Основные параметры импульсных диодов

1. Общая емкость диода Сд (доли пФ—несколько пФ).

2. Максимальное импульсное прямое напряжение.

3. Максимально допустимый импульсный ток.

4. Время установления прямого напряжения диода t_уст— интервал времени от момента подачи импульса прямого тока на диод до достижения заданного значения прямого напряжения на нем—зависит от скорости движения внутрь базы инжектированных через переход неосновных носителей заряда, в результате которого наблюдается уменьшение ее сопротивления (доли не—доли мкс).

5. Время восстановления обратного сопротивления диода t_вос—интервал времени, прошедший с момента прохождения тока через нуль (после изменения полярности приложенного напряжения) до момента, когда обратный ток достигнет заданного малого значения (порядка 0,1I, где I—ток при прямом напряжении.

Наличие времени восстановления обусловлено зарядом, накопленным в базе диода при инжекции. Для запирания диода этот заряд должен быть “ликвидирован”. Это происходит за счет рекомбинаций и обратного перехода неосновных носителей заряда в эмиттер. Последнее приводит к увеличению обратного тока. После изменения полярности напряжения в течение некоторого времени t обратный ток меняется мало и ограничен только внешним сопротивлением цепи. При этом заряд неосновных носителей, накопленных при инжекции в базе диода (концентрация р(х)), рассасывается.

В быстродействующих импульсных цепях широко используют диоды Шотки, в которых переход выполнен на основе контакта металл—полупроводник. У этих диодов не затрачивается время на накопление и рассасывание зарядов в базе, их быстродействие зависит только от скорости процесса перезарядки барьерной емкости. Вольт-амперная характеристика диодов Шотки напоминает характеристику диодов на основе p-n-переходов. Отличие состоит в том, что прямая ветвь в пределах 8—10 декад* приложенного напряжения представляет почти идеальную экспоненциальную кривую, а обратные токи малы (доли—десятки нА). Конструктивно диоды Шотки выполняют в виде пластины низкоомного кремния, на которую нанесена высокоомная эпитаксиальная пленка с электропровод­ностью того же типа. На поверхность пленки вакуумным напылением нанесен слой металла.

Диоды Шотки применяют также в выпрямителях больших токов и в логарифмирующих устройствах.

Полупроводниковые стабилитроны. Полупроводниковые стабилитроны, называемые иногда опорными диодами, предназначены для стабилизации напряжений. Их работа основана на использовании явления электрического пробоя р-n -перехода при включении диода в обратном направлении

Рис. 2.6. Вольт-амперная характеристика стабилитрона (а), его условное обозначение (б) и включение полупроводникового стабилитрона в схему стабилизации напряжения на нагрузке

Механизм пробоя может быть туннельным, лавиным или смешанным. У низковольтных стабилитронов (с низким сопротивлением базы) более вероятен туннельный пробой. У стабилитронов с высокоомной базой (сравнительно высокоомных) пробой носит лавинный характер. Материалы, используемые для создания p-n-перехода стабилитронов, имеют высокую концентрацию примесей. При этом напряженность электрического поля в p-n -переходе значительно выше, чем у обычных диодов.

В качестве примера на рис. 2.6, а приведены вольт-амперные характеристики стабилитрона КС510А при различных температурах. На рис. 2.6,6, в показаны условное обозначение стабилитронов и его включение в схему стабилизации напряжения.