbole de la diode et son type sont directement gravés. Lors de l'application d'un code couleur, une marque de couleur, un point ou une bande est appliqué plus près de l'anode (Fig. 2.1). Pour certains types de diodes, des marquages ​​​​de couleur sous forme de points et de rayures sont utilisés (tableau 2.1). Les anciens types de diodes, en particulier les diodes ponctuelles, étaient fabriqués en verre et étaient marqués de la lettre « D » avec l'ajout d'un chiffre et d'une lettre indiquant le sous-type de l'appareil. Les diodes planaires germanium-indium ont été désignées « D7 ».

11 diapositive

Description de la diapositive :

Système de notation Le système de notation se compose de quatre éléments. Le premier élément (lettre ou chiffre) indique le matériau semi-conducteur source à partir duquel la diode est constituée : G ou 1 - germanium * K ou 2 - silicium, A ou 3 - arséniure de gallium, I ou 4 - phosphure d'indium. Le deuxième élément est une lettre indiquant la classe ou le groupe de la diode. Le troisième élément est un nombre qui détermine le but ou les propriétés électriques de la diode. Le quatrième élément indique le numéro de série du développement technologique de la diode et est désigné de A à Z. Par exemple, la diode KD202A signifie : K - matériau, silicium, D - diode de redressement, 202 - numéro de destination et de développement, A - variété; 2S920 - diode Zener au silicium haute puissance, type A ; AIZ01B est une diode tunnel au phosphure d'indium de type commutation de type B. Parfois, il existe des diodes désignées selon des systèmes obsolètes : DG-Ts21, D7A, D226B, D18. Les diodes D7 se distinguent des diodes DG-Ts par leur boîtier entièrement métallique, ce qui leur permet de fonctionner de manière plus fiable dans une atmosphère humide. Les diodes au germanium du type DG-Ts21...DG-Ts27 et les diodes D7A...D7Zh, aux caractéristiques similaires, sont généralement utilisées dans les redresseurs pour alimenter les équipements radio à partir d'un réseau à courant alternatif. La désignation des diodes n'inclut pas toujours certaines données techniques, vous devez donc les rechercher dans les ouvrages de référence sur les dispositifs à semi-conducteurs. L'une des exceptions est la désignation de certaines diodes avec les lettres KS ou un chiffre au lieu de K (par exemple, 2C) - diodes Zener et stabilisateurs en silicium. Après ces désignations il y a trois chiffres, si ce sont les premiers chiffres : 1 ou 4, puis en prenant les deux derniers chiffres et en les divisant par 10 on obtient la tension de stabilisation Ust. Par exemple, KS107A est un stabilisateur, Ust = 0,7 V, 2S133A est une diode Zener, Ust = 3,3 V. Si le premier chiffre est 2 ou 5, alors les deux derniers chiffres indiquent Ust, par exemple, KS 213B - Ust = 13 V, 2C 291A - 0Ust = 91 V, si le nombre est 6, alors vous devez ajouter 100 V aux deux derniers chiffres, par exemple KS 680A – Ust = 180 V.

12 diapositives

Description de la diapositive :

Schéma fonctionnel d'une diode semi-conductrice avec une jonction p-n : 1 - cristal ; 2 - conclusions (dérivations actuelles) ; 3 - électrodes (contacts ohmiques) ; 4 - plan de la jonction p-n. Caractéristique courant-tension typique d'une diode semi-conductrice avec une jonction p-n : U - tension aux bornes de la diode ; I - courant traversant la diode ; U*rev et I*rev - tension inverse maximale autorisée et courant inverse correspondant ; Uct - tension de stabilisation.

Diapositive 13

Description de la diapositive :

Circuit équivalent à petit signal (pour les niveaux de signal faibles) d'une diode semi-conductrice avec une jonction p-n : rp-n - résistance non linéaire de la jonction p-n ; rb est la résistance du volume semi-conducteur (base de la diode) ; ryt - résistance aux fuites de surface ; SB - capacité barrière de la jonction p-n ; Dif - capacité de diffusion provoquée par l'accumulation de charges mobiles dans la base à tension continue ; Sk - capacité d'hébergement ; Lк - inductance des conducteurs de courant ; A et B - conclusions. La ligne continue montre la connexion des éléments liés à la jonction p-n elle-même. Caractéristiques courant-tension des diodes tunnel (1) et inversées (2) : U - tension sur la diode ; I - courant à travers la diode

Diapositive 14

Description de la diapositive :

Diodes semi-conductrices (apparence) : 1 - diode de redressement ; 2 - photodiodes; 3 - diode micro-onde ; 4 et 5 - matrices de diodes ; 6 - diode d'impulsion. Boîtiers de diodes : 1 et 2 - métal-verre ; 3 et 4 - métal-céramique ; 5 - plastique; 6 - verre

15 diapositives

Description de la diapositive :

Diode Schottky Les diodes Schottky ont une très faible chute de tension et sont plus rapides que les diodes conventionnelles. Diode Zener / Diode Zener / Diode Zener empêche la tension de dépasser un certain seuil dans une section spécifique du circuit. Il peut remplir à la fois des fonctions de protection et de restriction ; ils ne fonctionnent que dans les circuits à courant continu. Lors de la connexion, la polarité doit être respectée. Des diodes Zener du même type peuvent être connectées en série pour augmenter la tension stabilisée ou former un diviseur de tension. Varicap Un varicap (également connu sous le nom de diode capacitive) change sa résistance en fonction de la tension qui lui est appliquée. Il est utilisé comme condensateur variable contrôlé, par exemple pour régler des circuits oscillatoires haute fréquence.

16 diapositives

Description de la diapositive :

Thyristor Un thyristor a deux états stables : 1) fermé, c'est-à-dire un état de faible conductivité, 2) ouvert, c'est-à-dire un état de haute conductivité. En d’autres termes, il est capable de passer d’un état fermé à un état ouvert sous l’influence d’un signal. Le thyristor a trois bornes, en plus de l'anode et de la cathode, il y a également une électrode de commande - utilisée pour mettre le thyristor à l'état passant. Des thyristors importés modernes sont également disponibles dans les boîtiers TO-220 et TO-92. Les thyristors sont souvent utilisés dans les circuits pour régler la puissance, pour démarrer des moteurs en douceur ou allumer des ampoules. Les thyristors vous permettent de contrôler des courants importants. Pour certains types de thyristors, le courant direct maximum atteint 5 000 A ou plus et la valeur de tension à l'état fermé peut atteindre 5 kV. De puissants thyristors de puissance du type T143 (500-16) sont utilisés dans les armoires de commande des moteurs électriques et des convertisseurs de fréquence.

Description de la diapositive :

Diode infrarouge Les LED infrarouges (diodes IR en abrégé) émettent de la lumière dans la plage infrarouge. Les domaines d'application des LED infrarouges sont les instruments optiques, les dispositifs de télécommande, les dispositifs de commutation à optocoupleur et les lignes de communication sans fil. Les diodes IR sont désignées de la même manière que les LED. Les diodes infrarouges émettent de la lumière en dehors de la plage visible, la lueur d'une diode IR peut être vue et visualisée, par exemple, à travers une caméra de téléphone portable, ces diodes sont également utilisées dans les caméras de vidéosurveillance, en particulier sur les caméras de rue, afin que l'image puisse être vue. la nuit. Photodiode Une photodiode convertit la lumière tombant sur sa région photosensible en courant électrique et est utilisée pour convertir la lumière en signal électrique.

Chapitre 2 Diodes semi-conductricesSemi-conducteur
diode
est
toi-même
dispositif semi-conducteur avec une jonction p-n et deux
conclusions. La plupart des diodes sont basées sur
jonctions p-n asymétriques. Parallèlement, l'un des domaines
diode, généralement (p+) fortement dopée et appelée émetteur,
autre
(n)
légèrement allié
–
base.
Jonction P-n
placé dans la base car il est légèrement allié.
Structure, symbole et nom des conclusions
montré sur la fig. 3.1. Entre chaque zone extérieure
semi-conducteur et sa sortie il y a un contact ohmique,
qui sur la Fig. 3.1 est représenté par une ligne grasse.
Selon la technologie de fabrication, il existe :
diodes ponctuelles, en alliage et microalliage, à diffusion
base, épitaxie, etc.
Par
fonctionnel
but
diodes
divisé:
redresseur, universel, impulsion, diodes Zener et
stabilisateurs, varicaps, tunnel et inversés, ainsi que diodes micro-ondes, etc.

Classification des diodes par objectif fonctionnel et leur UGO

2.1. Caractéristique courant-tension de la diode

La caractéristique courant-tension d'une diode réelle présente un certain nombre de différences par rapport à la caractéristique courant-tension d'une jonction p-n (Fig. 3.2).
Pour le biais direct, la résistance volumétrique doit être prise en compte
zones de la base rb et de l'émetteur re de la diode (Fig. 3.3.), généralement rb >> re. Une chute
la tension aux bornes de la résistance de volume à partir du courant de diode devient
significative à des courants dépassant plusieurs milliampères. En plus,
une partie de la tension chute aux bornes de la résistance. Par conséquent
la tension directement à la jonction p-n sera inférieure à la tension,
appliqué aux bornes externes de la diode. Cela entraîne un déplacement de la ligne
branches de la caractéristique courant-tension vers la droite (courbe 2) et une dépendance presque linéaire de la valeur appliquée
tension.
La caractéristique courant-tension de la diode, prenant en compte la résistance volumique, s'écrit par l'expression
φU
je je 0 e T 1
UφIrb
je je 0 e T 1
où Upr est la tension appliquée aux bornes ; r est la résistance totale de la base et
électrodes à diode, généralement r = rb.
Lorsque la diode est polarisée en inverse, le courant de la diode ne reste pas constant égal à I0
ceux. une augmentation du courant inverse est observée.
Cela s'explique par le fait que le courant inverse de la diode est constitué de trois composantes :
Iobr =I0 + Itr + Iut
U φ Irb
T
Je I0 e
1
où I0 est le courant thermique de la transition ;
Itr – courant de génération thermique. Il augmente avec l'augmentation de la tension inverse.
Cela est dû au fait que la jonction pn se dilate, son volume augmente et
par conséquent, le nombre de porteurs minoritaires produits augmente
en raison de la génération thermique. Il est 4 à 5 ordres de grandeur supérieur au courant I0.
Iut – courant de fuite. Elle est liée à la valeur finie de la conductivité de surface
cristal à partir duquel la diode est fabriquée. Dans les diodes modernes, c'est toujours
moins de courant thermique.

Diodes semi-conductrices

Une diode semi-conductrice est un semi-conducteur de conversion électrique
un appareil avec une jonction électrique et deux bornes, qui utilise
diverses propriétés de la jonction p-n (conductivité unilatérale, claquage électrique,
effet tunnel, el. capacité).
Diode redresseur
Diode germanium Diode silicium
Diode Zener
Varicap
Diode tunnel
Diode inversée

2.2. Circuit équivalent à diode

Il s'agit d'un circuit composé d'éléments électriques qui prennent en compte
processus physiques se produisant dans la jonction p-n et l'influence
éléments structurels pour les propriétés électriques.
Circuit équivalent équivalent de jonction pn à petit
signaux, lorsque les propriétés non linéaires de la diode peuvent être ignorées
montré sur la fig. .
Ici CD est la capacité totale de la diode, selon le mode ; Rp = Rdiff
- résistance de transition différentielle dont la valeur
déterminé en utilisant la caractéristique courant-tension statique de la diode à un fonctionnement donné
points (Rdiff = U/ I|U=const) ; rb - électricité distribuée
résistance de la base de la diode, de ses électrodes et de ses bornes, Rth –
résistance aux fuites.
Parfois, le circuit équivalent est complété par une capacité entre les bornes
diode SV, les capacités Svh et Svyh (représentées en pointillés) et
inductance des bornes BT.
Le circuit équivalent pour les gros signaux est similaire
le précédent. Cependant, il prend en compte les propriétés non linéaires de la jonction p-n en remplaçant la résistance différentielle par
source de courant dépendante de la source I = I0 (eU/ T – 1).

2.3. L'influence de la température sur la caractéristique courant-tension de la diode

I0(T)=I(To)2(T-To)/T*,
La température ambiante a un impact significatif sur
caractéristique courant-tension de la diode. Avec de légers changements de température
le cours des branches directes et inverses de la caractéristique courant-tension change.
À mesure que la température augmente, la concentration de substances non basiques augmente
porteurs dans un cristal semi-conducteur. Cela conduit à une augmentation du courant inverse
transition (due à une augmentation du courant de ses deux composantes : I® et Itr), ainsi que
réduisant la résistance volumétrique de la zone de base. En augmentant
température, le courant de saturation inverse augmente environ 2 fois à
germanium et 2,5 fois pour les diodes au silicium tous les 10 °C. Dépendance
le courant inverse en fonction de la température est approximé par l'expression
I0(T)=I(To)2(T-To)/T*,
où : I(T0)-le courant est mesuré à la température T0 ; T – température actuelle ; T*
- température de doublement du courant inverse - (5-6) 0С – pour Ge et (9-10) 0С – pour Si.
L'augmentation maximale admissible du courant inverse de la diode détermine
la température maximale admissible de la diode, qui est de 80-100°C
pour les diodes au germanium et 150 - 200 °C pour les diodes au silicium.
Le courant de fuite dépend faiblement de la température, mais peut
change avec le temps. Par conséquent, il détermine principalement le temps
instabilité de la branche inverse de la caractéristique courant-tension.
La branche directe de la caractéristique courant-tension se déplace vers la gauche avec l'augmentation de la température et
devient plus raide (Fig. 3.3). Ceci s'explique par la croissance d'Irev (3,2) et
en diminuant rb, ce dernier réduit la chute de tension à la base, et
la tension directement à la jonction augmente à une tension constante
sur des broches externes.
Pour évaluer l’instabilité en température de la branche directe, nous introduisons
coefficient de température de tension (TKN) t = U/ T, montrant
comment la tension directe sur la diode change-t-elle avec un changement de température de
10C à courant direct fixe. Dans la plage de température de -60 à
+60 "С t -2,3 mV/°С.

2.4. Diodes de redressement

Diodes de redressement - conçues pour redresser les basses fréquences
Courant alternatif et sont couramment utilisés dans les alimentations. Sous lissage
comprendre la transformation du courant bipolaire en courant unipolaire. Pour le lissage
La principale propriété des diodes est utilisée : leur conductivité unidirectionnelle.
Comme diodes de redressement dans les alimentations pour redresser les grands
courants utilisant des diodes planaires. Ils ont une grande surface de contact zones p et n
et une grande capacité barrière (capacité Xc=1/(ωC), qui ne permet pas
redresser à hautes fréquences. De plus, ces diodes ont une grande taille
courant inverse.
Les principaux paramètres caractérisant les diodes de redressement sont
sont (figure 2.1) :
- courant direct maximum Ipr max ;
- chute de tension aux bornes de la diode à une valeur donnée du courant direct Ipr (Upr
0,3...0,7 V pour les diodes au germanium et Upr 0,8...1,2 V pour les diodes au silicium) ;
- tension inverse constante maximale admissible de la diode Urev max ;
- courant inverse Irev à une tension inverse Urev donnée (valeur
Le courant inverse des diodes au germanium est de deux à trois ordres de grandeur supérieur à celui de
silicium);
- capacité barrière de la diode lorsqu'une tension inverse lui est appliquée
d'une certaine taille;
- Fmax - plage de fréquences dans laquelle la diode peut fonctionner sans
réduire le courant redressé ;
- plage de température de fonctionnement (les diodes au germanium fonctionnent dans la plage de 60...+70°C, les diodes au silicium - dans la plage de -60...+150°C, ce qui s'explique par de petites
courants inverses des diodes au silicium).
Puissance dissipée moyenne de la diode Рср Д - puissance moyenne sur la période
dissipé par la diode lorsque le courant circule dans les sens direct et inverse.
Le dépassement des valeurs maximales autorisées entraîne une forte réduction de la période
service ou panne de diode.
En améliorant les conditions de refroidissement (ventilation, utilisation de radiateurs), il est possible
augmenter la puissance de sortie et éviter les pannes thermiques. Application de radiateurs
Cela vous permet également d'augmenter le courant direct.

Redresseur demi-onde monophasé
Onde pleine monophasée
redresseur à mi-point
Industrie
sont émis
silicium
diodes de redressement pour des courants allant jusqu'à des centaines d'ampères et inverses
tensions pouvant atteindre des milliers de volts. S'il est nécessaire de travailler à
tensions inverses dépassant l'Urev admissible pour
une diode, puis les diodes sont connectées en série. Pour
augmenter
redressé
actuel
Peut
appliquer
connexion parallèle de diodes.
1) Redresseur demi-onde. Transformateur
sert à réduire l’amplitude de la tension alternative.
La diode sert à redresser le courant alternatif.
2) Redresseur double alternance. Schéma précédent
présente un inconvénient important. Cela consiste dans le fait que ce n'est pas
une partie de l’énergie de la source d’énergie primaire est utilisée
(demi-cycle négatif). La carence est éliminée dans
circuit redresseur double alternance.
Dans le premier demi-cycle positif (+), le courant
se déroule ainsi : +, VD3, RH↓, VD2, - .
Dans le second – négatif (-) comme ceci : +, VD4, RH↓ , VD1,- .
Dans les deux cas, il
circule à travers la charge en un seul
direction ↓ - de haut en bas, c'est-à-dire le redressement se produit
actuel
Pont redresseur monophasé

2.5. Diodes d'impulsion

Les diodes à impulsions sont des diodes conçues pour fonctionner en mode commutation dans des circuits à impulsions.
Dans de tels circuits, ils agissent comme des interrupteurs électriques. La clé électrique a deux états :
1. Fermé lorsque sa résistance est nulle Rvd =0.
2. Ouvert lorsque sa résistance est infinie Rvd=∞.
Les diodes satisfont à ces exigences en fonction de la polarité de la tension appliquée. Ils ont peu
résistance lorsqu'elle est polarisée dans le sens direct et résistance élevée lorsqu'elle est polarisée dans la direction opposée.
1. Un paramètre important des diodes de commutation est leur vitesse de commutation. Facteurs
limitant la vitesse de commutation des diodes sont :
a) capacité de la diode.
b) le taux de diffusion et le temps associé d'accumulation et de résorption des porteurs de charge minoritaires.
Dans les diodes pulsées, une vitesse de commutation élevée est obtenue en réduisant la surface de la jonction p-n, ce qui réduit
valeur de capacité de la diode. Cependant, cela réduit le courant direct maximum de la diode (Idirect max.). Impulsion
les diodes sont caractérisées par les mêmes paramètres que les redresseurs, mais ont également des paramètres spécifiques associés à
vitesse de commutation. Ceux-ci incluent : Temps d'établissement de la tension directe sur la diode (tset) : tset. –
temps pendant lequel la tension sur la diode, lorsque le courant direct est activé, atteint sa valeur stationnaire avec
précision spécifiée. Ce temps est associé au taux de diffusion et consiste en une diminution de la résistance de la surface de base sur
du fait de l'accumulation de porteurs de charge minoritaires injectés par l'émetteur. Au début, il est élevé, car petit
concentration de porteurs de charge. Après application d'une tension directe, la concentration de porteurs de charge minoritaires dans la base
augmente, cela réduit la résistance directe de la diode. Temps de récupération de la résistance inverse de la diode
(trecovery) : défini comme le temps pendant lequel la diode inverse le courant après la commutation
La polarité de la tension appliquée du direct vers l'inverse atteint sa valeur stationnaire avec un
précision. Ce temps est associé à la résorption depuis la base des porteurs de charge minoritaires accumulés au cours de l'écoulement
courant continu. restaurer – temps pendant lequel le courant inverse traversant la diode lors de sa commutation atteint son
valeur stationnaire, avec une précision donnée I0, généralement 10% du courant inverse maximum. trestore= t1.+ t2. , Où
t1. – temps de résorption pendant lequel la concentration de porteurs de charge minoritaires à la limite de la jonction pn devient
zéro, t2. – temps de décharge de la capacité de diffusion, lié à la résorption des charges minoritaires dans le volume du culot de la diode. DANS
En général, le temps de récupération est le temps nécessaire pour éteindre la diode, comme une clé.

2.7. Diodes Zener et stabilisateurs

Une diode Zener est une diode semi-conductrice fabriquée à partir de matériaux faiblement
silicium dopé, qui est utilisé pour stabiliser la constante
tension. La caractéristique courant-tension d'une diode Zener à polarisation inverse présente une section de petite taille.
dépendance de la tension au courant qui la traverse. Cette zone apparaît derrière
calcul du claquage électrique (Fig. 1.5).
La diode Zener est caractérisée par les paramètres suivants :
Tension nominale de stabilisation Ust. tension nominale
sur une diode Zener en mode fonctionnement (à un courant de stabilisation donné) ;
courant de stabilisation nominal Ist.nom – courant traversant la diode Zener à
tension nominale de stabilisation ;
courant de stabilisation minimum Ist min - valeur de courant la plus basse
stabilisation, dans laquelle le mode de panne est stable ;
courant de stabilisation maximal admissible Ist max - courant le plus élevé
stabilisation, dans laquelle le chauffage des diodes Zener ne dépasse pas les limites admissibles.
Résistance différentielle
Rst - rapport d'incrément de tension
stabilisation à l'incrément du courant de stabilisation qui la provoque : Rst =
TKN – coefficient de température de la tension de stabilisation :
TKN
Oust / Ist.
U st.nom.
100%
U st.nom. T
– changement relatif de tension sur la diode Zener réduit à un
degré.
Ust.nom.< 5В – при туннельном пробое.
Ust.nom. > 5V – lors d'une panne d'avalanche.
Les paramètres des diodes Zener incluent également le courant direct maximum autorisé
Imax, courant d'impulsion maximal admissible Ipr et max, courant d'impulsion maximal admissible.
puissance dissipée P max.

Stabilisateur de tension paramétrique (Fig. 9.). Il sert à fournir
tension constante aux bornes de la charge (Un) lorsque la tension constante change
alimentation (Upit) ou résistance de charge (Rн).
La charge (consommateur) est connectée en parallèle avec la diode Zener. Contraignant
la résistance (Rogr) sert à établir et à maintenir le mode correct
stabilisation. Habituellement, Rogr est calculé pour le point médian de la caractéristique courant-tension de la diode Zener (Fig. 5).
Le circuit assure la stabilisation de la tension grâce à la redistribution des courants IVD et
DANS
Analysons le fonctionnement du circuit.
D'après la deuxième loi, on écrit le rapport : Upit = (IVD + IN) Rogr + Un
Changer la tension d'alimentation en Upit entraîne l'apparition d'un incrément
tension aux bornes de la charge à Un et courants IVD = Un/rst, IH = Un/ Rn. Écrivons-le
équation originale pour les incréments :
Upit = (Un/rst + Un/ Rn) Rogr+ Un = Un(1/rst + 1/Rn) Rogr+ Un.
Résolvons-le par rapport à Un, nous obtenons Un = Un/
Puisque Rogr/rst est grand, alors Un est petit. Plus il y a de Rogr et moins il y a de premier, moins il y a de
changements dans la tension de sortie.
Calcul du circuit (généralement Usupply et RN sont spécifiés) :
Sélection de la diode Zener VD1 à partir des conditions :
et Ist.nom.>In.
2)Calcul
Rolim.
Tu es dedans. U st.nom.
Je st.nom.
U st.nom. Tu es dehors
Types de diodes Zener :
1. Précision. Ils ont une petite valeur TKN et une valeur normalisée
Ust.nom. Un petit TKN est obtenu en se connectant en série avec une diode Zener
(VD2), comportant des diodes TKN positives (VD1) dans le sens direct, dont le TKN
négatif. Puisque le TKN total est égal à leur somme, il s'avère petit dans
taille.
2. Diode Zener à deux nœuds. Il se compose de deux diodes Zener incluses
contre-séquentiellement et est utilisé pour stabiliser l'amplitude des variables
stresser.
Les stabilisateurs sont des diodes semi-conductrices dans lesquelles
la stabilisation de tension utilise la branche directe de la caractéristique courant-tension. Tel
Dans les diodes, la base est fortement dopée en impuretés (rb→0), et donc leur direct
La branche est presque verticale. Les paramètres du stabilisateur sont similaires
Paramètres de la diode Zener. Ils sont utilisés pour stabiliser les petits
tension (Ust.nom. ≈0,6V), courant stabilisateur – ​​de 1mA à plusieurs
dizaines de mA et TKN négatif.

2.9. Diodes tunnel et inverses

À la limite de structures p-n fortement dopées (dégénérées) avec concentration d'impuretés
il y a un effet tunnel. n 10 20 él/cm 3
Cela se manifeste par le fait qu'avec la polarisation directe, la caractéristique courant-tension apparaît sur la branche directe
section descendante AB avec résistance négative Rdiff = U/ I|AB=r- 0.
La ligne pointillée sur le graphique montre la caractéristique courant-tension de la diode.
Cela permet l'utilisation d'une telle diode dans les amplificateurs et les générateurs électriques.
vibrations dans la gamme des micro-ondes, ainsi que dans les appareils pulsés.
Avec la polarisation inverse, le courant dû à la rupture du tunnel augmente fortement à faible
tensions
Les principaux paramètres d'une diode tunnel sont les suivants :
courant de crête et tension de crête Ip, Up - courant et tension au point A ;
courant et tension de vallée IB - courant et tension au point B ;
rapport actuel Iп/Iв ;
tension de crête - tension directe correspondant au courant de crête ;
tension de solution Up - tension continue, supérieure à la tension de vallée, à
dans lequel le courant est égal au pic ; inductance LD - inductance série totale
diode dans des conditions données ; capacité spécifique Сд/Iп - rapport de la capacité du tunnel
diode au courant de crête ; résistance différentielle gdif - valeur réciproque
raideur de la caractéristique courant-tension ; fréquence de résonance de la diode tunnel fo - fréquence de conception, à
qui est la réactance totale de la jonction pn et l'inductance du boîtier
la diode tunnel passe à zéro ; fréquence résistive limite fR - calculée
fréquence à laquelle la composante active de l'impédance est en série
le circuit constitué d'une jonction p-n et d'une résistance de perte devient nul ; bruit
constante de la diode tunnel Ksh - la valeur qui détermine le facteur de bruit de la diode ;
la résistance de perte de la diode tunnel Rn est la résistance totale du cristal,
connexions de contact et conclusions.
Les paramètres maximaux admissibles incluent la constante maximale admissible
courant direct de la diode tunnel Ipr max, courant d'impulsion direct maximal admissible
Ipr. et courant inverse constant maximum admissible Irev max,
la puissance micro-onde maximale admissible Rmicro-onde max dissipée par la diode.

Schéma d'un générateur d'oscillations harmoniques sur
TD est montré sur la Fig. . Finalité des éléments : R1,
R2 – résistances, définissez le point de fonctionnement du tunnel
diode au milieu de la caractéristique I-V avec un négatif
résistance; Lk, Ck – circuit oscillatoire ; SBL
capacité
blocage,
Par
variable
composant il connecte une diode tunnel
parallèle au circuit oscillatoire.
Diode tunnel connectée en parallèle
oscillatoire
contour
compense
son
négatif
résistance
résistance
pertes du circuit oscillatoire, et donc oscillations
cela peut continuer indéfiniment.
Les diodes inversées sont un type
diodes tunnel. Leur concentration d'impuretés
légèrement moins que dans ceux des tunnels. En raison de ce,
eux
absent
parcelle
Avec
négatif
résistance. Sur une branche droite jusqu'aux contraintes
0,3-0,4V
disponible
pratiquement
horizontal
zone à faible courant continu (Fig.), tandis que
Comment
actuel
inverse
branches
début
Avec
petit
tension, due à une panne de tunnel, fortement
augmente. Dans ces diodes, pour les petites variables
des signaux,
direct
bifurquer
Peut
compter
Pas
conduit le courant et l'inverse conduit. Ainsi
le nom de ces diodes.
Convertit
diodes
sont utilisés
Pour
redressement de signaux micro-ondes de petites amplitudes (100300) mV.

2.10. Marquage des diodes semi-conductrices

Le marquage est composé de six éléments, par exemple :
KD217A
ou K C 1 9 1 E
123456
123456
1 - Lettre ou chiffre indiquant le type de matériau à partir duquel la diode est réalisée :
1 ou G – Ge (germanium) ; 2 ou K – Si (silicium) ; 3 ou A – GeAs.
2 - lettre, indique le type de diode en fonction de sa fonction :
D-diode ; C – diode Zener, stabilisateur ; B – varicap; je – diode tunnel; UN -
Diodes micro-ondes.
3. Objectif et propriétés électriques.
4 et - 5 indiquent le numéro de série de développement ou les propriétés électriques
(dans les diodes Zener - c'est la tension de stabilisation ; dans les diodes - ordinale
nombre).
6. - Lettre, indique la division des diodes en groupes paramétriques (en
diodes de redressement – ​​division selon le paramètre Urev.max, en diodes Zener
division selon TKN).

Discipline : Génie électrique et électronique

Conférencier : Pogodin Dmitry Vadimovich
Candidat en Sciences Techniques,
Professeur agrégé du Département de RIIT
(Département de radioélectronique et
informations et mesures
technologie)
électrique et électronique