TARTALOMJEGYZÉK
- Mi az alagútdióda
- Alagútépítés
- VI jellemzői
- Kapcsolási rajz
- Szimbólum
- Alkalmazási területek
- Mi az a Schottky dióda?
- VI jellemzői
- Áramköri diagram és szimbólum
- Alkalmazási területek
Mi az alagútdióda?
Az alagútdióda meghatározása:
"Az alagútdióda egy olyan félvezető dióda, amelynek ténylegesen negatív ellenállása van az "alagútképző hatásként" ismert kvantummechanikai következmény miatt.
A kimerülési réteg a csomópontnál potenciálgátból áll. A potenciálgát általában akadályozza a hordozók áramlását a csomópont egyik oldaláról a másikra. Ha a szennyeződés koncentrációja jelentősen megnő, a készülék jellemzői teljesen megváltoznak. Egy új Esaki dióda megadta a helyes elméleti magyarázatot a dióda volt-amper karakterisztikájára.
Mi az alagúthatás a félvezetőkben?
Az alagúthatás vagy alagútképző jelenség:
"Az alagútképzés egy tisztán kvantummechanikai eljárás, amellyel egy mikroszkopikus méretű részecske beszivároghat a potenciálgátba még akkor is, ha a beeső részecske energiája kisebb, mint a potenciálgát."
A csomópont szélessége-mérete fordítottan arányos a szennyezőanyag-koncentráció négyzetgyökével. Ezt a kvantummechanikai viselkedést „alagútnak” nevezik, és ezeket a nagy szennyeződéskoncentrációjú pn átmenet eszközöket alagútdiódáknak nevezik.
Az alagútdióda szimbóluma:
Az alagútdióda jellemzői:
Az alagútdióda remek vezető az ellenkező irányban. Kis előremenő feszültség esetén az ellenállás is kisebb. A jelenlegi IP csúcsáram néven ismert, a V feszültségnek felel megP, az áram/feszültség arány változása (dI/dV) 0 marad. Az alagútdióda negatív ellenálláskarakterisztikát jelenít meg, amely magában foglalja az I csúcsáramotP és minimális érték IV völgyáramként ismert.
A völgyben V feszültségV, ahol I=IV, a vezetőképesség '0', és ettől a ponttól távolabb az ellenállás pozitív lesz. A V csúcs előremenő feszültséghezP, az áramlat ismét érinti az IP több alkalmazott feszültség esetén az áramerősség tovább növekedhet.
Ezen jellemzők érdekében az alagútdióda több eszközben is használható, például impulzusos és digitális alkalmazásokban.
A negatív ellenállás -RD minimum I között vanV és énP pont. A soros ellenállást általában ohmos ellenállásnak nevezik (RS). A soros induktivitás (LS) a kapocshossz és a geometria befolyásolja. A csomóponti kapacitás CD a torzítástól függ, és általában a völgy pontján mérik. A gyakorlatban nanoszekundum nagyságrendű kapcsolási időket alkalmaznak, és már 50 pikomásodperces kapcsolási időket is sikerült elérni.
Az alagútdióda anyagai:
A Kereskedelmileg leggazdaságosabb alagútdiódák germánium és gallium-arzenid félvezetőkből készülnek. Nehéz fém alagútdiódát előállítani magas I arány használatávalP/IV vagy a csúcstól völgyig tartó áramlattal.
Tipikus alagútdióda paraméterek
A fenti táblázatból összefoglalhatjuk ezen eszközök fontos statikai jellemzőit. A táblázatban szereplő feszültségértékeket elsősorban az adott félvezető határozza meg, és szinte függetlenek a névleges áramerősségtől. A csúcsáram (IP) a szennyeződés koncentrációja és a csomópont területe méri.
Mik az alagútdióda előnyei és hátrányai?
Az alagútdiódák előnyei
- alacsony zajszint
- Egyszerűség.
- nagyobb működési sebesség
- Szélsőséges környezettel szembeni ellenállás.
- Kisebb teljesítményigény.
- Viszonylag olcsóbb.
Az alagútdióda hátrányai
- Az alagútdiódák kétterminális eszközök, így nincs elválasztás a kimenet és a bemenet között. Néha ez komoly áramkör-tervezési nehézségekhez vezethet.
- Alacsony kimeneti feszültség kilengést kaptunk.
Mi az a Schottky Barrier Dióda?
Az 1900-as évek elején használt legkorábbi gyakorlati félvezető készülékek közé tartozik a fém-félvezető dióda. A diódát, amelyet pontkontaktus diódának is neveznek, úgy hozták létre, hogy egy fém alkatrészt egy csupasz félvezető felületbe erősítettek. Ezek a fémes félvezető diódák nem voltak könnyen megkettőzhetők vagy automatikusan megbízhatóak, és a pn metszésponttal helyettesítették őket. A félvezető- és vákuumtechnológiákat azonban jelenleg reprodukálható és megbízható fémek gyártására használják.
A Schottky-dióda szimbóluma:
A Schottky Barrier Dióda minőségi tulajdonságai:
A fém és félvezető sáv diagramja szétválasztva (fent) és érintkezéskor (alul).
Feltárásra kerül egy adott fém és n-típusú félvezető tökéletes energiasávdiagramja az érintkezés megalkotása előtt. A vákuumszintet viszonyítási szintként használják. A Ø paraméterm az, hogy a fémmegmunkálási funkció, ØS a félvezető munkafüggvénye, és X-et elektronaffinitásnak nevezik. Annak érdekében, hogy a fermi szint folytonossá fejlődjön az egész rendszerben termikus stabilitásban, a félvezetőben lévő elektronok az ötvözetből az alacsonyabb energiájú állapotokban áramlanak. A pozitív töltésű donor atomok a félvezetőben maradnak egy tértöltési régiót kialakítva.
A Schottky-dióda feszültség-áram (VI) jellemzői:
A fém félvezető Schottky-dióda IV karakterisztikája általános alakja hasonló a szabványos pn átmenet diódáéhoz.
PN átmenet dióda VS Schottky dióda:
| Vizsgált paraméter | PN JUNCTION DIÓDA | SCHOTTKY DIÓDA | ||
| Polaritás | Ez egy bipoláris eszköz | Ez egy unipoláris eszköz | ||
| Csomópont | Félvezető-félvezető csomópont volt benne. | Félvezető-fém csatlakozással rendelkezik | ||
| Feszültségesés | Nagy előremenő feszültségesés | Alacsonyabb előremenő feszültségesés | ||
| Állami veszteség | Az állami veszteségek több lesz | Alacsony állami veszteség | ||
| Alkalmasság | Alkalmas alacsony frekvenciájú alkalmazásokhoz | Alkalmas nagyfrekvenciás kapcsolási alkalmazásokhoz | ||
A Schottky-dióda alkalmazásai:
- A Schottky-dióda egyenirányítóként használható kapcsolóüzemű tápegységekben (SMPS)
- A Schottky-diódák különféle napelemes alkalmazásokban használhatók.
- Különböző logikai kapu-megvalósításokban használatosak
- A Schottky dióda AC-DC átalakító áramkörhöz használható.
- Különbözőben detektor alkalmazások alkalmaznak is.
Ha többet szeretne megtudni a diódákról kattints ide
