Материал: 2072

стью p–n-перехода, распределенным сопротивлением базы и индуктивностью выводов, может достигать нескольких десятков гигагерц.

Отличительными качествами туннельных диодов являются также низкий уровень шумов, малое потребление мощности, устойчивость к ядерному излучению, небольшие массы и габариты. Диаметр рабочих температур приборов очень широк (от –2 000 до +100 о С). Эти качества диодов обусловили их широкое применение в различных схемах вычислительных устройств, радиотехнике и прочее.

К основным электрическим параметрам туннельных диодов следует отнести: значения токов I1 и I2 , величины соответствующих им напряжений U1 и U2 (см. рис. 5.16, е), отношение I1I2 , величину эквивалентной емкости p–n-перехода C, величину последовательного сопротивления Rп (сопротивление выводов и объемное сопротивление материала диода) и величину последовательной индуктивности Lп (ее величина определяется конструкцией прибора). Типовыми параметрами для туннельных диодов

нельного диода требуется знать шумовые характеристики прибора, а также ряд других параметров, являющихся производными от перечисленных выше.

Величина тока I1, а также величина эквивалентной емкости C определяются не только типом материалов, использованных для получения p–n-перехода, но также еще площадью и шириной p–n-перехода.

Сложность измерения эквивалентной емкости p–n-перехода, связанная с небольшой (относительно) ее величиной и малым шунтирующим эквивалентную емкость p–n-перехода активным динамическим сопротивлением (за исключением точек I1 и I2 ), не позволяет до настоящего времени точно определять характер зависимости C u и ряд физических параметров прибора, в том числе контактную разность потенциалов . Тем не менее есть основания утверждать, что C u для p–n-перехода туннельного диода

Величины напряжений U1 и U2 определяются физическими свойствами полупроводниковых материалов.

Разновидностью туннельных диодов с несколько меньшей концентрацией примесей являются обращенные диоды.

61

Значение Iп в обращенных диодах так мало, что сопротивление в прямом направлении превышает сопротивление в обратном. Падающий участок характеристики почти отсутствует. В этом случае уровень Ферми находится как раз у края зоны и туннельный эффект возможен лишь при отрицательных напряжениях.

Вольт-амперная характеристика обращенного диода приведена на рис. 5.17, а, а его схематическое изображение – на рис. 5.17, б.

20

GaAs Ge

40

60

GaSb

Рис. 5.17. Вольт-амперная характеристика (а) и условное графическое обозначение (б) обращенного диода

При приложении уже небольшого обратного смещения возможен такой сдвиг, при котором вероятность туннелирования электрона из области p в область n резко возрастает и диод начинает хорошо проводить и в обратном направлении. Этот диод получил название обращенного диода в связи с тем, что при малых напряжениях сопротивление перехода в обратном направлении меньше, чем в прямом.

Ток в обращенных диодах создается основными носителями, поэтому эти диоды могут работать на более высоких частотах, чем обычные полупроводниковые диоды. Инерционность обращенного диода определяется временем перезарядки его емкости. Как правило, время переключения обращенного диода не превышает 1 нс. Обращенные диоды имеют большую крутизну обратной ветви вольт-амперной характеристики, позволяющую работать при малых уровнях мощности и обеспечивающую высокую чувствительность прибора к входным сигналам.

Обращенные диоды используют для детектирования, ограничения и коммутации сигналов малой амплитуды.

62

5.6. Обозначение диодов

Систему обозначений ПП приборов устанавливает ГОСТ 10862-72, согласно которому обозначение диодов содержит четыре элемента.

Первый элемент (буква или цифра) указывает исходный материал: Г или 1 – германий; К или 2 – кремний; А или 3 – арсенид галлия и т.д.

Второй элемент (буква) указывает класс прибора: Д – выпрямительный, детекторный или импульсный диод; С – стабилитрон, стабистор; И – туннельный диод; А – сверхвысокочастотный диод.

Третий элемент (трехзначное число) указывает группу, к которой относится диод по качественным свойствам: назначению, мощности, частоте, и номер разработки.

Четвертый элемент (буква) отражает тип диода внутри группы. Например: КД208А – кремниевый диод, выпрямительный, средней

мощности, номер разработки 08, тип А.

6.ТРАНЗИСТОРЫ

6.1.Биполярные транзисторы и их структура

Биполярным транзистором (БПТ) или просто транзистором называют ПП прибор с двумя p–n-переходами, способный усиливать мощность входных электрических сигналов. Транзистор имеет три вывода и трехслойную структуру, состоящую из чередующихся областей с различными типами проводимости: p–n–p или n–p–n (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Структура биполярных транзисторов p–n–p или n–p–n-типа (а, б)

иих условное графическое и позиционное обозначение в схемах (в, г);

Э– эмиттер, К – коллектор, Б – база

65