Жұмыс. Жартылай өткізгішті диодтар

1. Жұмыстың мақсаты.

Жұмыспен танысу, жартылай өткізгішті диодтардың негізгі сипаттамасы мен қолданылуы – түзеткіш диод, реттегіш, Шоттка диоды және жарықтандырғыш диод.

2. Зертханалық модульдің сипаттамасы

Зертханалық жұмыста диодтың 1N4007 түрі қолданылады, реттеуші жартылай өткізгіштің КС162А түрі, жарықтандырғыш диодтың L-5013 түрі және Шоттка диодтан 1 N5819 түрі қолданылады. Жартылай өткізгіш аспаптардың негізгі зерттелген параметрлері төмендегі 1,2 және 3 кестелерде келтірілген.

1-кесте

Аспап түрі	1 М4007
Түзеткіш, А
Тұрақты қайтымды кернеу, В
Тұрақты түзу сызықты кернеу, В	0,6... 0,8

2-кесте

Аспап түрі	КС168В
Кернеуді реттегіш	6,12...7,48
Минимальды тоқ реттегіш
Максимальды тоқ реттегіш
Максимальды шашыратқыш қуаты

3-кесте

Аспап түрі	1 N5819
Түзеткіш
Тұрақты қайтымды кернеу, В	2,0...4,0
Тұрақты түзу сызықты кернеу, В	0,45... 0,6

Зертханалық модульдің алдыңғы панелі 1-суретте көрсетіледі, онда зерттелген өлшеу құралдарының орналасуы мен жалғанған өткізгіштерінің тізбегі схема түрінде берілген.

Жартылай өткізгішті диодтарлан көп қолданылатыны түзеткіш диодтар, олар бір жақты өткізгіш р_n түрінде қолданылады. Реттеуіш диод деп электр тоғы аумағында кернеуді тоқтан тәуелсіз азайтуы. Ол тоқ және кернеуді, кернеудің жоғары деңгейінде, қорғану тізбегі ретінде қолданылады.

Қалыпты жағдайда реттеуіштің жұмысы қайтымды р_n –ауыстырғыштармен қосылады, жұмыс кернеуі – электр тоғы ауысқанда, жұмыс аумағы вольтамперлі негізге (реттеуші аймақ) – тоқ осіне параллель қайтымды аумақ тармағына айналады. Реттегіш жартылай өткізгіштер негізінен кремнийдің үлкен концентрациясынан түзеткіш иодқа қарағанда 2-3 есе көп жалғасады. Осыған орай өте жұқа қабат тізімі, электр тоғы күшейткіштегі кернеуді азайтуға себеп болады.

Қарапайым реттегіштерде реттеуіштің қасиеттеріне сәйкес реттегіш кернеуді қалыпты жағдайда ұстайды. Қарапайым параметрлік реттегіштің жартылай өткізгішті түрінің сызбасы 3-суретте көрсетілген. Егер келіп тұрған кернеуді реттегіш U_kk қарсылық күшін өзгертпегенде желідегі кернеудің жоғарылауынан күшейеді, яғни волтьамперлі тәрізді реттегіштің болмашы күшеюі кернеудің реттегіш арқылы өтетін Іg тоқтың неғұрлым күшеюіне әкелді.

Осыдан Іб тоғы күшейіп кернеудің I₆ R₆ төмендеуі, R_б яғни кернеудің күшін төмендетіп, әсерін таратуға және кернеудің күшін азайтуға әкеледі.

Келіп тұрған кернеу өзгертілгенде және тоқ күшін өзгерткенде, мысалы, I_в –дан р-реттегіштен өтетін тоқ шамасы артады (I_В – I_{n min} ). Осыдан кейін шығатын кернеу U_m болмашы ғана өзгереді.

Реттегіштің қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін реттеуіштің жұмыс істеу ауқымы Iр_еm min + Iр_еm max аралығынан шыкпауы керек. Сондықтан қарсылық күшінің мынадан алынады:

, мұндағы -

қалыпты тоқ реттегіш ( ˂100 мА)

Жарықтандырғыш диодтың жұмыс істеу принципі сәулелендіргіш рекомбинацияның р_n –ауысу көлемінде кернеудің әсерінен тасымалдаушы зарядтардың шашыратуына негізделген. Сәулелендіргіш рекомбинацияның ауысуы электромагниттік толқындар туғызады, олар (көрінетін) түрлі және инфрақызыл (көрінбейтін) диапазонды болады. Энергияның сәулелендіретін жартылай өткізгіштердің инфрақызылды диопазоны люминафорлы болады және олар түрлі түсті сәулелендіру кезінде көрінбейтін сәулелендіру түзеді. Түстің жарқылдауы люминофордың құрамына байланысты жасыл, қызыл, көк және көгілдір бола береді. Сәулелендіргіш диодтардың маңызды қасиеті қуатты аз тұтынып, жарықтың таза жарқырауының жоғарылығында, жарықтың шағылысу тұрақтылығын жұмыс істеу уақытында және температурадан алатындығында.

Шоттка диодтары металл жартылай өткізгіштердің байланысы негізінде орналасады. Металл мен жартылай өткізгіштердің арасында түзілген шекара электр алмасу кілті болады және бір жақты өткізгіштік қасиетке ие болады. Байланыс кезінде металл-өткізгіштердің потенциальды тосқауылы немесе Шоттка тосқауылы деп атайды. Осындай ауысу кезінде ауданның кіші және жойылмайтын қабаттың әсері болуы тосқауыл көлемінің мардымсыз болуын қамтамасыз етеді (1пФ аспауы керек). Негізгі тасымалдаушыда шашыратқыштың болмауынан онда зарядтардың жинақталуы мен жұтылуы болмайды. Сондықтан ауыспалы процесстердің ұзақтығы. Шоттка диодында тек қана тосқауылды көлемді қайтадан қуат көзіне қоюға негізделген және жана секундтың бір бөлігіндей ғана уақытты алады. Бұл қасиеті Шоттка диодын импульсті құралдарда қолдану тиімді еместігін анықтайды.

Дата добавления: 2015-12-08