Diode Semiconductoare: Pantea Ionut-mitruc 2019

DIODE SEMICONDUCTOARE PANTEA IONUT-MITRUC 2019

PREZENTARE GENERALĂ •

Materialele semiconductoare stau la baza tuturor componentelor și circuitelor electronice discrete sau integrate.

•

Dacă numărul de goluri și de electroni care participă la conducție sunt egale, semiconductorul este intrinsec.

•

Daca numărul de electroni și de goluri nu sunt egale, semiconductorul se numește extrinsec și se diferențiază in două feluri: • Semiconductori de tip n, purtătorii majoritari sunt electroni; • Semiconductori de tip p, purtătorii majoritari sunt golurile.

JONCȚIUNEA SEMICONDUCTOARE. DIODA •

Semiconductorii extrinseci pot avea purtători majoritari de tip p (goluri) sau de tip n (electroni).

•

Dacă două astfel de zone sunt realizate în aceeași pastilă de material semiconductor se generează o joncțiune semiconductoare. Această joncțiune se numește DIODĂ.

•

Dioda are două terminale, fiind deci un dipol. Anodul este conectat la zona de tip p în timp ce catodul este conectat la zona de tip n.

TIPURI DE DIODE •

În electronică există mai multe tipuri de diode cum ar fi: • dioda redresoare; • dioda cu contact punctiform; • dioda stabilizatoare (Zener); • dioda varicap; • dioda tunel (Esaki); • dioda Schottky; • dioda Gunn; • dioda electroluminiscentă (LED, Light Emitting Diode).

DIODA REDRESOARE • Operațiunea

prin care se transformă un semnal alternativ într-un semnal continuu poartă numele de redresare și una dintre metodele de realizare a acestei operațiuni este prin folosirea diodelor redresoare în circuite electronice.

DIODA CU CONTACT PUNCTIFORM •

Datorită faptului că dioda prezintă o capacitate echivalentă de minimum câțiva pF, ea nu poate fi folosită la frecvențe foarte înalte. Pentru acest domeniu se folosesc diode de o altă construcție tehnologică, numite diode cu contact punctiform.

DIODA STABILIZATOARE (ZENER) • Dacă o diodă este polarizată invers, până la o anumită valoare a tensiunii pe joncțiune curentul prin ea este foarte mic , aceasta este dioda stabilizatoare.

• Diodele Zener sunt utilizate ca stabilizatoare de tensiune în sursele de alimentare cu curent continuu. În practică sunt utilizate 2 tipuri de stabilizare cu diodele Zener: stabilizatoare de tensiune în raport cu variația tensiunii de intrare si stabilizatoare de tensiune în raport cu variația curentului de sarcină.

DIODA VARICAP • Aceste diode funcționează în polarizare inversă, pana la valoarea de străpungere. Ele utilizează proprietatea joncțiunii pn de a se comporta ca o capacitate dependentă de tensiunea continuă de polarizare inversă. Această posibilitate de a varia o capacitate întrun circuit prin varierea unei surse de polarizare este utilă

DIODA TUNEL (ESAKY) • Acestea sunt diode care se deosebesc de celelalte diode semiconductoare atât prin principiul de funcționare cât și ca proprietăți.

• La o lățime atât de mică a barierei de potențial apar schimbări în structura energetică a elementelor ce pot fi explicate numai în cadrul mecanicii cuantice, manifestându-se fenomenul numit „efect tunel”.

• Datorită efectului tunel, prin diodă apare un curent, numit curent tunel, care prezintă importanță în doua zone: la polarizarea inversă și valori mici ale polarității directe.

DIODA SCHOTTKY

• Dioda Schottky are o joncţiune de tip metal (aur, argint, platină) – semiconductor (Si-n), acesta din urmă fiind slab dopat.

• Atunci când metalul este la un potențial pozitiv față de semiconductor dioda intră în stare de conducție la o tensiune de aproximativ 0,35V (mai mică decât în cazul unei diode obișnuite).

• Timpul de comutație al unei diode Schottky este de aproximativ 50ps datorită construcției diferite

DIODA GUNN

• Diodele Gunn (fig. 1.3.7) sunt componente specifice generatoarelor de microunde şi funcţionează prin efectul Gunn, adică prin apariţia unei oscilaţii de foarte înaltă frecvenţă în semiconductoare omogene, la trecerea unui curent prin acestea.

• Necesită tensiuni de alimentare mici (5 – 10V) şi pot produce oscilaţii de până la 30 GHz la puteri de 100 mW.

• Diodele Gunn sunt dispozitive active în domeniul microundelor, care funcţionează ca un convertor a tensiunii continue într-o tensiune oscilantă de înaltă frecvenţă.

DIODA ELECTROLUMINISCENTĂ (LED, LIGHT EMITTING DIODE) • Dioda electroluminiscentă funcționează în polarizare directă. În urma injecției de curent prin joncțiune, electronii din banda de conducție ai regiunii n traversează joncțiunea și se recombină cu golurile din banda de valență a regiunii p. Ca urmare a acestui proces de recombinare, energia dobândită de la câmpul exterior este eliberată sub formă de cuante luminoase cu energia hν, determinată de lărgimea energetică a benzii interzise.

APLICAȚIE PRACTICĂ