20 задач по промышленной электронике — страница 2

  • Просмотров 8397
  • Скачиваний 795
  • Размер файла 58
    Кб

генерацией собственных носителей заряда. Одновременно с генерацией протекает процесс рекомбинации-встречи электронов с дырками,сопровождающийся возвратом электронов из зоны проводимости в валентную зону и исчезновением свободных зарядов. Шифр 04 Задача 3 Вариант4 Туннельные диоды. Туннельные диоды выполняются из полупроводников с большим количеством примесей (вырожденные полупроводники). Вольтамперная характеристика p-n

перехода, выполненного на основе вырожденных полупроводников, имеет область с отрицательным сопротивлением, на котором при увеличении напряжения протекающий ток уменьшается. Элемент, обладающий отрицательным сопротивлением, не потребляет электрическую энергию, а отдает ее в цепь, т.е. является активным элементом цепи. Наличие падающего участка вольтмаперной характеристики позволяет применять туннельные диоды в качестве

генераторов и усилителей электрических колебаний широкого диапазона частот, включая СВЧ, и в качестве высокоскоростных переключателей. Туннельные диоды выполняются из вырожденных полупроводников, главным образом из германия, кремния и арсенида галлия. Т.к. для туннельного перехода носителей сквозь потенциальный барьер p-n переход должен быть узким и резким, то p-n переходы туннельного диода изготавливают методом вплавления.

Кроме того, применяется метод эпитаксильного наращивания вырожденных слоев, который также позволяет получить резкие переходы. Для уменьшения емкости (а, следовательно, для повышения верхней граничной частоты, на которой туннельный диод может работать как активный элемент с отрицательным сопротивлением) применяется метод получения p-n переходов малой площади. Вольт-амперная хар-ка туннельного диода Вольтамперная

характеристика туннельного диода показана на рисунке. Ее вид зависит от концентрации примесей, от рода примесей при одном и том же значении концентрации и от температуры, причем зависимость от температуры различна для туннельных диодов, выполненных из разных материалов. Основным параметром, характеризующим вольтамперную характеристику туннельного диода, является отрицательное дифференциальное сопротивление,

характеризующее наклон падающего участка : Т. к. туннельное прохождение электронов сквозь потенциальный барьер перехода не связано с медленным процессом диффузии, то скорость передачи туннельного тока очень велика (порядка p-n перехода С, сопротивлением потерь На частотах выше При работе туннельного диода в переключающих схемах его быстродействие характеризуется величиной времени переключения Условно-графическое