Напівпровідникові діоди: теоретична оцінка і вимірювання параметрів

Abstract

Актуальність теми роботи. Актуальність роботи обумовлена широким використанням напівпровідникових діодів різного функціонального призначення: випрямних, імпульсних, високочастотних і надвисокочастотних діодів, діодів Шотткі, стабілітронів, варикапів, світло випромінюючих та фотодіодів, а також їх перевагами перед електронними двоелектродними лампами: економія енергії для одержання носіїв струму, мініатюрність, висока надійність і тривалий ресурс роботи. Мета роботи полягала у вивченні конструктивно-технологічних особливостей та фізики процесів в напівпровідникових діодах різного функціонального призначення і типономіналів, розрахунку параметрів діодів на основі одновимірної діодної моделі, порівнянні результатів вимірювань та розрахунків. Методи: використання лабораторного стенду для вимірювань параметрів і хараактеристик діодів різного функціонального призначення і типономіналу; розрахунковий метод на основі одновимірної діодної моделі. Отримані результати: 1. Розглянуто фізичні основи функціонування, класифікацію, особливості конструкцій, робочі параметри і характеристики та переваги напівпровідникових діодів різних типономіналів та функціонального призначення. 2. Порівняння експериментальних і розрахункових даних для промислового діода типу КД268А показало, що відхилення між цими даними становить від 5,4 до 47,0% в інтервалі зміни прямої напруги від 0 до 3 В, що може бути пояснено тим, що одновимірна модель діода не враховує деякі фізичні ефекти, такі як ефекти поверхневої генерації і рекомбінації носіїв заряду, рівень інжекції та явище теплоперенесення, які впливають на параметри напівпровідникової структури. 3. Аналіз вольт-амперних характеристик діодів Шотткі типу Д237Б та імпульсного діода типу КД522А показує, що характер залежності прямої гілки ВАХ для діодів відрізняються: експоненціальна залежність і діапазон прямого струму 0-10 мА (діод Шотткі) та гілка, яка має максимум і мінімум та діапазон прямого струму 0 - 0,15 А (імпульсний діод).