Diody

Diody
prostownicze, - stabilizacyjne (Zenera),
fotodiody, - elektroluminescencyjne,
-- pojemnościowe (warikapy)
-
Schemat budowy diody
Obudowa
Prostujące złącze
półprzewodnikowe
Wyprowadzenia
2
Złącze ........
P+
Si
N - Si
Złącze ........
Metal
Prostujące złącza półprzewodnikowe
N - Si
Złącze ..............’ego
3
Model idealnego złącza PN
Anoda
P
Obszar
quasineutralny P
lP >> LnP
E=0
σ=∞
p >> n
xp
xn
xj
Warstwa
przejściowa
E≠0
σ=0
p=n=0
Złącze płaskie
Katoda
N
Obszar
quasineutralny N
lN >> LpN
E=0
σ=∞
n >> p
4
Wewnętrzne pole elektryczne złącza
PN
Gęstość ......................................
ρ(x)
+qND
xp
0
Obszar
quasineutralny
typu P
xn
-qNA
Warstwa ..........................
x
Obszar
quasineutralny
typu N
5
V = ∫ Edx
∂V
E=−
∂x
Fp= qE
6
Wpływ napięcia zewnętrznego na barierę
potencjału złącza PN
A
P
N
K
U
V(x)
Vj
x
U>0
7
Charakterystyka prądowo-napięciowa
idealnego złącza PN
10IS
5IS
I/I S
12
10
I
(0,715V)
Si
U
IS
10
0
11
(0,656V)
U[V]
0,2 0,4 0,6
8
Charakterystyka rzeczywistego
złącza PN
Zakres ........................
I
I
U
Katoda
Anoda
Zakres
................
IR
UR
UF
IF
U
Zakres ....................
9
Diody prostownicze
Prostownik mostkowy
+
_
10
Diody stabilizacyjne
11
Elementarny stabilizator napięcia
12
Wpływ temperatury na przewodzenie
złącza PN
Charakterystyki
.........................
Charakterystyki
..........................
I F[A]
2,2
1,8
1,4
1,0
0,6
0,2
0
100oC
25oC
-50oC
UF[V]
0,2 0,4 0,6 1,0
13
Termometr diodowy
+UCC
KU
T
T0
UWY=b(T-T0)
-UCC
14
Wpływ oświetlenia na złącze PN
15
Charakterystyki I(U) fotodiody
I
Dioda nie
oświetlona
Napięcie
............................
Uf
U
Prąd
.........................
Dioda
oświetlona
If
Sf ~ η(WG , λ ) ⋅ γ (wyk, λ ) ⋅ e
− γx j
[1 − R (wyk, λ )]
η - wydajność kwantowa fotonów, γ,R - współczynniki pochłaniania i
odbicia promieniowania, xj - głębokość złącza.
16
Charakterystyka widmowa fotodiody
1,0
Sf/Sfmax
0,8
0,6
0,4
0,2
0
D-Si
Oko
λ[μm]
0,4
0,6
0,8
1,0
17
Układ pracy fotodiody jako
nieliniowego „fotorezystora”
Jf
E+
RL
If
U WY
18
Fotodioda jako
ogniwo fotoelektryczne
Uf
Uf max
Jf
19
(I,U)
If
R
Uf
20
Fotodioda kwadrantowa
Powierzchnia
..........................
21
Diody elektroluminescencyjne
Φ ~ IF
GaAs - promieniowanie ............................,
GaAs1-xPx na GaAs - światło ................. lub bursztynowe,
GaAs1-xPx na GaP - światło ................ lub pomarańczowe,
GaP
- światło ................ lub ................. lub żółte,
SiC, GaN - światło ......................,
InGaN - światło .................. lub ..........................,
GaN pokryte warstwą fluoryzującego fosforu - światło .........
22
Charakterystyki I(U) DEL
Si
10
Podczerwona
Czerwona
Zielona
Bursztynowa
Niebieska
IF[mA]
20
2
0 0,6 1
UF [V]
1,5 2 2,5 3 3,5
23
Wskaźnik α-numeryczny 7
segmentowy z kropką
24
Laser półprzewodnikowy
(krawędziowy)
powierzchnie polerowane
obszar
aktywny
25
Odczyt CD ROMu
Winylowa warstwa podłożowa
Warstwa odblaskowa
λ/4
Przeźroczysta warstwa ochronna
Pr
om
ie ń
op
óź
ni
on
y
o
λ/
2
Dioda
laserowa
26
Pojemność barierowa złącza PN
xp
xn
27
Diody pojemnościowe
C
Cr1
C r2
U
28
Obwody rezonansowe przestrajane
diodą pojemnościową
29