Dioda semiconductoare - Variante constructive de diode semiconductoare

Variante constructive de diode semiconductoare

Se pot realiza si diode Schottky, cu functii asemanatoare diodelor realizate cu jonctiuni pn.

Diodele Schottky se realizeaza prin contact metal-semiconductor de tip redresor, de obicei Al cu SiN slab dopat cu impuritati (<

- la contact se formeaza o bariera de potential si o regiune de sarcina spatiala extinsa numai in semiconductor. Rezulta ca dioda Schottky functoneaza numai cu purtatori majoritari.

- la echilibru termodinamic curentul prin dioda este nul prin compensarea celor doua componente de electroni ce depasesc cele doua bariere de potential, si .

- la polarizare directa () bariera semiconductor-metal se micsoreaza si creste numarul de electroni ce trec din semiconductor in metal; apare curent direct care asculta de relatia:

- la polarizare inversa (), bariera de potential creste si fluxul de electroni de la semiconductor spre metal scade foarte mult.

Proprietati:

- caderea de tensiune directa este mai mica (circa la jumatate) decat la o dioda bazata pe jonctiune pn (regiunea de trecere se extinde numai in semiconductor);

- in regim dinamic conteaza numai rezistenta diamica si capacitatea de bariera (capacitatea de difuzie nu exista deoarece nu sunt purtatori minoritari de sarcina) →functionare foarte buna la frecvente mari si in comutatie (timpi de comutatie mai mici de 100 ps).

Diode de semnal mic - diverse utilizari

parametri: - curentul maxim direct admisibil - 50 - 100 mA

- tensiunea invers maxim admisibila - 20 - 100 V

- putere disipata maxim admisibila - 150 mW

2. Diode redresoare - utilizare in conversia ca→cc pentru frecvente de pana la 400 Hz

- curentul maxim direct admisibil - 10 mA - 100 A

- tensiunea invers maxim admisibila - 10 - 1000 V

- putere disipata maxim admisibila - 0,1 - 100 W

(se pot utiliza si sub forma de punti redresoare)

3. Diode de detectie - demodularea semnalelor, functioneaza la frecvente mari si foarte mari, dar la puteri mici. Pot fi diode cu jonctiuni sau diode Schottky.

4. Diode varicap - cu utilizare in circuite acordate, oscilatoare, filtre, la care se foloseste dependenta capacitatii de bariera a diodei de tensiunea inversa aplicata; capacitatea de bariera este proportionala cu aria jonctiunii:

5. Diode de comutatie utilizate in circuite de comutatie; parametrii principali ii reprezinta timpii de comutatie directa si inversa; de obicei, parametrii referitori la marimile maxim admisibile nu sunt limitativi.

6. Diode Zener se bazeaza pe fenomenul de multiplicare in avalansa. tensiunea stabilizata este cuprinsa intre 3V si 100V iar curentul prin dioda este de ordinul a 10 - 100 mA, in functie de puterea diodei.

7. Diode Tunel (Esaki) sunt de tipul P+N+ la care surplusul de purtatori trece peste bariera de purtatori prin efect tunel; are caracteristica cu rezistenta negativa si se foloseste in circuite care functioneaza la frecvente mari sau in circuite de comutatie.

8. Fotodiode (fotoelemente) sunt diode cu jonctiuni sau de tip Schottky la care radiatiile luminoase pot patrunde prin capsula si sunt    absorbite de materialul semiconductor - ca urmare se intensifica procesul de generare de perechi electron-gol si se modifica curentul de saturatie al diodei. Se foloseste numai cu polarizare inversa.

9. Diode electroluminiscente (LED) sunt realizate din jonctiuni de tipul GaAs, semiconductor cu banda interzisa de circa 1,6 -1,7 eV. In urma recombinarilor directe, se emit cuante de lumina in spectrul vizibil, cu diferite culori. Functioneaza numai la polarizare directa.

10. Diode generatoare si amplificatoare de microunde (IMPATT, TRAPATT, BARIT) - functioneaza dupa alte principii fizice.