Введите слово или словосочетание на любом языке 👆
Язык:
Перевод и анализ слов искусственным интеллектом ChatGPT
На этой странице Вы можете получить подробный анализ слова или словосочетания, произведенный с помощью лучшей на сегодняшний день технологии искусственного интеллекта:
- как употребляется слово
- частота употребления
- используется оно чаще в устной или письменной речи
- варианты перевода слова
- примеры употребления (несколько фраз с переводом)
- этимология
Что (кто) такое Лавинно-пролётный полупроводниковый диод - определение
Лавинно-пролетный диод
Найдено результатов: 53
Лавинно-пролётный полупроводниковый диод
(ЛПД)
полупроводниковый прибор с отрицательным сопротивлением (См. Отрицательное сопротивление), возникающим из-за сдвига фаз между током и напряжением на выводах прибора вследствие инерционных свойств лавинного умножения носителей заряда и конечного времени их пролёта в области р-n-перехода. Лавинное умножение в р-n-переходе вызвано ударной ионизацией (См. Ионизация) атомов носителями заряда. В отличие от др. приборов этого класса (туннельных диодов (См. Туннельный диод), Тиристоров, Ганна диодов), отрицательное сопротивление ЛПД проявляется только на СВЧ. Идея создания ЛПД впервые высказана американским физиком В. Ридом в 1958. Экспериментально генерация колебаний с помощью ЛПД впервые наблюдалась в СССР в 1959 группой сотрудников под рук. А. С. Тагера.
ЛПД применяются для генерирования колебаний в диапазоне частот от 1 до 300 Ггц. Мощность колебаний составляет единицы вт (при кпд Лавинно-пролётный полупроводниковый диод 10\%). В 1967 был открыт режим работы ЛПД, при котором электрические колебания возникают сразу на 2 частотах: частоте f0, характерной для обычного режима, и её субгармонике f0/fn, где n > 3. Этот режим отличается высокими значениями кпд (до 60\% ) и высокими уровнями отдаваемой на субгармониках мощности (до нескольких сотен вт).
Для получения ЛПД могут быть использованы структуры типа p+-n-i-n+ (диод Рида), p-i-n, р-n, р+-n и р-n+, образуемые диффузией примесей, ионной имплантацией, эпитаксиальным наращиванием, напылением в вакууме с образованием барьера Шотки (см. Полупроводниковая электроника). При изготовлении их применяют Полупроводниковые материалы с высокой дрейфовой скоростью носителей заряда и большой шириной запрещенной зоны (GaAs, Si, Ge).
Лит.: Тагер А. С., Вальд-Перлов В. М., Лавннно-пролётные диоды и их применение в технике СВЧ, М., 1968.
В. М. Вальд-Перлов.
Лавинно-пролётный диод
Лави́нно-пролётный дио́д (ЛПД, IMPATT-диод) — диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Лавинно-пролётные диоды применяются в основном для генерации колебаний в диапазоне СВЧ.
Полупроводниковый диод
Полупроводнико́вый диод — полупроводниковый прибор, в широком смысле — электронный прибор, изготовленный из полупроводникового материала, имеющий два электрических вывода (электрода). В более узком смысле — полупроводниковый прибор, во внутренней структуре которого сформирован один p-n-переход.
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД
полупроводниковый прибор с двумя электродами, обладающий односторонней проводимостью. К полупроводниковым диодам относят обширную группу приборов с p-n-переходом, контактом металл - полупроводник и др. Наиболее распространены электропреобразовательные полупроводниковые диоды. Служат для преобразования и генерирования электрических колебаний. Один из основных современных электронных приборов.
Полупроводниковый диод
двухэлектродный электронный прибор на основе полупроводникового (ПП) кристалла. Понятие "П. д." объединяет различные приборы с разными принципами действия, имеющие разнообразное назначение. Система классификации П. д. соответствует общей системе классификации полупроводниковых приборов (См. Полупроводниковые приборы). В наиболее распространённом классе электропреобразовательных П. д. различают: выпрямительные диоды, импульсные диоды, стабилитроны, диоды СВЧ (в т. ч. видеодетекторы, смесительные, параметрические, усилительные и генераторные, умножительные, переключательные). Среди оптоэлектронных П. д. выделяют фотодиоды, светоизлучающие диоды и ПП квантовые генераторы.
Наиболее многочисленны П. д., действие которых основано на использовании свойств электронно-дырочного перехода (См. Электронно-дырочный переход) (р-n-перехода). Если к р-n-переходу диода (рис. 1) приложить напряжение в прямом направлении (т. н. прямое смещение), т. е. подать на его р-область положительный потенциал, то Потенциальный барьер, соответствующий переходу, понижается и начинается интенсивная инжекция дырок из р-области в n-область и электронов из n-области в р-область - течёт большой прямой ток (рис. 2). Если приложить напряжение в обратном направлении (обратное смещение), то потенциальный барьер повышается и через р-n-переход протекает лишь очень малый ток неосновных носителей заряда (обратный ток). На рис. 3 приведена эквивалентная схема такого П. д.
На резкой несимметричности вольтамперной характеристики (ВАХ) основана работа выпрямительных (силовых) диодов. Для выпрямительных устройств и др. сильноточных электрических цепей выпускаются выпрямительные П. д., имеющие допустимый выпрямленный ток Iв до 300 а и максимальное допустимое обратное напряжение U*обр от 20-30 в до 1-2 кв. П. д. аналогичного применения для слаботочных цепей имеют Iв < 0,1 а и называются универсальными. При напряжениях, превышающих U*o6p, ток резко возрастает, и возникает необратимый (тепловой) пробой р-n-перехода, приводящий к выходу П. д. из строя. С целью повышения U*обр до нескольких десятков кв используют выпрямительные столбы (См. Выпрямительный столб), в которых несколько одинаковых выпрямительных П. д. соединены последовательно и смонтированы в общем пластмассовом корпусе. Инерционность выпрямительных диодов, обусловленная тем, что время жизни инжектированных дырок (см. Полупроводники) составляет > 10-5-10-4 сек, ограничивает частотный предел их применения (обычно областью частот 50-2000 гц).
Использование специальных технологических приёмов (главным образом легирование германия и кремния золотом) позволило снизить время переключения до 10-7-10-10 сек и создать быстродействующие импульсные П. д., используемые, наряду с диодными матрицами (См. Диодная матрица), главным образом в слаботочных сигнальных цепях ЭВМ.
При невысоких пробивных напряжениях обычно развивается не тепловой, а обратимый лавинный пробой р-n-перехода - резкое нарастание тока при почти неизменном напряжении, называется напряжением стабилизации Ucт. На использовании такого пробоя основана работа полупроводниковых стабилитронов (См. Полупроводниковый стабилитрон). Стабилитроны общего назначения с Ucт от 3-5 в до 100-150 в применяют главным образом в стабилизаторах и ограничителях постоянного и импульсного напряжения; прецизионные стабилитроны, у которых встраиванием компенсирующих элементов достигается исключительно высокая температурная стабильность Ucт (до 1․10-5- 5․10-6 К-1), - в качестве источников эталонного и опорного напряжений.
В предпробойной области обратный ток диода подвержен очень значительным флуктуациям; это свойство р-n-перехода используют для создания генераторов шума. Инерционность развития лавинного пробоя в р-n-переходе (характеризующаяся временем 10-9-10-10 сек) обусловливает сдвиг фаз между током и напряжением в диоде, вызывая (при соответствующей схеме включения его в электрическую цепь) генерирование СВЧ колебаний. Это свойство успешно используют в лавинно-пролётных полупроводниковых диодах (См. Лавинно-пролётный полупроводниковый диод), позволяющих осуществлять генераторы с частотами до 150 Ггц.
Для детектирования и преобразования электрических сигналов в области СВЧ используют смесительные П. д. и видеодетекторы, в большинстве которых р-n-переход образуется под точечным контактом. Это обеспечивает малое значение ёмкости Св (рис. 3), а специфическое, как и у всех СВЧ диодов, конструктивное оформление обеспечивает малые значения паразитных индуктивности Lk и ёмкости Ск и возможность монтажа диода в волноводных системах.
При подаче на р-n-переход обратного смещения, не превышающего U*обр, он ведёт себя как высокодобротный конденсатор, у которого ёмкость Св зависит от величины приложенного напряжения. Это свойство используют в Варикапах, применяемых преимущественно для электронной перестройки резонансной частоты колебательных контуров, в параметрических полупроводниковых диодах (См. Параметрический полупроводниковый диод), служащих для усиления СВЧ колебаний, в варакторах и умножительных диодах, служащих для умножения частоты колебаний в диапазоне СВЧ. В этих П. д. стремятся уменьшить величину сопротивления rб (основной источник активных потерь энергии) и усилить зависимость ёмкости Св от напряжения Uo6p.
У р-n-перехода на основе очень низкоомного (вырожденного) полупроводника область, обеднённая носителями заряда, оказывается очень тонкой (Полупроводниковый диод 10-2 мкм), и для неё становится существенным туннельный механизм перехода электронов и дырок через потенциальный барьер (см. Туннельный эффект). На этом свойстве основана работа туннельного диода (См. Туннельный диод), применяемого в сверхбыстродействующих импульсных устройствах (например, Мультивибраторах, Триггерах), в усилителях и генераторах колебаний СВЧ, а также обращенного диода, применяемого в качестве детектора слабых сигналов и смесителя СВЧ колебаний. Их ВАХ (рис. 4) существенно отличаются от ВАХ других П. д. как наличием участка с "отрицательной проводимостью", ярко выраженной у туннельного диода, так и высокой проводимостью при нулевом напряжении.
К П. д. относят также ПП приборы с двумя выводами, имеющие неуправляемую четырёхслойную р-n-р-n-структуру и называют динисторами (см. Тиристор), а также приборы, использующие объёмный эффект доменной неустойчивости в ПП структурах без р-n-перехода - Ганна диоды. В П. д. используют и др. разновидности ПП структур: контакт металл - полупроводник (см. Шотки эффект, Шотки диод) и р-i-n-структуру, характеристики которых во многом сходны с характеристиками р-n-перехода. Свойство р-i-n-структуры изменять свои электрические характеристики под действием излучения используют, в частности, в Фотодиодах и детекторах ядерных излучений (См. Детекторы ядерных излучений), устроенных т. о., что фотоны или ядерные частицы могут поглощаться в активной области кристалла, непосредственно примыкающей к р-n-переходу, и изменять величину обратного тока последнего. Эффект излучательной рекомбинации (См. Рекомбинация) электронов и дырок, проявляющийся в свечении некоторых р-n-переходов при протекании через них прямого тока, используется в светоизлучающих диодах (См. Светоизлучающий диод). К П. д. могут быть отнесены также и полупроводниковые лазеры (См. Полупроводниковый лазер).
Большинство П. д. изготавливают, используя планарно-эпитаксиальную технологию (см. Планарная технология), которая позволяет одновременно получать до нескольких тысяч П. д. В качестве полупроводниковых материалов (См. Полупроводниковые материалы) для П. д. применяют главным образом Si, а также Ge, GaAs, GaP и др., в качестве контактных материалов - Au, Al, Sn, Ni, Cu. Для защиты кристалла П. д. его обычно помещают в металло-стеклянный, металло-керамический, стеклянный или пластмассовый корпус (рис. 5).
В СССР для обозначения П. д. применяют шестизначный шифр, первая буква которого характеризует используемый полупроводник, вторая - класс диода, цифры определяют порядковый номер типа, а последняя буква - его группу (например, ГД402А - германиевый универсальный диод; КС196Б - кремниевый стабилитрон).
От своих электровакуумных аналогов, например Кенотрона, газоразрядного Стабилитрона, индикатора газоразрядного (См. Индикаторы газоразрядные), П. д. отличаются значительно большими надёжностью и долговечностью, меньшими габаритами, лучшими техническими характеристиками, меньшей стоимостью и поэтому вытесняют их в большинстве областей применения.
С развитием ПП электроники совершился переход к производству наряду с дискретными П. д. диодных структур в ПП монолитных интегральных схемах (См. Интегральная схема) и функциональных устройствах, где П. д. неотделим от всей конструкции устройства.
Об исторических сведениях см. в ст. Полупроводниковая электроника.
Лит.: Полупроводниковые диоды. Параметры. Методы измерений, М., 1968; Федотов Я. А., Основы физики полупроводниковых приборов, М., 1970; Пасынков В. В., Чиркин Л. К., Шинков А. Д., Полупроводниковые приборы, М., 1973; Зи С. М., Физика полупроводниковых приборов, пер. с англ., М., 1973.
Ю. Р. Носов.
Рис. 1. Структурная схема полупроводникового диода с р - n-переходом: 1 - кристалл; 2 - выводы (токоподводы); 3 - электроды (омические контакты); 4 - плоскость р - n-перехода.
Рис. 2. Типичная вольтамперная характеристика полупроводникового диода с р - n-переходом: U - напряжение на диоде; I - ток через диод; U*oбр и I*oбр - максимальное допустимое обратное напряжение и соответствующий обратный ток; Ucт - напряжение стабилизации.
Рис. 3. Малосигнальная (для низких уровней сигнала) эквивалентная схема полупроводникового диода с р - n-переходом: rp-n - нелинейное сопротивление р - n-перехода; rб - сопротивление объёма полупроводника (базы диода); ryт - сопротивление поверхностных утечек; СБ - барьерная ёмкость р - n-перехода; Сдиф - диффузионная ёмкость, обусловленная накоплением подвижных зарядов в базе при прямом напряжении; Ск - ёмкость корпуса; Lк - индуктивность токоподводов; А и Б - выводы. Сплошной линией показано подключение элементов, относящихся к собственно р - n-переходу.
Рис. 4. Вольтамперные характеристики туннельного (1) и обращенного (2) диодов: U - напряжение на диоде; I - ток через диод.
Рис. 5. Полупроводниковые диоды (внешний вид): 1 - выпрямительный диод; 2 - фотодиод; 3 - СВЧ диод; 4 и 5 - диодные матрицы; 6 - импульсный диод. Корпуса диодов: 1 и 2 - металло-стеклянные; 3 и 4 - металло-керамические; 5 - пластмассовый; 6 - стеклянный.
Стабилитрон
Полупроводнико́вый стабилитро́н, или диод Зенера — полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей ома до сотен oм. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов.
Стабилитрон
[от лат. stabilis - устойчивый, постоянный и (элек (См. Электрон)) трон (См. ...трон)], двухэлектродный газоразрядный или полупроводниковый прибор, напряжение на котором при изменении (в определённых пределах) протекающего в нём тока изменяется незначительно. С. применяют для поддержания постоянства напряжения на заданном участке электрической цепи, например в стабилизаторах напряжения (см. Стабилизатор электрический) - параметрических (рис. 1) либо компенсационных (в качестве опорного элемента), в импульсных устройствах, ограничителях уровня напряжения и т.д. Коэффициент стабилизации напряжения К, характеризующий относительное изменение напряжений на входе и выходе участка цепи [К = (ΔUвх/Uвх): (ΔUвых/Uвых)], определяется видом вольтамперной характеристики С. (рис. 2) и величиной сопротивления балластного резистора Rб; чем характеристика положе, тем сильнее стабилизирующий эффект.
Действие газоразрядных С. основано на свойствах тлеющего разряда (См. Тлеющий разряд) и коронного разряда (См. Коронный разряд). С. тлеющего разряда выполняются в виде коаксиальной или плоскопараллельной системы электродов, помещенных в баллон, наполненный инертным газом под давлением несколько кн/м2. Область значений стабилизируемого напряжения у таких С. 60-150 в, рабочий диапазон токов 5-40 ма. С. коронного разряда выполняются обычно в виде коаксиальной системы электродов с анодом малого радиуса и катодом большого радиуса (отношение радиусов Стабилитрон 5-10); баллон С. наполнен газом (водородом) под относительно высоким давлением - от нескольких кн/м2 до давлений, превышающих атмосферное (100 кн/м2). Они предназначены для стабилизации высоких напряжений (Стабилитрон3·102-3·104 в) при малых токах (от Стабилитрон10-2 до 1-1,5 ма).
О полупроводниковых С. см. в ст. Полупроводниковый стабилитрон.
Лит.: Каганов И. Л., Ионные приборы, М., 1972.
В. С. Перельмутер.
Рис. 1. Схема включения стабилитрона в параметрическом стабилизаторе напряжения: С - стабилитрон; Rб - балластный резистор; Uвх - стабилизируемое напряжение; Uвых - стабилизированное напряжение.
Рис. 2. Вольтамперная характеристика стабилитрона: Ucт - номинальное напряжение стабилизации; Iмин и Iмакс - минимальный и максимальный токи в области стабилизации напряжения.
ГАННА ДИОД
![Диод Ганна на [[C-диапазон]]. Видна заводская упаковка с антистатическими свинцовыми капсулами.](https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:FilePath/DG MY 1.jpg?width=200 "Диод Ганна на [[C-диапазон]]. Видна заводская упаковка с антистатическими свинцовыми капсулами.")
![Конструкция [[гетеродин]]а на диоде Ганна C-диапазона. Применён в МШУ «Обиход».](https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:FilePath/Geterodyn Ganna.jpg?width=200 "Конструкция [[гетеродин]]а на диоде Ганна C-диапазона. Применён в МШУ «Обиход».")
полупроводниковый диод, действие которого основано на Ганна эффекте. Применяется преимущественно для усиления и генерирования СВЧ-колебаний.
СТАБИЛИТРОН
(от лат. stabilis - устойчивый и ...трон), газоразрядный или полупроводниковый прибор для стабилизации напряжения. Действие основано на резком нарастании тока (при определенном напряжении) в результате ионизации газа при тлеющем или коронном разряде (в газоразрядных стабилитронах) либо в результате необратимого лавинного пробоя электронно-дырочного перехода (в полупроводниковых стабилитронах). Стабилизируемое напряжение 70-160 В для стабилитрона тлеющего разряда, 4.102-3.104 В для стабилитрона коронного разряда, 3-180 В для полупроводниковых стабилитронов.
Полупроводниковый стабилитрон
Полупроводниковый диод, на выводах которого напряжение остаётся почти постоянным при изменении в некоторых пределах величины протекающего в нём электрического тока. Рабочий участок вольтамперной характеристики П. с. находится в узкой области обратных напряжений, соответствующих электрическому пробою его р-n-перехода. При напряжениях пробоя Unp < 5 в механизм резкого возрастания тока (пробой) связан с туннельным эффектом (См. Туннельный эффект), а при Unp > 6,5 в - с лавинным умножением носителей заряда; при промежуточных напряжениях генерируемые первоначально (вследствие туннельного эффекта) носители заряда создают условия для управляемого лавинного пробоя. В СССР выпускаются (1975) кремниевые П. с. на различные номинальные напряжения стабилизации в диапазоне от 3 до 180 в. П. с. применяют главным образом для стабилизации напряжения и ограничения амплитуды импульсов, в качестве источника опорного напряжения, в потенциометрических устройствах.
Лит.: Михин Д. В., Кремниевые стабилитроны, М. - Л., 1965.
И. Г. Васильев.
Википедия
Лавинно-пролётный диод
Лави́нно-пролётный дио́д (ЛПД, IMPATT-диод) — диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Лавинно-пролётные диоды применяются в основном для генерации колебаний в диапазоне СВЧ. Процессы, происходящие в полупроводниковой структуре диода, ведут к тому, что активная составляющая комплексного сопротивления на малом переменном сигнале в определённом диапазоне частот отрицательна. На вольт-амперной характеристике лавинно-пролётного диода, в отличие от туннельного диода, отсутствует участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Рабочей для лавинно-пролётного диода является область лавинного пробоя.
Идея, лежащая в основе работы лавинно-пролётного диода, сформулирована в 1958 году У. Т. Ридом (W. Т. Read). Эффект генерации колебаний при лавинном пробое обнаружен в 1959 году А. С. Тагером, А. И. Мельниковым и другими (НПП «Исток», г. Фрязино Московской области). Первый лавинно-пролётный диод был разработан в лаборатории СВЧ-диодов НИИ «Пульсар» под руководством В. М. Вальд-Перлова.
