고유 반도체: 완전히 순수하고 구조적으로 손상되지 않은 반도체 결정(열 효과/고유 여기로 인해 자유 전자와 정공이 생성됨)
매거진 반도체
N형 반도체
P(공여체 불순물) 등 5가 원소 혼입
자유전자는 다수 캐리어이고 정공은 소수 캐리어이다
도너 불순물은 전자, 양전하를 띤 양이온을 제공합니다.
P형 반도체
B(억셉터 불순물) 등 3가 원소의 혼입
자유전자는 소수캐리어, 정공은 다수캐리어
수용체 불순물의 정공은 전자를 포획하여 음전하를 띠는 음이온이 됩니다.
PN 접합
P형 반도체와 N형 반도체는 실리콘 판 위에 서로 다른 공정을 거쳐 만들어지며, 그 경계면에 특별한 물리적 성질을 지닌 얇은 층이 형성됩니다. 안정 공간전하 영역, 고저항 영역, 공핍층
형성: 농도 차이 - 다중 캐리어의 확산 이동 - 매거진 이온이 공간 전하 영역을 형성합니다. - 공간 전하 영역이 내부 전기장을 형성합니다(내부 전기장은 소수 캐리어의 표류를 촉진하고 다중 캐리어의 확산을 방지합니다) - 동적 균형에 도달합니다( 확산 전류 = 드리프트 전류, 총 전류는 0)
단방향 전도성
순방향 전압(순방향 바이어스) Up>Un: 외부 전기장은 내부 전기장을 약화시키고 다수 캐리어의 확산을 촉진하며 소수 캐리어의 드리프트를 방해합니다. 공간 전하 면적이 더 좁아지고 PN 접합의 저항이 낮습니다(내부 전계가 양이온에서 음이온으로 향함).
역전압(역바이어스) Up<Un: 외부 전계가 내부 전계를 강화하여 다수 캐리어의 확산을 방해하고 소수 캐리어의 드리프트를 촉진합니다. 공간 전하 영역은 더 넓어지고 PN 접합의 저항성은 높아집니다.
전류 방정식(중요하지 않음): 실온에서 Ut=26mV
볼탐페어 특성
순방향 전도: 데드존 전압 0.5/0.1V 극복, 전도 전압 0.7/0.2V
역방향 컷오프
역방향 항복: 항복 전압 Ubr
용량성 효과
장벽 용량 Cb: 공간 전하 영역의 변화에 의해 형성됨
확산 용량 Cd: 확산 과정에서 다수 캐리어가 축적됩니다.
접합 용량: Cj=Cb Cd. 낮은 주파수를 무시하고 높은 주파수를 고려하십시오.
2. 반도체 다이오드
반도체 구조
반도체 다이오드 특성 곡선 및 매개변수
최대 정류 전류 If: 장기간 작동 중에 도체 다이오드를 통과할 수 있는 최대 순방향 평균 전류입니다. 한계를 초과하면 쉽게 손상될 수 있습니다.
역방향 항복 전압 Ubr
최대 역방향 작동 전압 Urm=1/2Ubr
역전류 Ir: 누설전류, 포화누설전류는 Is
최대 작동 주파수 fm: 다이오드가 상태를 전환하는 데 시간이 걸립니다.
전극간 용량
DC 저항: DC 전원 공급 장치. Rd=Udq/Idq
미세변수 저항: rd=Ut/Idq(Ut=26mV)
3. 반도체 다이오드의 응용회로
다이오드 모델
DC 모델
DC 전원 공급 장치 및 AC 대신호 회로에 작용합니다.
이상적인 모델
정전압 강하 모델
폴리라인 모델
지수 모델
커뮤니케이션 모델
AC 소신호 회로에 작용
작은 신호 모델
다이오드 응용회로 분석
정류기 회로: 입력 양극 전압을 단극 출력으로 변환합니다. 이상적인 모델을 사용하십시오. 다이오드는 스위치 역할을 하며 전기를 한 방향으로 전도합니다.
제한 회로: 정전압 강하 모델을 사용합니다. 다이오드는 단방향 전도성을 가지며 전도 후에도 전압은 변하지 않습니다. (분석방법 : 접지점을 찾아 다이오드를 분리하고 양단의 전압을 분석한 후 온오프 여부를 논의하여 구하는 전압)
스위치 회로: 다이오드의 전도 및 차단은 스위치의 켜짐 또는 꺼짐과 동일하므로 일부 논리적 관계를 실현합니다(분석 방법: 먼저 켜짐 또는 꺼짐이라고 가정하고 양단의 전압에 대해 논의합니다. 가정이 true, 찾을 전압을 찾습니다.)
4. 특수 다이오드
제너다이오드
전압 조정기 튜브의 항복 상태 전압은 Ubr=Uz에서 일정합니다. 역항복 동안 전류가 넓은 범위 내에서 변하면 작은 전압 변화만 발생합니다.
응용회로
저항 기능: 전류 제한 기능, 전압 조정기 튜브 보호; 입력 전압 또는 부하 전류가 변경되면 저항기의 전압 강하 변화를 통해 오류 신호가 출력되어 전압 조정기의 작동 전류를 조정합니다. 튜브를 사용하여 전압을 안정화시킵니다.