lecture8-2011 - ‫פרק : התנגדות דינמית...

Info iconThis preview shows page 1. Sign up to view the full content.

View Full Document Right Arrow Icon
This is the end of the preview. Sign up to access the rest of the document.

Unformatted text preview: ‫פרק : התנגדות דינמית וקיבולי דיודה‬ ‫מעגל ‪AC+DC‬‬ ‫התנגדות דינמית‬ ‫קיבולי דיודת צומת‬ ‫1‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫א.1 מעגל ‪ AC+DC‬ותיאור פעולה סכמתי‬ ‫נניח שהדיודה מחוברת למעגל חשמלי‬ ‫שמיוצג ע"י מתח תבנין ונגד תבנין.‬ ‫מעגל תבנין )המסומן בריבוע מקווקו(‬ ‫יכול למעשה לייצג מעגל המכיל מספר‬ ‫כלשהו של נגדים, מקורות מתח ו/או‬ ‫מקורות זרם.‬ ‫‪Rth‬‬ ‫‪vD‬‬ ‫‪iD‬‬ ‫האות החשמלי הוא מקור מתח ‪ DC‬ו ‪ AC‬ולכן יזרום זרם ‪AC‬‬ ‫ש"רוכב" על ‪.DC‬‬ ‫כדי להפעיל את הדיודה צריך להפעיל אותה בממתח קדמי.‬ ‫2‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪th‬‬ ‫‪VTh‬‬ ‫א.2 סימונים‬ ‫הזרם הכללי ‪ iD‬מורכב מ 2 אותות: )‪ DC (ID‬ו )‪ , AC (id‬והוא שווה‬ ‫לחיבורם.‬ ‫‪iD‬‬ ‫‪ID‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪d‬‬ ‫=‬ ‫+‬ ‫‪t‬‬ ‫0‬ ‫‪t‬‬ ‫0‬ ‫‪t‬‬ ‫‪iD I D id‬‬ ‫3‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫0‬ ‫א.3 ותיאור פעולה סכמתי‬ ‫התנגדות‬ ‫דינמית‬ ‫‪ID‬‬ ‫‪Q‬‬ ‫‪vd =i d rd‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪IDQ‬‬ ‫מתח ‪ac‬‬ ‫זרם ‪ac‬‬ ‫‪ID‬‬ ‫‪VDQ VD‬‬ ‫‪t‬‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫‪VD‬‬ ‫‪t‬‬ ‫נקודת ‪ Q‬נקראת נקודת העבודה )‪ (quiescent‬והיא נקבעת ע"י זרם ומתח דיודה ‪ ,DC‬ולכן היא‬ ‫תוגדר ע"י ‪ IDQ‬ו ‪. VDQ‬‬ ‫מטפלים באות קטן, כלומר שינויי הזרם ו/או המתח קטנים, ולכן ניתן לראות את אופיין‬ ‫הדיודה בתחום שינוי האות כליניארי, מסביב לנקודת העבודה. ותלוי בשיפוע האופיין.‬ ‫4‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫)1 ‪‬‬ ‫ב. התנגדות דינמית ‪rd‬‬ ‫‪qV D‬‬ ‫‪nKT‬‬ ‫‪I D I 0 (e‬‬ ‫התנגדות דינמית היא התנגדות הדיודה בתנאי ‪ ,AC‬כלומר:‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫לאחר ביצוע הגזירה של משוואת הדיודה נקבל:‬ ‫‪VT‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫‪q‬‬ ‫‪dv D‬‬ ‫‪rd ‬‬ ‫‪di D‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫‪rd ‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫‪VT ‬‬ ‫כאשר בטמפרטורת החדר: ‪ 26mV‬‬ ‫‪q‬‬ ‫מסקנה: ההתנגדות הדינמית תלויה בנקודת העבודה )זרם ‪.(DC‬‬ ‫5‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫דוגמא: חשב התנגדויות דינמיות בדיודה עבור זרמי ה ‪ DC‬הבאים:‬ ‫3‪26 10 ‬‬ ‫‪ 1mA rd ‬‬ ‫‪ 26Ω‬‬ ‫3‪‬‬ ‫01 ‪1 ‬‬ ‫3‪26 10 ‬‬ ‫‪ 100mA rd ‬‬ ‫‪ 0.26Ω‬‬ ‫3‪‬‬ ‫01 ‪100 ‬‬ ‫3‪26 10 ‬‬ ‫‪rd ‬‬ ‫‪ 260KΩ‬‬ ‫6‪‬‬ ‫01 ‪0.1 ‬‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫‪I DQ 0.1 μA ‬‬ ‫)‪i D (mA‬‬ ‫התנגדות דינמית במתח אחורי: ‪rd ‬‬ ‫)‪V D (V‬‬ ‫6‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫)‪i 0 (μ A‬‬ ‫ג. קיבולי דיודת צומת‬ ‫הגדרת הקיבול:‬ ‫‪dQ‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪dV‬‬ ‫בדיודה קיימים קיבולים בגלל הופעת מטענים.‬ ‫קיבול צומת ‪ Cj‬הנובע מהופעת דיפול של מטענים )יונים( בשכבת המיחסור.‬ ‫קיבול דיפוזיה ‪ ) Cd‬קיבול מטען אגור ‪ (Cs‬הנובע מהופעת עודף נושאי מיעוט‬ ‫)חורים בצד ‪ n‬ואלקטרונים בצד ‪ p‬מחוץ לשכבת המיחסור( עקב הזרקה‬ ‫בממתח קדמי.‬ ‫7‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫ג.2 קיבול מטען אגור ‪) Cs‬קיבול דיפוזיה ‪(CD‬‬ ‫קיבול מטען אגור ‪ Cs‬מופיע במתח קדמי בלבד, הוא נובע מכך שבמתח קדמי יש‬ ‫הזרקת נושאי מטען ולכן יהיה עודף נושאי מטען משני צידי הצומת מחוץ לשכבת‬ ‫המיחסור )עודף חורים בצד ‪ n‬ועודף אלקטרונים בצד ‪ .(p‬עודף מטען זה גורם‬ ‫לדיפול של מטענים אשר גורם לקיבול.‬ ‫-‬ ‫+‬ ‫מעגל במתח קדמי:‬ ‫‪p‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪pn‬‬ ‫+‪Q‬‬ ‫‪p‬‬ ‫גרף עודף ריכוז נושאי המטען:‬ ‫‪Q-n‬‬ ‫‪xn‬‬ ‫8‬ ‫‪np‬‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫‪xp‬‬ ‫ג.2 קיבול מטען אגור ‪) Cs‬קיבול דיפוזיה ‪ .(CD‬יופיע בממתח קדמי‬ ‫-‬ ‫+‬ ‫מעגל במתח קדמי:‬ ‫‪p‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪pn‬‬ ‫‪np‬‬ ‫+‪Q‬‬ ‫‪p‬‬ ‫גרף עודף ריכוז נושאי המטען:‬ ‫‪Q-n‬‬ ‫‪xp‬‬ ‫‪xn‬‬ ‫הסבר:‬ ‫‪‬‬ ‫במתח קדמי קיים עודף מטען חיובי )חורים( ‪ Q p‬בצד ‪ ,n‬ועודף מטען‬ ‫‪‬‬ ‫שלילי ‪ Q n‬בצד ‪ p‬מחוץ לשכבת המיחסור.‬ ‫מטענים אלו תלויים במתח הקדמי ולכן בגלל שינויי המטען במתח נקבל קיבול.‬ ‫‪dQ‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪dV‬‬ ‫9‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫‪pn‬‬ ‫‪np‬‬ ‫+‪Q‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪Q-n‬‬ ‫‪xp‬‬ ‫‪xn‬‬ ‫בקורס זה נטפל רק בקיבול צומת / צמתים של ‪ p+n‬או ‪ , n+p‬כלומר ב ‪p+n‬‬ ‫החומר ‪ p‬מזוהם הרבה מאוד ביחס ל ‪.n‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫לדוגמא נבצע פיתוחים עבור ‪ p+n‬ולכן ‪) Q p Q n‬הזרקת החורים‬ ‫גדולה בהרבה מהזרקת האלקטרונים(.‬ ‫ולכן הקיבול יהיה )בגלל שינויי המטען החיובי שהוא הדומיננטי(:‬ ‫) ‪(V V F‬‬ ‫01‬ ‫‪dQ ‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪Cs ‬‬ ‫‪d VF‬‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫) 1(‬ ‫‪pn‬‬ ‫‪np‬‬ ‫+‪Q‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪dQ‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪dV‬‬ ‫‪Q-n‬‬ ‫‪xp‬‬ ‫‪xn‬‬ ‫למדנו שעודף ריכוז החורים במתח קדמי נתון ע"י:‬ ‫‪xn‬‬ ‫‪Lp‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 1)e‬‬ ‫‪qVF‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫‪ p(x n ) p n (e‬‬ ‫)2(‬ ‫‪o‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫מטען ‪ Q p‬יחושב כאינטגרל על הצפיפות:‬ ‫‪Q p qA p(x n )dx n‬‬ ‫0‬ ‫לאחר אינטגרציה נקבל:‬ ‫)1 ‪‬‬ ‫‪qVF‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫‪Q p qAL p p n (e‬‬ ‫‪o‬‬ ‫‪qV‬‬ ‫‪q 2 AL p‬‬ ‫‪Cs ‬‬ ‫‪ p n e KT‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫‪F‬‬ ‫נגזור לפי )1( ונקבל:‬ ‫) ‪(V VF‬‬ ‫11‬ ‫‪o‬‬ ‫‪dQ ‬‬ ‫‪p‬‬ ‫(1) Cs ‬‬ ‫‪dVF‬‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫)5(‬ ‫)4(‬ ‫)3(‬ ‫‪qV‬‬ ‫‪q 2 AL p‬‬ ‫‪Cs ‬‬ ‫‪ p n e KT‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪o‬‬ ‫)5(‬ ‫נבצע פישוט לנוסחה 5‬ ‫‪qV‬‬ ‫‪Dp‬‬ ‫‪Dn‬‬ ‫)1 ‪(6) ID qA( pn n p )(e KT ‬‬ ‫‪Lp‬‬ ‫‪Ln‬‬ ‫‪F‬‬ ‫נוסחה הדיודה:‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫)‪(a‬‬ ‫עבור ‪ N A N D , p+n‬ולכן‬ ‫2‪n i‬‬ ‫2‪n i‬‬ ‫‪ n p p n ‬‬ ‫.‬ ‫‪NA‬‬ ‫‪ND‬‬ ‫‪o‬‬ ‫‪o‬‬ ‫לכן ביטוי )‪ (a‬זניח.‬ ‫כמו כן במתח קדמי איבר האקספוננט הוא דומיננטי ולכן ניתן להזניח את‬ ‫‪qV‬‬ ‫ה 1- ונקבל:‬ ‫‪Dp‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫‪(7) I DQ qA p n e‬‬ ‫‪Lp‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪o‬‬ ‫מתוך 7 ו - 5 והצבת ) ‪ (L2p D p τ p‬נקבל:‬ ‫‪q‬‬ ‫‪Cs ‬‬ ‫‪I DQ τ p‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫21‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫)8(‬ ‫‪q‬‬ ‫‪I DQ τ p‬‬ ‫‪KT‬‬ ‫נציב‬ ‫‪KT/q‬‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫‪rd ‬‬ ‫ונקבל:‬ ‫‪τ p Cs rd‬‬ ‫‪Cs ‬‬ ‫)9(‬ ‫תכונות:‬ ‫א. קיבול מטען אגור ‪ Cs‬תלוי בנקודת העבודה )בזרם ה ‪(DC‬‬ ‫ב. מכפלת הקיבול בהתנגדות הדינמית שווה לאורך זמן החיים.‬ ‫31‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫)8(‬ ‫ג.1 קיבול צומת ‪Cj‬‬ ‫קיבול זה נובע מהופעת דיפול של מטענים )יונים( בשכבת המיחסור, לכן הוא‬ ‫נקרא קיבול שכבת המיחסור. בממתח קדמי הוא זניח ביחס לקיבול הדיפוזיה,‬ ‫ולכן כברירת מחדל נניח שמופיע רק בממתח אחורי.‬ ‫‪n‬‬ ‫_‬ ‫+‬ ‫‪w‬‬ ‫‬‫+‬ ‫‪VR‬‬ ‫41‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫‪p‬‬ ‫למדנו :‬ ‫‪Q Q qAx n o N d‬‬ ‫‪NA‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪w‬‬ ‫‪NA ND‬‬ ‫2‬ ‫1‬ ‫)3(‬ ‫)4(‬ ‫‪ 2ε r ε o‬‬ ‫‪NA ND ‬‬ ‫‪w‬‬ ‫‪ ( Vo VR ) ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪q‬‬ ‫‪NA ND ‬‬ ‫‪‬‬ ‫כלומר שכבת המיחסור גדלה עם המתח ולכן גם‬ ‫המטען תלוי במתח ונקבל קיבול.‬ ‫51‬ ‫‪x no‬‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫)5(‬ ‫נבצע הצבת הנוסחאות לתוך:‬ ‫‪dQ‬‬ ‫‪(C j ‬‬ ‫)‬ ‫‪dVr‬‬ ‫ונקבל:‬ ‫2‬ ‫1‬ ‫‪A 2qε oε r N A N D ‬‬ ‫‪(6) C j ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2 (Vo Vr ) N A N D ‬‬ ‫נציב שוב את ‪ W‬ונקבל גם:‬ ‫‪A‬‬ ‫‪(7) C j ε r ε o‬‬ ‫‪w‬‬ ‫תכונות:‬ ‫א. מנוסחה )7( רואים שהקיבול בצומת מתנהג כמו קבל לוחות:‬ ‫‪εrεo‬‬ ‫‪w‬‬ ‫61‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫‪A‬‬ ‫‪C εrεo‬‬ ‫‪w‬‬ ‫2‬ ‫1‬ ‫‪A 2qε oε r N A N D ‬‬ ‫‪(6) C j ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2 (Vo Vr ) N A N D ‬‬ ‫1‬ ‫ב. מנוסחה )6( רואים ש:‬ ‫‪Vr‬‬ ‫כלומר הדיודה יכולה לשמש כקבל משתנה )כתלות במתח(.‬ ‫‪Cj ‬‬ ‫ג. דיודת ורקטור: ישנה דיודה מסחרית שמשמשת כקבל משתנה במתח,‬ ‫הנקראת דיודת ורקטור, מלשון ‪.Variable Reactance‬‬ ‫בדיודה זו מזהמים את הדיודה כך שהקיבול יחסי למתח לפי: 1‬ ‫2 ‪Cj ‬‬ ‫‪Vr‬‬ ‫משתמשים בתכונה זו במעגלי תהודה. ידוע שבמעגל ‪ LC‬תדר התהודה:‬ ‫1‬ ‫1‬ ‫‪fo ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ Vr‬‬ ‫‪2π LC‬‬ ‫‪C‬‬ ‫כלומר ע"י שינוי מתח ‪ Vr‬ניתן לשנות את תדר התהודה.‬ ‫71‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫סכימת תמורה ‪ AC‬לצומת ‪p-n‬‬ ‫הערה: במתח קדמי קיבול‬ ‫שכבת המיחסור ‪Cj‬‬ ‫הוא זניח בהשוואה ל ‪Cs‬‬ ‫במתח קדמי:‬ ‫‪r‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪Cs‬‬ ‫כאשר:‬ ‫‪VT‬‬ ‫‪rd ‬‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫81‬ ‫עבור ‪: p n‬‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫‪Cs ‬‬ ‫‪ τp‬‬ ‫‪VT‬‬ ‫עבור ‪: n p‬‬ ‫‪I DQ‬‬ ‫‪Cs ‬‬ ‫‪ τn‬‬ ‫‪VT‬‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫במתח אחורי:‬ ‫‪Cj‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪C j εrεo‬‬ ‫‪w‬‬ ‫‪rd ‬‬ ‫תרגיל בית: הראה כי:‬ ‫0‪C j‬‬ ‫‪Cj ‬‬ ‫‪Vr‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Vo‬‬ ‫91‬ ‫כאשר‬ ‫)0 ‪(Vr ‬‬ ‫‪C j0 C j‬‬ ‫קיבול צומת בשיווי משקל‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫ד. השפעת הטמפרטורה על ‪ Io‬ועל אופיין הדיודה‬ ‫שינויים ב ‪ Io‬עקב טמפרטורה יגרמו לשינוי התכונות החשמליות של הדיודה.‬ ‫למדנו שזרם הדיודה תלוי ב ‪ Io‬וכמו-כן ההתנגדות הדינמית של הדיודה‬ ‫וקיבולי הדיודה תלויים בזרם הדיודה, לכן הם תלויים גם ב ‪. Io‬‬ ‫ד.1 השפעת הטמפרטורה על ‪Io‬‬ ‫למדנו כי:‬ ‫2‪Dp n i2 Dn n i‬‬ ‫(‪I o qA‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫)‬ ‫‪Lp N D Ln N A‬‬ ‫נניח כי ‪ Dn,Dp,Ln,Lp‬לא תלויים בטמפרטורה, אבל בגלל ש )‪ ni(T‬תלוי‬ ‫בטמפרטורה, אזי גם ‪ Io‬תלוי בטמפרטורה.‬ ‫בהצבת )‪ ni(T‬ומציאת תלות ‪ Io‬בטמפרטורה, ניתן להראות ש ‪ Io‬גדל ב %7‬ ‫לכל ‪) oC‬מעלת צלזיוס(:‬ ‫1‪I o (T2 ) I o (T1 ) 1.07 T2 T‬‬ ‫02‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫קיים "כלל אצבע" שאומר שהזרם מכפיל את עצמו כל ‪. 10o C‬‬ ‫זאת כיוון ש:‬ ‫2 ‪1.0710 ‬‬ ‫1‪T2 T‬‬ ‫01‬ ‫2 ‪I o (T2 ) I o (T1 ) ‬‬ ‫ד.2 השפעת טמפרטורה על מתח ואופיין הדיודה:‬ ‫‪ID‬‬ ‫המתח יורד ב ‪ 2.5mV‬למעלת‬ ‫צלזיוס:‬ ‫1‪T T‬‬ ‫2‬ ‫‪mV‬‬ ‫‪ΔVD‬‬ ‫‪ 2.5 o‬‬ ‫‪ΔT‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪T‬‬ ‫2‬ ‫‪T‬‬ ‫1‬ ‫‪Q‬‬ ‫2‬ ‫‪Q‬‬ ‫1‬ ‫‪VD‬‬ ‫12‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫7.0‬ ‫) 2‪I DQ (T‬‬ ‫) 1‪I DQ (T‬‬ ‫פרק 5‬ ‫מתחי פריצה‬ ‫א. מבוא‬ ‫‪ID‬‬ ‫~‬ ‫~‬ ‫‪VD‬‬ ‫‪Vbr‬‬ ‫במתחים אחוריים הדיודה יכולה להיפרץ ואז תהיה זרימת זרם אחורי גבוה‬ ‫מאוד.‬ ‫22‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫נבחין בין 3 תהליכי פריצה:‬ ‫1. פריצת זנר )‪ ,(Zener‬אשר מתרחשת ביחידות וולטים.‬ ‫קיימות דיודות מיוחדות הנקראות דיודות זנר הפועלות בתחום פריצה זה.‬ ‫2. פריצת מפולת )‪ ,(Avalanche‬אשר מתרחשת במתח של מאות וולטים ,‬ ‫מתקיימת בדיודות רגילות.‬ ‫פריצה זו אינה רצויה כי בפריצה ההספק החשמלי המתפתח על הדיודה‬ ‫הוא גבוה )כי מתח הדיודה גבוה וזרם הדיודה גבוה( והדיודה עלולה‬ ‫להישרף.‬ ‫3. פריצת ‪) punch through‬חדירה(, מתרחשת כתוצאה מתכנון לא‬ ‫נכון, כך ששכבת המיחסור בממתח אחורי תגיע עד לקצה השני של הדיודה‬ ‫)המגעים(.‬ ‫32‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫ב. פריצת זנר‬ ‫מתרחשת בדיודה המזוהמת הרבה )מנוונת( בשני הצדדים +‪: p+n‬‬ ‫+‪n‬‬ ‫בשיווי משקל:‬ ‫+‪p‬‬ ‫‪w‬‬ ‫שכבת המיחסור צרה מאוד עקב‬ ‫זיהום רב, ורמת פרמי ‪ EF‬קרובה‬ ‫לפסים )בתוך ‪.( 3KT‬‬ ‫0‪V ‬‬ ‫בממתח אחורי:‬ ‫בממתח אחורי יש פיצול ברמת פרמי.‬ ‫תנועת אלקטרון‬ ‫בתופעת מינהור‬ ‫)‪(tunneling‬‬ ‫בגלל ש ‪ w‬צרה מאוד מתרחשת תופעת מינהור, אלקטרונים בצד ‪ p‬יחדרו‬ ‫לצד ‪ n‬דרך “קיר” פוטנציאל. ותהליך הפריצה יגדל ככל ש ‪ w‬צרה יותר‬ ‫או 42ל שנפעיל מתח אחורי גדול יותר.‬ ‫ככ‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫הסבר כימי:‬ ‫במתח פריצה השדה החשמלי בצומת גבוה מאוד, ולכן גורם ליינון אטומי‬ ‫הסיליקון בגלל שדה גבוה)ולא ליינון אטומי המזהם שהם בלאו הכי מיוננים‬ ‫תרמית(, תופעה זו דומה מאוד לניצוץ בפלג חשמלי.‬ ‫דיודת זנר‬ ‫סימון חשמלי:‬ ‫52‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫ג. פריצת מפולת‬ ‫מתרחשת בדיודה רגילה:‬ ‫הפריצה מתרחשת בגלל הופעת שדה חשמלי גבוה במתח אחורי.‬ ‫אלקטרון יואץ, יתנגש באטום ‪ Si‬ויינן אותו, כעת יהיו שני אלקטרונים -‬ ‫אלקטרון פוגע ואלקטרון משתחרר )וכן חור(.‬ ‫תהליך‬ ‫יצירת‬ ‫האלקטרונים‬ ‫‪E‬‬ ‫‪p‬‬ ‫-‬ ‫+‬ ‫+‬‫62‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫‪n‬‬ ‫תהליך‬ ‫יצירת‬ ‫החורים‬ ‫שני האלקטרונים יואצו, יתנגשו בשני אטומים ונוצרים 4 אלקטרונים, וכך‬ ‫בפעולת שרשרת )או מפולת( יהיה תהליך הכפלה.‬ ‫תהליך יצירת‬ ‫האלקטרונים‬ ‫‪E‬‬ ‫‪p‬‬ ‫-‬ ‫+‬ ‫‪n‬‬ ‫-+‬ ‫באופן דומה גם החורים יואצו ויגרמו ליצירת חורים בתהליך מפולת.‬ ‫72‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫תהליך‬ ‫יצירת‬ ‫החורים‬ ‫פריצת ‪) punch through‬חדירה(, מתרחשת כתוצאה מתכנון לא נכון,‬ ‫כך ששכבת המיחסור בממתח אחורי תגיע עד לקצה השני של הדיודה‬ ‫)המגעים(.‬ ‫לדוגמא: עבור ‪ Nd>Na‬תתרחש כאשר אורך צד ‪ P‬קטן מ ‪Xpo‬‬ ‫-‬ ‫‪p‬‬ ‫0‪L<Xp‬‬ ‫82‬ ‫+‬ ‫-+‬ ‫מבוא להתקני מל"מ - פרופ' שלמה הבא‬ ‫‪n‬‬ ...
View Full Document

Ask a homework question - tutors are online