Electronica analogica - jonctiunile p-n

ELECTRONICA  ANALOGICA (L 5 )

Jonctiunile p-n stau la baza constructiei diferitelor tipuri de dispozitive semiconductoare (diode,tranzistori) si a circuitelor integrate.

O dioda semiconductoare, reprezinta o jonctiune p-n (o regiune de tip p si o regiune de tip n) inzestrata cu doua contacte ohmice la care sunt sudati electrozii externi de contact (terminale) si un corp protector de sticla,plastic sau metal (cu suport izolator).

In fig.1 se arata structura unei diode cu jonctiune plana si contacte ohmice.Acestea din urma sunt contacte metal-semiconductor de foarte mica rezistenta si avand proprietati neredresoare.

Fig.1.

Prezentand schematic aceasta structura, in fig. 2,observam:

Regiunea p corespunde anodului (A),regiunea n catodului (K), iar sageata din simbol indica sensul de circulatie a sarcinilor pozitive (sensul tehnic al curentului).

ANOD CATOD A K

JONCTIUNE CONTACT OHMIC

Fig.2.

Proprietatea fundamentala a diodei este dependenta conductivitatii sale electrice de sensul tensiunii aplicate.La polaritate directa cu plusul pe anod (A⁺)si minusul pe catod (K^-) conductivitatea diodei are valori ridicate,iar la polaritate inversa (A^-,K⁺) conductivitatea este foarte mica.

CULTURA GENERALA

In figura 3,sunt reprezentate diferite tipuri de diode,inclusiv cu contact punctiform.

Fig.3.

Actualmente,materialul semiconductor cel mai utilizat pentru fabricarea diodelor si a altor dispozitive semiconductoare este siliciul,desi se mai produc si diode redresoare sau de detectie din germaniu datorita unui pret mai redus al acestora.

Generalitati - Diode redresoare

Diodele redresoare prezinta proprietatea de conductie unidirectionala (curentul terce usor intr-un sens A⁺K^- si este practic blocat in sens opus A^-K⁺),motiv pentru care acestea se numesc uneori "supape electronice".Diodele semiconductoare sunt utilizate pentru redresare sau detectie,adica pentru transformarea tensiunii alternative in tensiune continua.

Au un domeniu restrans de frecvente de functionare,de exemplu:pentru redresoare alimentate de la retea,frecventa de lucru este 50 Hz,in timp ce pentru unele redresoare speciale,folosite de obicei la tensiuni inalte aceste diode redreseaza tensiuni de frecventa mai ridicata,dar care nu depaseste 20-40 KHz.

In figura 4 sunt redate structurile constructive ale unei diode redresoare de mica putere,fig.4 a, si a unei diode de mare putere fig.4b

Diodele redresoare se fac din siliciu,mai rar din germaniu,prin aliere sau difuzie.Aria jonctiunii p-n corespunzatoare densitatii curentului redresat se calculeaza tinand seama valoarea maxima a densitatii de curent admisa-care pentru germaniu este de circa 100A/cm²,iar pentru siliciu de circa 200A/cm².

De asemenea,tensiunile inverse pentru diodele de siliciu sunt mult mai mari decat pentru diodele cu germaniu,iar caracteristicile de temperatura pentru primele sunt net superioare,fapt care a facut ca diodele redresoare cu siliciu sa capete o larga raspandire.

DE AICI OBLIGATORIU !

TEST DE MUNCA INDEPENDENTA

1. O dioda redresoare in curent alternativ:

a)      conduce pe alternanta pozitiva

b)      conduce pe alternanta negativa

c)      se blocheaza cand se atinge tensiunea inversa maxima

2. Operatia prin care se transforma un semnal alternativ in semnal continuu poarta numele de:

a)      stabilizare

b)      redresare

c)      multiplicare in avalansa

3. Performanta unei diode redresoare este caracterizata prin:

a)      intensitatea maxima a curentului invers

b)      intensitatea maxima a curentului direct

c)      tensiunea directa

4.Avantajele utilizarii diodelor cu Si fata de cele cu Ge sunt:

a) curentul invers si tensiunea de strapungere mai mari

b) temperatura maxima de lucru mai mica si curent invers mai mic

c) curent invers mult mai mic si tensiune de strapungere mai mare

TEST DE MUNCA INDEPENDENTA

Diodele cu contact punctiform sunt utilizate la:

a)      frecvente inalte

b)      stabilizarea tensiunii

c)      frecvente joase

TEST DE MUNCA INDEPENDENTA

1. O dioda Zener functioneaza:

a)      in polarizare inversa;

b)      in regim de strapungere controlata

c)      in polarizare directa,ca dioda obisnuita

d)     in regim de oscilator

2. Puterea disipata maxima la o dioda Zener reprezinta:

a)      variatia puterii electrice in raport cu temperatura

b)      produsul dintre tensiunea de strapungere si curentul invers maxim

si are valori de

c)      0,250W

d)     100500W

3.Diodele varicap sunt diode cu jonctiuni functionand in regim de:

a) polarizare directa

b) polarizare inversa pana la valoarea de strapungere

c) polarizare inversa peste valoarea de strapungere

4.Prin varierea sursei de polarizare a diodei varicap se modifica:

a) capacitatea

b) rezistenta

c) curentul

5. Diodele tunel sunt utilizate la realizarea

a) amplificatoarelor de foarte joasa frecventa

b) oscilatoarelor de frecventa foarte joasa

c) amplificatoarelor si oscilatoarelor de frecventa foarte inalta

6. Diodele tunel sunt utilizate la:

a) circuite basculante

b) amplificatoare de foarte inalta frecventa

c) redresoare si schimbatoare de frecventa