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
Выполнил: студент группы И-608
Кузнецов В.А.
Проверил: д.т.н. профессор
Масалов Е.В.
Прокопьевск 2009г
Содержание
1. Введение 4
2. Назначение и область применения 5
3. Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов 6
4. Общий принцип действия 10
5. Конструкция полупроводниковых диодов 11
6. Вольтамперная характеристика и основные параметры полупроводниковых диодов 14
7. Выпрямительные диоды 16
8. Стабилитроны, варикапы, светодиоды и фотодиоды 20
9. Импульсные, высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ) диоды 31
10. Диод Есаки (туннельный диод) и его модификации 34
11. Эффекты полупроводника 41
12. Переход Шоттки 45
13. Изготовление 47
14. Достоинства и недостатки 48
15. Перспективы развития 49
16. Заключение 50
17. Список литературы 51
Введение
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 область применения
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 и условные обозначения полупроводниковых диодов
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 эле-мент
Исход-ный мате-риал
2-й эле-мент
Под-класс прибо-ра
3-й элемент
Группа внутри подкласса
Г или 1
Герма-ний