Optoelektronika diodlari

Optoelektronika diodlari
Yarimo'tkazgichli diodlar quyidagilarga bo'linadi:
1) maqsadi bo'yicha: rektifikator, yuqori chastotali va o'ta yuqori chastotali (yuqori chastotali va mikroto'lqinli diodlar), impulsli, yarim o'tkazgichli zener diodlari (mos yozuvlar diodlari), tunnel, teskari, varikaplar va boshqalar;
Ushbu xususiyatlar osilatorlar yoki tez ulanishlarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Yaratilgan tebranishlar juda yuqori chastotaga ega bo'lishi mumkin - o'n gigagertsgacha. Tunnel diodlaridan foydalanish bir qator noaniqliklarni keltirib chiqaradi va shuning uchun bu diodlar hozirda faqat birinchi navbatda qo'llaniladi.
U kontaktlarning zanglashiga olib keladigan diodida shaklga muvofiq joylashtirilganligini aniqladi. Ushbu tebranishlarning chastotasi diodaning ahamiyatsiz qalinligi va tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan xususiyatlariga ozgina bog'liq. ga nisbatan induksiyalangan elektr maydonidagi elektronlarning tezligini hisoblashimiz mumkin.
2) konstruktiv va texnologik xususiyatlari bo'yicha: tekislik va nuqta;
3) manba materialining turi bo'yicha: germaniy, kremniy, arsenid - galliy va boshqalar.
3.1-rasm - Nuqtali diodlar qurilmasi
Nuqtali diyot n-tipli elektr o'tkazuvchanligi (3.1-rasm), qalinligi 0,1 ... 0,6 mm va maydoni 0,5 ... 1,5 mm2 bo'lgan germaniy yoki kremniy plastinkasidan foydalanadi; unga qo'llaniladigan nopoklik bilan o'tkir sim (igna) plastinka bilan aloqa qiladi. Bunday holda, aralashmalar uchidan asosiy yarimo'tkazgichga tarqaladi, bu esa boshqa turdagi elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan hududni yaratadi. Shunday qilib, igna yaqinida yarim sharsimon shakldagi miniatyura pn-birikmasi hosil bo'ladi.
Kam intensiv maydonlarda elektronlar kam energiyaga ega, shuning uchun ularning deyarli barchasi past energiya darajasiga ega. Ular katta harakatchanlikka ega va maydonning intensivligini oshirib, ularning chidab bo'lmas tezligi keskin 1 ga oshadi va ularning kinetik energiyasi ortadi. Kritik maydon kuchiga erishish uchun elektronlar allaqachon shunday katta kinetik energiyaga ega bo'lib, ular o'tkazuvchi chiziq orasidagi energiya bo'shlig'ini engib o'tishadi. Elektronlar yuqori potentsial energiya darajasida sakrab chiqadi.
Kam harakatchanlik holatida elektron tezligi qanchalik past bo'lsa, mos keladi elektrostatik maydon... Shuning uchun, elektronlar ko'proq darajaga o'tgandan keyin yuqori daraja energiya, ular chidab bo'lmas tezligini kamaytiradi. Elektronlar kuchli ushlab turiladi va ularning tezligi maydon kuchi ortishi bilan juda kam o'sadi. Yuzaki ko'rinishda, ostonada aniq farq bor. Nemis diodasi qachon taxminan 0,3V oqim chiqarishni boshlaydi diodli diod hali ham butunlay yopiq. Ular egri chiziqlar orasidagi farqni yaratishlari kerak.
Germanium nuqta diodlarini ishlab chiqarish uchun indiy bilan qoplangan volfram simi germanium plastinkasiga payvandlanadi. Indiy germaniy uchun qabul qiluvchi hisoblanadi. Olingan p-tipli germaniy hududi emitent hisoblanadi.
Silikon nuqtali diodlarni ishlab chiqarish uchun n-tipli silikon va silikon uchun qabul qiluvchi sifatida xizmat qiluvchi alyuminiy bilan qoplangan sim ishlatiladi.
Uçurtma texnologiyasi yuqori oqimlarga erishganligi sababli, diodli diodlar foydalanish uchun ko'proq mos keladi. Diyotli diod, hatto oqimning bir necha marta ortishi bilan ham keskinroq xususiyatga ega. Guruch. 3: O'tkazuvchan yo'nalishdagi o'tish joylari shaklini vizual taqqoslash.
Ikkala grafikda ham oqish oqimining harorat bilan ortishi tendentsiyasi mavjud. Shu bilan birga, shirin kuchlanishlarning qiymati bir xil oqimdagi harorat oshishi bilan kamayishi muhimdir. Bu ta'sir ishlatiladi, lekin mohiyatiga ko'ra, bu istalmagan hodisa deb aytish mumkin.
Planar diodlarda pn birikmasi har xil turdagi elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan ikkita yarimo'tkazgich tomonidan hosil bo'ladi va har xil turdagi diodlar uchun o'tish maydoni kvadrat millimetrning yuzdan bir qismidan bir necha o'n kvadrat santimetrgacha (kuchli diodlar) o'zgaradi.
Samolyot diodlari termoyadroviy (fusion) yoki diffuziya usullari bilan amalga oshiriladi (3.2-rasm).
Biz bu muammoni faqat diodlar bilan hal qilamiz, ularda ishlashning harorat sharoitlari bog'liq. Misol uchun, quvvatni almashtirish diodlari, elektr to'sarlari o'zlarining isitishidan ta'sirlanadi. Keyin diodaning harorat stabilizatsiyasi qo'llaniladi. Quvvatsiz oddiy simlar uchun harorat haroratga ta'sir qilmaydi. Shunday qilib, biz diodani qanday barqarorlashtirishimiz mumkin, diod boshqa qismlarni barqarorlashtirishi mumkin. Shunga qaramay, diodli diod ur diodi kabi yuqori emas. Va qorong'uda harorat qanday ta'sir qiladi? Afsuski, yovvoyi tabiatda ham diodlar harorat ko'tarilishiga juda sezgir.

3.2-rasm - Qotishma (a) va diffuziya usuli (b) bilan tayyorlangan tekis diodlarning joylashishi.
Bir tomchi indiy n-tipli germaniy plastinkasiga taxminan 500 ° C haroratda eritiladi (3.2-rasm, a), u germaniy bilan qo'shilib, p-tipli germaniy qatlamini hosil qiladi. P tipidagi hudud asosiy plastinkaga qaraganda yuqori nopoklik konsentratsiyasiga ega va shuning uchun emitent hisoblanadi. Qo'rg'oshin simlari, odatda nikel, germaniyning asosiy plastinkasiga va indiyga lehimlanadi. Agar boshlang'ich material sifatida p-tipli germaniy olinsa, unda surma unga eritiladi va keyin n-tipli emitent hudud olinadi.
Shaffof diodaning transformatsiyasi yo'q qilinadi. Ba'zi turdagi diodlar takroriy zarba bilan ishlaydi. Guruch. 5: Turli diodlarning oqimlarini solishtirish. Diyotning harakati va xususiyatlari haqidagi asosiy ma'lumotlar uning statik bo'lishini ta'minlaydi; Bundan ko'rsatilgan teskari kuchlanishdagi o'tkazuvchanlik oqimi va teskari oqimga mos keladigan o'tkazuvchanlik yo'nalishidagi kuchlanish qiymatini aniqlash mumkin; Ushbu qiymatlarning ruxsat etilgan maksimal qiymatlari cheklangan va ulardan oshib ketish odatda diodaning to'satdan va doimiy shikastlanishiga olib keladi; Ularning amaliy foydalanish doirasini aniqlaydigan diod chegaralari, boshqalar qatorida, maks.
Pn birikmasini ishlab chiqarish uchun diffuziya usuli nopoklik atomlarining asosiy yarim o'tkazgichga tarqalishiga asoslanadi (3.2-rasm, b). P-qatlamni yaratish uchun boshlang'ich material yuzasi orqali qabul qiluvchi elementning (kremniy uchun bor yoki alyuminiy, germaniy uchun indiy) diffuziyasi qo'llaniladi.