Классификация және белгілену жүйесі

I - берілген қүралдың шашыратқыш қуатының шегімен анықталады.

U - тура номиналдың ток шамасындағы диодтағы кернеу. Стабилитрондарда базаның меншікті кедергісіне байланысты туннельді, көшпелі және аралас тесіп өтулер орын алады. Төмендегі омды стабилитрондарда (төменгі вольты 5,7 В дейін) туннельді тесіп өту, ал жоғарғы омды базада (жоғарғы вольттік) көшпелі тесіп өту болады.

Стабилитронның негізгі параметрлері:

Uтұр     -тұрақтандыру кернеуі

Імі  тұрақтандырудың минималды жіберілетін тогы

Імакс.тұр - тұрақтандырудың максималды жіберілетін

тогы

rтұр - стабилитронның дифференциалды кедергісі (тесіп өту аймағында)     rтұр = du / di.

ааUmұр    - түрақтандыру кернеуінің температуралық коэффициенті. 
Uтұр, Імин.тұр, Імакс.тұр  шамаларын он деп көрсетеміз.

Стабилитронды кері ток кезінде модулі бойынша Iмин тура аз болса, пайдалану ұсынылмайды, себебі кернеуді түраңтандыру бүл қанағатсыз болады. Ал, егер кері ток модуль бойынша І макс. тура үлкен болса,

стабилитрон қызады да, жылулық тесіп өту басталып, кұрал істен шығады. Неғүрлым tm шамасы аз болған сайын, кернеу тұрақтылығы үлкен болады.

аатура -тұрақтылығының қатынасының қоршаған орта температурасының өзгеруінің абсолюттік қатынасына байланысты.

1.11-сурет Стабилитронның  вольт-амперлік сипаттамасы

Кей кезде стабилитрон көшпелі тесіп өту тура бағытта жүмыс істейтін диодқа тізбектей қосылады. Диодта сәйкес келетін температура коэффициенті теріс және ол стабилитронның оң коэффициентін компенсациялайды.

Д814Д  стабилитроны үшін Імин.тура=3 мА, Імакс тұр =24 мА, Егер икір кернеуі үлкен болса, онда стабилитрон тесіп өту режимінде болады, ал осы кернеудің өзгеруі іс жүзінде ишыг кернеу өзгеруін тудырмайды (икір кернеу өзгеруінде, тек ток і жөне иr өзгереді).

Тесіп өту режимінде қалыптаспаған тасымалдаушылардың инжекциясы болмайды, сондықтан артық зарядтардың жиналуы жоқ. Сол себептен стабилитрон шапшаңдықты құрал болып табылады және импульсті схемада жүмыс істейді.

 

                             1.5 Стабистор

 

Бұл жартылай өткізгішті диод, оның кернеуі (0,7В шамасында) тура қосылғанда токқа аз байланысты болады (сәйкес бөлімшедегі тура тармақ тігінен болады). Стабистор аз кернеуді тұрақтандыру үшін арналған.

 

                              

 

                             1.6 Шоттка диоды

 

Шоттка диодында р-п алмасуы орындалмайды, түзеткіш контакт металл-жартылай өткізгіш ңолданылады. Шоттка диодының графиктік белгі шарты 1.6, ә-суретінде көрсетілген. Сәйкес зоналық диаграмманы қарастырайық (1.13-сурет).

п- түрдегі металл-жартылай өткізгіштің түзеткіш контактісі үшін потенциалдар контактісінің айырмасы І = Цм +ЦЖ0. Өткізу аймағына сәйкес, металға қарағанда жартылай өткізгіштің энергетикалық деңгейі үлкен. Сондықтан металл мен жартылай өткізгіштің қосылуынан соң жарты электрондар жартылай өткізгіштен металға өтеді. Бұл п- түріндегі жартылай өткізгіштегі электрондардың азаюына әкеледі. Жарты-лай өткізгіште бос электрлерді тасымалдаушылар бар аимақ пайда болады, олардың меншікті кедергісі жоғары болады. Өту аймағында көлемді зарядтар шығады және потенциалдың тосқауыл пайда болады, ол электрондардың жартылай өткізгіштен металға өтуіне кедергі керсетеді.

1.13- сурет шоттка диодының зоналық  диаграммасы

 

Егер сыртқы кернеу көзін металға, ал минусын п-түрдегі жартылай өткізгішке қосса, онда потенциалдың тосқауыл төмендейді жөне өту арқылы тура ток ағады. Қарама-қарсы қосылыста потенциалды тосқауыл өседі және ток өте кіші шамада болады.

Шоттка диодының жұмысында негізгі емес тасымалдаушы инжекциясы болмайды және сәйкес жинақталу мен тартылу құбылысы да жоқ, сондьщтан Шоттка диоды өте шапшаңдықты құрал болады.

Олар ондаған гигагерц (Г Гц = 1ЧЧ109Гц)жиілігінде жұмыс істейді. Шоттка диодының кремнийлі құралдарға қарағанда тогы және кіші тура кернеуі - 0,5 В шамасында аз болады. Максималды мүмкіндікті тура ток - ондаған және жүздеген амперді құрайды, ал максималды мүмкіндікті кернеу - жүздеген вольт.

Мысал ретінде импульстік қондырғының жұмысына арналған Шоттка тосқауылмен (Шоттка диоды) КД923А кремнийлі диодтың вольт-амперлік сипаттамасын алуға болады.

 

 

1.14-сурет КД923 Акремнийлі диодтың  вольт- амперлік сипаттамасы

 

Варикап

Варикап - бұл конденсатор ретінде қолданылатын, сыйымдылық шамасы кернеу арқылы басқарылатын жартылай өткізгішті диод. Варикаптың графиктік шартты белгісі 2.6, б-суретте көрсетілген.

Варикап диодына кері кернеу түседі, сондықтан варикаптың сыйымдылық, тосқауылы кері кернеу өскен сайын (модуль бойынша) төмендейді. Варикап сыйымдылығының өзгеруі қарапайым диодтың өзгеру сипаттамасына ұқсас. Мұндай конденсатордың сыйымдылығы кері кернеу кезіндегі р- п- өту сыйымдылығы болып табылады. Кері кернеудің мәнін өзгерте отырып, р- п- өту кеңдігін басқаруға болады.

 

1.4 Р-п- өту қабатының тесіп өтуі

 

Тесіп өту деп өтудің кері байланыс кезіндегі жүмыс режимінің күрт өзгеруін айтады.

Тесіп өту басталғаннан кейін кері токтың өсу әсерінен кері кернеу де өседі. Кері кернеу өзгеріссіз болса немесе азайса да (модулі бойынша), тесіп өту процесінде ток өсуі мүмкін. Р- п- өтудің вольт-амперлік сипаттамасьщ бейнелейік (2.15-сурет).

 

Тесіп өту басында өтудің дифференциалдық кедер-

гісі гдиФ = du/di КҮРТ азаяды

кері кернеу гдиф<0 (мо-дулі бойынша) азайған сайын ток өседі

1.15-сурет. Р-п-өтудің волът-амперлік сипаттамасы

р-п — өтудің тесіп өту негізінде үш негізгі физикалың факторлар жатыр:

р- п- өтудің туннельді тесіп өтуі (Зенер құбылысы, эффект);

р- п- өтудің көшкінді тесіп өтуі;

р- п- өтудің жылулық тесіп етуі.

Туннельді және көшкінді тесіп өтулерді электрлік тесіп өту дейді. Барлық үш түрлі тесіп өтулерді қарастырайық.

Туннелъді тесіп өту

Оны осы құбылысты алғаш сипаттаған ғалымның атымен зенерлік тесіп өту деп те атайды. Туннельді тесіп өтудің механизмін түсіндіру үшін р- п- өтудің сәйкес аймақтық диаграммасын бейнелейік.

Егер валентті зона және өткізгіш зона арасындағы арақашықтық (кеңдігі, тосқауыл жуандығы) жеткілікті аз болса, онда туннельді эффект құбылысы пайда болады. Туннельді тесіп өтур- п- өтуде базалы түрге ие, оның, меншікті кедергісі төмен болады.

 

1.16-сурет.Тунельді тесіп өту механизімін түсіндіретін p-n өту

                  қабатының зоналық диаграммасы

 

Көшкінді тесіп өтудің механизмі газдағы ионизация соғуының механизмі сияқты (1.17-сурет).

1.17-сурет. Көшкінді тесіп өту  механизмін түсіндіретін схема

Саңылау (немесе электрон) атоммен соғылғанда атом ионизациясына қажетті энергиясын табады да, одан көшкінді тесіп өту пайда болады. Заряд тасымалдау-Шы соққыға дейін арақашықтығын бос жүгіру уақыты Деп атайды. Көшкінді тесіп өту жоғарғы Омдық базалы өтулерде орын алады.

 

 

1.5 Жылулық тесіп өту

 

Жылулық тесіп өтуден токтың өсуі р - п өту аймағында жартылай өткізгіштің қызуымен түсіндіріледі, соған сәйкес меншікті өткізгіштік те өседі. Жылулық тесіп өту теріс дифференциалды кедергімен сипатталады. Егер жартылай өткізгіш кремний болса, онда кері кернеуді өсіргенде жылулық тесіп өту электрліктен кейін пайда болады (электрлік тесу кезінде жартылай өткізгіштік қызады да, жылулық тесіп өту басталады). Электрлік тесуден кейін р-n өту өз қасиеттерін өзгертпейді. Жылулық тесіп өтуден кейін жартылай өткізгіштік жеткілікті түрде қыза алмаса, өтудің қасиеттері тұрақты өзгереді (жартылай өткізгішті құрал істен шығады).

 

 

 

 

 

              2. Классификация және белгілену жүйесі

     

 

     Қазіргі кездегі жартылай өткізгішті диодтар өзінің қызметі, физикалық қасиеті, негізгі электрлік параметрі және құрылымды-технологиялық белгісі бойынша классификацияланады.

Белгілену жүйесі бойынша:

• бірінші элемент - сан немесе әріп, жартылай өткізгіш материалын көрсетеді;
• екінші элемент - әріп, құралдың класс түрін анықтайды;
• үшінші элемент - сан, құралдың негізгі функционалды мүмкіндігін көрсетеді;
• төртінші элемент - сан, өңдеу нөмірін көрсетеді;
• бесінші элемент - әріп, жалпы технология бойынша орындалған құралдың классификациясын анықтайды.

Жартылай өткізгіштік материалдың шарты келесі символдарды қолданады:

Г немесе 1-германий немесе оның қосылуын; К немесе 2-кремний немесе оның қосылуын; Л немесе 3-галлий қосылуын; И немесе 4-индий қосылуын.                                                  

                                                                                                      

.

Шодтардың класс түрін келесі символдар анықтайды:

д-түзеткіш және импульсті диод;

ц-түзеткіш бағана және блок;

В-варикап;

И-туннельді диод;

А-жоғарғы жиілікті диод;

С-стабилитрон;

Г-генератор шуылы;

Л-сәуле таратңыш оптоэлектрон құралдары.

Құралдың пайдалану белгісі келесі шартпен анықталады:

Диодтар (Д):

1-тұақты және орташа 0,3 А мәндегі тура токтан аспайтын түзеткіш диод;

2-тұақты және орташа 0,3 А мәндегі тура токтан аспайтын, бірақ 10 А жоғары емес түзеткіш диод;

3-кері кедергісі 500 нс аспайтын қайта құру уақыттағы импульстік диод;

4-кері кедергісі 150 нс аспайтын, бірақ 500 нс жоғары емес қайта құру уақыттағы импульстік диод;

5-қалыптастыру уақыты 30... 150 нс импульстік диод;

6-қалыптастыру уақыты 5...30 нс импульстік диод;

7-қалыптастыру уақыты 1...5 нс импульстік диод;

8-негізгі емес заряд тасымалдаушы 1 нс жетпейтін импульстік диод.

Түзеткіш баганасы жэне блоктар (Ц класы):

1-ту ток 0,3 А аспайтын түрақты және орта мәнді бағаналар;

2-тура ток 0,3... 10 А аспайтын тұрақты және орта бағаналар;

3-тура ток 0,3 А аспайтын тұрақты және орта мәнді блоктар;

4-тура ток 0,3...10 А аспайтын тұрақты және орта мәнді блоктар;

Варикаптор (В класы): 1-қатарлы варикап; 2-көбейткіш варикап.

Туннелъді диод (И класы): 1-күшейткііп туннельді диоды; 2-генераторльщ туннельді диоды; 3-ауыстырғыш туннельді диоды; 4-бағытталған диод.

Жогаргы жиілікті диодтар (А класы): 1-араластырғыш диод; 2-детекторлық диод; 3-күшейткіш диод; 4-параметрлік диод;

5-ауыстырғыш және шектегіш диод; 6-көбейткіш жөне күйге келтіру диоды; 7-генераторлық диод; 8-импульсті диод.

Стабилитрондар (С класы):

1-қуаттылығы 0,3 Вт-тан, номиналды тұрақтылық кернеуі 10 В аспайтын стабилитрон;

2-қуаттылығы 0,3 Вт-тан, номиналды тұрақтылық кернеуі 10-100 В аспайтын стабилитрон;

3-қуаттылығы 0,3 Вт-тан, номиналды тұрақтылық кернеуі 100 В аспайтын стабилитрон;

4-қуаттылығы 0,3-5 Вт-тан, номиналды  тұрақтылык кернеуі 10 В аспайтын стабилитрон;

5-қуаттылығы 0,3-5 Вт-тан, номиналды  тұрақтылық кернеуі 10-100 В аспайтын стабилитрон;

б-қуаттылығы 0,3-5 Вт-тан, номиналды тұрақтылык кернеуі 100 В аспайтын стабилитрон;

7-қуаттылығы 5-10 Вт-тан, номиналды тұрақтылық кернеуі 10 В аспайтын стабилитрон;

8-қуаттылығы 5-10 Вт-тан, номиналды тұрақтылык кернеуі 10-100 В аспайтын стабилитрон;

9-қуаттылығы 5-10 Вт-тан, номиналды тұрақтылы К кернеуі 100 В аспайтын стабилитро;

Щуыл генераторы (Г класы):

1-төменгі жиілікті шуыл генераторы;

2-жоғарғы жиілікті шуыл генераторы;

Қосымша белгілік элемент ретінде келесі символдар колданылады:

1-9 сандар - құралдың электрлік параметрін немесе оның құрылымын өзгеріске келтіретін модификациялық белгі;

С әріпі - электрлік немесе біріңғай шығыстармен косылмаған, бір жалпы корпуста топтастырылған -жинақ белгісі;

Қцралдарды белгілеу мысалы:

2Д204В - В тобындағы өңдеу нөмірі 04, тұрақты және орташа ток мәні 0,3-10 А кремнийлі түзеткіш диоды.

2 Д 2   04 В

 

2 түрі В

04 жасалу номері

2  үлкен қуатты

Д  түзетуге арналган

2  кремнийлік

КС620А - А тобындағы, өңдеу нөмірі 20, номиналды кернеу тұрақтылығы 100 В асатын, қуаты 0,5-5 Вт, кремнийлі стабилитрон.

ЗИ309Ж - Ж тобындағы, өңдеу нөмірі 0, 9, арсенид-галийлі ауыстырғыш туннельді диод.

 

 

 

                   2.1 Жартылай өткізгіш диодтар. Түзеткіш диодтар.                                                                                                                                                   Стабилитрондар,шала өткізгіш диод, варикап, фотодиодтар

 

 

Шала өткізгішті диод, бір ғана р –n ауысымы бар және кристалдан  ішкі екі шығысы бар әртүрлі электр өткізгіштігі бар электртүрлендіргіш жартылай өткізгішті аспап. Осы р –n ауысым барлық шала өткізгіштің қасиеттерін, техникалық параметрлерін анықтайды. Шала өткізгішті р –n ауысым кристалы салынған диодтың корпусы және кристалды бекітетін басқа да конструктивті элементтер корпуста диодтың эксплуатациялық сипаттамасын қамтамасыз етеді. Олар, температура әсері кезіндегі орнықтылық, вибрациялы жүктеме т.б.

Шала өткізгішті диод (вентиль) біреуі электрондық өткізгішті n – тектес , ал екіншісі кемтіктік өткізгішті р –тектес бар екі шала өткізгіштердің түйіспелік қосылысы болып табылады. n – шала өткізгіште электрондардың үлкен концентрациясы болуы нәтижесінде олар бірінші шала өткізгіштен екіншісіне қарай диффузия жасап өтеді. Дәл осылай екінші р – тектес шала өткізшгіштегі бірінші n – тектес шала өткізгіштің жұқа шекаралық қабатында оң заряд болады. Ал, р – тектес шала өткізгіштің шекаралық қабатында теріс заряд пайда болады. Осы екі қабат арасында потенциалдар айырмасы пайда болады  және электрондар мен  кемтіктердің бір шала өткізгіштен екіншісіне диффузия жасауына бөгет болатын кернеулігі Е электр өрісін тудырады. Сөйтіп екі шала өткізгіштің шекарасында заряд тасушылардан айырылған және үлкен кедергісі бар жұқа қабат пайда болады. Бұл қабат жапқыш немесе р –n ауысым деп аталады.