Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Филиал в г.Прокопьевске
Курсовая работа
ДИСЦИПЛИНА ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ
Тема: Расчет измерительных преобразователей. Полупроводниковый диод
Выполнил: студент группы И-608
Кузнецов В.А.
Проверил: д.т.н. профессор
Масалов Е.В.
Прокопьевск 2009г
Содержание
Введение
1. Назначение и область применения
2. Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов
3. Общий принцип действия
4. Конструкция полупроводниковых диодов
5. Вольтамперная характеристика и основные параметры полупроводниковых диодов
6. Выпрямительные диоды
7. Стабилитроны, варикапы, светодиоды и фотодиоды
8. Импульсные, высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды
9. Диод Есаки (туннельный диод) и его модификации
10. Эффекты полупроводника
11. Переход Шоттки
12. Изготовление
13. Достоинства и недостатки
14. Перспективы развития
Заключение
Список литературы
Диодами называют двухэлектродные элементы электрической цепи, обладающие односторонней проводимостью тока. В полупроводниковых диодах односторонняя проводимость обуславливается применением полупроводниковой структуры, сочетающей в себе два слоя, один из которых обладает дырочной (p), а другой – электронной (n) электропроводностью.
Полупроводниковый диод представляет собой прибор с двумя выводами и одним электронно-дырочным переходом.
Назначение и применение полупроводниковых диодов в современной технике весьма разнообразно и зависит от вида конкретного диода. Основные виды диодов:
1) Выпрямительные диоды – п/п диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока. Основной характеристикой такого диода является коэффициент выпрямления равный отношению прямого и обратного токов при одном и том же напряжении. Чем выше коэффициент выпрямления, тем меньше потери и выше КПД выпрямителя.
2) Высокочастотные диоды (СВЧ-диоды) – эти диоды предназначены для работы в устройствах высокой и сверхвысокой частоты. Они используются для модуляции и детектирования сверхвысокочастотных колебаний в диапазоне сотен мегагерц. В качестве высокочастотных обычно применяют точечные диоды, емкость электронно-дырочного перехода в которых составляет сотые и десятые доли пикофарад.
3) Варикапы – это диоды, работа которых основана на изменении емкости электронно-дырочного перехода в зависимости прикладываемого обратного напряжения. Эти диоды применяются в качестве конденсаторов с управляемой емкостью.
4) Стабилитроны – это диоды, используемые для стабилизации напряжения. В этих диодах используется наличие у диода критического обратного напряжения, при котором наступает электрический пробой.
5) Туннельные диоды - при больших концентрациях легирующих примесей заметно усиливается туннельный эффект p-n-перехода. При этом в ВАХ диода появляется участок с отрицательным сопротивлением, что позволяет использовать его в схемах генерации и усиления электрических колебаний.
6) Импульсные диоды – это диоды, предназначенные для работы в импульсных схемах. В таких диодах перераспределение носителей зарядов в p-n-переходах при смене полярности напряжения происходит в десятые доли наносекунды. Чем меньше время переходных процессов, тем меньше искажается форма импульсов. Для ускорения переходных процессов уменьшают до возможного предела межэлектродную емкость, а также легируют область p-n-перехода небольшой присадкой золота.
Классификация диодов производится по следующим признакам:
1) По конструкции:
- плоскостные диоды;
- точечные диоды;
- микросплавные диоды.
2) По мощности:
- маломощные;
- средней мощности;
- мощные.
3) По частоте:
- низкочастотные;
- высокочастотные;
- СВЧ.
4) По функциональному назначению:
- выпрямительные диоды;
- импульсные диоды;
- стабилитроны;
- варикапы;
- светодиоды;
- тоннельные диоды
и так далее.
Условное обозначение диодов подразделяется на два вида:
- маркировка диодов;
- условное графическое обозначение (УГО) – обозначение на принципиальных электрических схемах.
По старому ГОСТу все диоды обозначались буквой Д и цифрой, которая указывала на электрические параметры, находящиеся в справочнике.
Новый ГОСТ на маркировку диодов состоит из 4 обозначений:
I – показывает материал полупроводника:
Г (1) – германий; К (2) – кремний; А (3) – арсенид галлия; И (4) – соединения индия.
II – тип полупроводникового диода:
Д – выпрямительные, ВЧ и импульсные диоды;
А – диоды СВЧ;
C – стабилитроны;
В – варикапы;
И – туннельные диоды;
Ф – фотодиоды;
Л – светодиоды;
Ц – выпрямительные столбы и блоки.
III – три цифры – группа диодов по своим электрическим параметрам (приведены в таблице 1).
IV – модификация диодов в данной (третьей) группе.
а) выпрямительные, высокочастотные, СВЧ, импульсные и диоды Гана; б) стабилитроны; в) варикапы; г) тоннельные диоды; д) диоды Шоттки; е) светодиоды; ж) фотодиоды; з) выпрямительные блоки
Рисунок 1 – Условное графическое обозначение
Таблица 1. Кодовая маркировка полупроводниковых приборов в соответствии с ГОСТ 10862-72
1-й элемент
Исходный материал
2-й элемент
Подкласс прибора
3-й элемент
Группа внутри подкласса
Г или 1
Германий
Д
Выпрямительные диоды
101-399
Диоды выпрямительные малой мощности (Iпр.ср.<0,3A)
К или 2
Кремний
201-299
Диоды выпрямительные средней мощности (0,3
А или 3
Арсенид галлия или другие соединения галлия
301-399
Импульсные
401-499
Диоды импульсные с временем восстановления (tвос.обр.>150 нс)
501-599
Диоды импульсные с временем восстановления 30 нс
601-699
Диоды импульсные с временем восстановления 5 нс
701-799
Диоды импульсные с временем восстановления 1 нс
801-899
Диоды импульсные с временем восстановления <1 нс
Ц
Выпрямительные столбы и блоки
101-199
Выпрямительные столбы малой мощности (Iпр.ср.<0,3A)
Выпрямительные столбы средней мощности (0,3
Выпрямительные блоки малой мощности (Iпр.ср.<0,3A)
Выпрямительные блоки средней мощности (0,3
А
Сверхвысокочастотные диоды
Смесительные
Детекторные
Модуляторные
Параметрические
Регулирующие
Умножительные
Генераторные
B
Варикапы
Подстроечные
И
Диоды туннельные и обращенные
Усилительные
Переключающие
Обращенные
С
Стабилитроны и стабисторы
Стабилитроны малой мощности (до 0,3 Вт) от 10 до 99 В
Стабилитроны малой мощности (до 0,3 Вт) от 100 до 199 В
Стабилитроны средней мощности (от 0,3 до 15 Вт) от 0,1 до 9,9 В
Стабилитроны средней мощности (от 0,3 до 15 Вт) 10 от до 99 В
Стабилитроны средней мощности (от 0,3 до 15 Вт) от 100 до 199 В
Стабилитроны большой мощности (от 5 до 25 Вт) от 0,1 до 9,9 В
Стабилитроны большой мощности (от 5 до 25 Вт) от 10 до 99В
901-999
Стабилитроны большой мощности (от 5 до 25 Вт) от 100 до 199В
Л
Излучатели
Инфракрасного излучения
Видимого излучения с яркостью менее 500 кд/м2
Видимого излучения с яркостью более 500 кд/м2
Н
Динисторы
Динисторы малой мощности со средним током в открытом состоянии менее 0,3 А
Динисторы средней мощности со средним током в открытом состоянии от 0,3 до 10 А
У
Тиристоры
Тиристоры малой мощности со средним током в открытом состоянии менее 0,3 А
Тиристоры средней мощности со средним током в открытом состоянии от 0,3 до 10 А
Запираемые тиристоры малой мощности с запираемым током менее 0,З А
Запираемые тиристоры средней мощности с запираемым током от 0,3 до 10 А
Симисторы малой .мощности с действующим током до 0,3 А
Симисторы средней мощности с действующим током от 0,3 до 10 А
Страницы: 1, 2, 3, 4