ரெக்டிஃபையர் டையோட்கள்

டையோடு - ஒரு p-n சந்திப்பு கொண்ட இரண்டு-மின்முனை குறைக்கடத்தி சாதனம், இது ஒரு பக்க மின்னோட்டக் கடத்தலைக் கொண்டுள்ளது. பல வகையான டையோட்கள் உள்ளன - ரெக்டிஃபையர், பல்ஸ், டன்னல், ரிவர்ஸ், மைக்ரோவேவ் டையோட்கள், அதே போல் ஜீனர் டையோட்கள், வேரிகேப்ஸ், ஃபோட்டோடியோட்கள், எல்இடிகள் மற்றும் பல.

ரெக்டிஃபையர் டையோட்கள்

ரெக்டிஃபையர் டையோடின் செயல்பாடு மின் p - n சந்திப்பின் பண்புகளால் விளக்கப்படுகிறது.

இரண்டு குறைக்கடத்திகளின் எல்லைக்கு அருகில், மொபைல் சார்ஜ் கேரியர்கள் இல்லாத ஒரு அடுக்கு உருவாகிறது (மறுசீரமைப்பு காரணமாக) மற்றும் அதிக மின் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது - என்று அழைக்கப்படுகிறது. தடுப்பு அடுக்கு. இந்த அடுக்கு தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டை (சாத்தியமான தடை) தீர்மானிக்கிறது.

வெளிப்புற மின்னழுத்தம் p - n சந்திப்பில் பயன்படுத்தப்பட்டால், மின்சார அடுக்கின் புலத்திற்கு எதிர் திசையில் ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்கினால், இந்த அடுக்கின் தடிமன் குறையும் மற்றும் 0.4 - 0.6 V மின்னழுத்தத்தில் தடுக்கும் அடுக்கு மறைந்து, மின்னோட்டம் கணிசமாக அதிகரிக்கும் (இந்த மின்னோட்டம் நேரடி மின்னோட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது).

வெவ்வேறு துருவமுனைப்புகளின் வெளிப்புற மின்னழுத்தம் இணைக்கப்படும்போது, ​​தடுக்கும் அடுக்கு அதிகரிக்கும் மற்றும் p — n சந்திப்பின் எதிர்ப்பு அதிகரிக்கும், மேலும் சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்களின் இயக்கம் காரணமாக மின்னோட்டம் ஒப்பீட்டளவில் அதிக மின்னழுத்தங்களில் கூட மிகக் குறைவாக இருக்கும்.

டையோடின் முன்னோக்கி மின்னோட்டம் முக்கிய சார்ஜ் கேரியர்களாலும், தலைகீழ் மின்னோட்டம் சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்களாலும் உருவாக்கப்படுகிறது. ஒரு டையோடு நேர்மறை (முன்னோக்கி) மின்னோட்டத்தை அனோடில் இருந்து கேத்தோடிற்கு செல்லும் திசையில் செல்கிறது.

அத்திப்பழத்தில். 1 வழக்கமான கிராஃபிக் பதவி (UGO) மற்றும் ரெக்டிஃபையர் டையோட்களின் பண்புகள் (அவற்றின் சிறந்த மற்றும் உண்மையான தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகள்) ஆகியவற்றைக் காட்டுகிறது. தோற்றத்தில் உள்ள டையோடு மின்னழுத்தப் பண்பு (CVC) இன் வெளிப்படையான இடைநிறுத்தம், சதித்திட்டத்தின் முதல் மற்றும் மூன்றாவது இருபகுதிகளில் வெவ்வேறு மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்த அளவீடுகளுடன் தொடர்புடையது. இரண்டு டையோடு வெளியீடுகள்: யுஜிஓவில் அனோட் ஏ மற்றும் கேத்தோடு கே ஆகியவை குறிப்பிடப்படவில்லை மற்றும் விளக்கத்திற்காக படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன.

ஒரு உண்மையான டையோடின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு, மின் முறிவின் பகுதியைக் காட்டுகிறது, தலைகீழ் மின்னழுத்தத்தில் சிறிய அதிகரிப்புக்கு மின்னோட்டம் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது.

மின் சேதம் மீளக்கூடியது. பணிபுரியும் பகுதிக்குத் திரும்பும்போது, ​​டையோடு அதன் பண்புகளை இழக்காது. தலைகீழ் மின்னோட்டம் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பை மீறினால், மின் தோல்வி சாதனத்தின் தோல்வியுடன் மீள முடியாத வெப்பமாக மாறும்.

அரிசி. 1. செமிகண்டக்டர் ரெக்டிஃபையர்: a — வழக்கமான வரைகலை பிரதிநிதித்துவம், b — சிறந்த தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு, c — உண்மையான தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு

தொழில் முக்கியமாக ஜெர்மானியம் (Ge) மற்றும் சிலிக்கான் (Si) டையோட்களை உற்பத்தி செய்கிறது.

சிலிக்கான் டையோட்கள் குறைந்த தலைகீழ் மின்னோட்டங்கள், அதிக இயக்க வெப்பநிலை (150 - 200 ° C எதிராக 80 - 100 ° C), உயர் தலைகீழ் மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் தற்போதைய அடர்த்தி (60 - 80 A / cm2 எதிராக 20 - 40 A / cm2) தாங்கும். கூடுதலாக, சிலிக்கான் ஒரு பொதுவான உறுப்பு (ஜெர்மானியம் டையோட்கள் போலல்லாமல், இது ஒரு அரிதான பூமி உறுப்பு).

ஜெர்மானியம் டையோட்களின் நன்மைகள் ஒரு நேரடி மின்னோட்டம் பாயும் போது குறைந்த மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை உள்ளடக்கியது (0.3 - 0.6 V எதிராக 0.8 - 1.2 V). பட்டியலிடப்பட்ட குறைக்கடத்தி பொருட்களுக்கு கூடுதலாக, காலியம் ஆர்சனைடு GaAs நுண்ணலை சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தின் படி, குறைக்கடத்தி டையோட்கள் இரண்டு வகுப்புகளாக பிரிக்கப்படுகின்றன: புள்ளி மற்றும் பிளானர்.

புள்ளி டையோட்கள் 0.5 - 1.5 மிமீ2 பரப்பளவைக் கொண்ட n-வகை Si அல்லது Ge தகட்டை உருவாக்குகின்றன மற்றும் தொடர்பு புள்ளியில் ஒரு எஃகு ஊசி p - n சந்திப்பை உருவாக்குகிறது. சிறிய பகுதியின் விளைவாக, சந்தி குறைந்த கொள்ளளவைக் கொண்டுள்ளது, எனவே அத்தகைய டையோடு உயர் அதிர்வெண் சுற்றுகளில் வேலை செய்ய முடியும்.ஆனால் சந்திப்பு வழியாக மின்னோட்டம் பெரியதாக இருக்க முடியாது (பொதுவாக 100 mA க்கு மேல் இல்லை).

ஒரு பிளானர் டையோடு வெவ்வேறு மின் கடத்துத்திறன் கொண்ட இரண்டு இணைக்கப்பட்ட Si அல்லது Ge தகடுகளைக் கொண்டுள்ளது. பெரிய தொடர்புப் பகுதி ஒரு பெரிய சந்திப்பு கொள்ளளவு மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த இயக்க அதிர்வெண்ணில் விளைகிறது, ஆனால் மின்னோட்டம் பெரியதாக இருக்கலாம் (6000 ஏ வரை).

ரெக்டிஃபையர் டையோட்களின் முக்கிய அளவுருக்கள்:

• அதிகபட்ச அனுமதிக்கக்கூடிய முன்னோக்கி தற்போதைய Ipr.max,

• அதிகபட்ச அனுமதிக்கக்கூடிய தலைகீழ் மின்னழுத்தம் Urev.max,

• அதிகபட்ச அனுமதிக்கப்பட்ட அதிர்வெண் fmax.

முதல் அளவுருவின் படி, ரெக்டிஃபையர் டையோட்கள் டையோட்களாக பிரிக்கப்படுகின்றன:

• குறைந்த சக்தி, 300 mA வரை நிலையான மின்னோட்டம்,

• சராசரி சக்தி, நேரடி மின்னோட்டம் 300 mA - 10 A,

• உயர் சக்தி - சக்தி, அதிகபட்ச முன்னோக்கி மின்னோட்டம் வகுப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் 10, 16, 25, 40 - 1600 ஏ.

பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் துடிப்பு தன்மையுடன் குறைந்த மின்சுற்றுகளில் துடிப்பு டையோட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவர்களுக்கு ஒரு தனித்துவமான தேவை மூடிய நிலையில் இருந்து திறந்த நிலைக்கு குறுகிய மாற்றம் நேரமாகும் மற்றும் நேர்மாறாகவும் (வழக்கமான நேரம் 0.1 - 100 μs). UGO பல்ஸ் டையோட்கள் ரெக்டிஃபையர் டையோட்களைப் போலவே இருக்கும்.

படம். 2. துடிப்பு டையோட்களில் இடைநிலை செயல்முறைகள்: a — மின்னழுத்தத்தை நேரடியாக இருந்து தலைகீழாக மாற்றும்போது மின்னோட்டத்தின் சார்பு, b — தற்போதைய துடிப்பு டையோடு வழியாக செல்லும் போது மின்னழுத்தத்தின் சார்பு

துடிப்பு டையோட்களின் குறிப்பிட்ட அளவுருக்கள் பின்வருமாறு:

• மீட்பு நேரம் Tvosst

• டையோடு மின்னழுத்தம் முன்னோக்கியிலிருந்து தலைகீழாக மாறும் தருணத்திற்கும், கொடுக்கப்பட்ட மதிப்பிற்கு தலைகீழ் மின்னோட்டம் குறையும் தருணத்திற்கும் இடையிலான நேர இடைவெளி இதுவாகும் (படம் 2, a),

• டஸ்ட் என்பது டையோடு வழியாக கொடுக்கப்பட்ட மதிப்பின் நேரடி மின்னோட்டத்தின் தொடக்கத்திற்கும் டையோடில் உள்ள மின்னழுத்தம் நிலையான நிலையில் 1.2 மதிப்பை அடையும் தருணத்திற்கும் இடையிலான நேர இடைவெளியாகும் (படம் 2, பி),

• அதிகபட்ச மீட்பு மின்னோட்டம் Iobr.imp.max., மின்னழுத்தத்தை முன்னோக்கி தலைகீழாக மாற்றிய பின் டையோடு மூலம் தலைகீழ் மின்னோட்டத்தின் மிகப்பெரிய மதிப்புக்கு சமம் (படம் 2, a).

p- மற்றும் n-மண்டலங்களில் உள்ள அசுத்தங்களின் செறிவு வழக்கமான ரெக்டிஃபையர்களை விட அதிகமாக இருக்கும்போது பெறப்பட்ட தலைகீழ் டையோட்கள். அத்தகைய டையோடு தலைகீழ் இணைப்பின் போது முன்னோக்கி மின்னோட்டத்திற்கு குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது (படம் 3) மற்றும் நேரடி இணைப்பின் போது ஒப்பீட்டளவில் அதிக எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, ஒரு வோல்ட்டின் பல பத்தில் ஒரு மின்னழுத்த வீச்சுடன் சிறிய சமிக்ஞைகளின் திருத்தத்தில் அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

அரிசி. 3. தலைகீழ் டையோட்களின் UGO மற்றும் VAC

உலோக-குறைக்கடத்தி மாற்றத்தால் பெறப்பட்ட ஷாட்கி டையோட்கள்.இந்த வழக்கில், அதே குறைக்கடத்தியின் உயர்-எதிர்ப்பு மெல்லிய எபிடாக்சியல் அடுக்கு கொண்ட குறைந்த-எதிர்ப்பு n-சிலிக்கான் (அல்லது சிலிக்கான் கார்பைடு) அடி மூலக்கூறுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (படம் 4).

அரிசி. 4. UGO மற்றும் ஷாட்கி டையோடின் அமைப்பு: 1 — குறைந்த எதிர்ப்புடன் கூடிய ஆரம்ப சிலிக்கான் படிகம், 2 — உயர் எதிர்ப்புடன் கூடிய சிலிக்கானின் எபிடாக்சியல் லேயர், 3 — ஸ்பேஸ் சார்ஜ் பகுதி, 4 — உலோக தொடர்பு

ஒரு உலோக மின்முனையானது எபிடாக்சியல் அடுக்கின் மேற்பரப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது திருத்தத்தை வழங்குகிறது ஆனால் சிறுபான்மை கேரியர்களை மையப் பகுதிக்குள் செலுத்தாது (பெரும்பாலும் தங்கம்). எனவே, இந்த டையோட்களில் அடிப்படை சிறுபான்மை கேரியர்களின் குவிப்பு மற்றும் மறுஉருவாக்கம் போன்ற மெதுவான செயல்முறைகள் எதுவும் இல்லை. எனவே, ஷாட்கி டையோட்களின் மந்தநிலை அதிகமாக இல்லை. இது ரெக்டிஃபையர் தொடர்பின் (1 - 20 pF) தடுப்பு கொள்ளளவின் மதிப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

கூடுதலாக, ஷாட்கி டையோட்களின் தொடர் எதிர்ப்பானது ரெக்டிஃபையர் டையோட்களை விட கணிசமாகக் குறைவாக உள்ளது, ஏனெனில் உலோக அடுக்கு எந்த, அதிக டோப் செய்யப்பட்ட, குறைக்கடத்தியுடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது குறிப்பிடத்தக்க மின்னோட்டங்களை (பத்துக்கணக்கான ஆம்பியர்ஸ்) சரிசெய்ய ஷாட்கி டையோட்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. அவை பொதுவாக உயர் அதிர்வெண் மின்னழுத்தங்களை (பல மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரை) சரிசெய்ய இரண்டாம் நிலைகளை மாற்றுவதில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பொட்டாபோவ் எல்.ஏ.