Giới thiệu.
Diode biến dung lă một ví dụ ứng dụng giâ trị điện dung có trong diode tiếp giâp pn khi được phđn cực ngược. Tất cả câc diode tiếp giâp pn đều có một giâ trị điện dung năo đó; điện dung của tiếp giâp pn khơng đâng kể khi sử dụng diode tiếp giâp ở mạch tần số thấp, nhưng mạch lăm việc ở dêi tần số cao, thì dung khâng (XC) của tiếp giâp pn có thể lăm giảm đến mức khơng cịn dòng ngược.
Thời gian hồi phục ngược (trr) lă thời gian cần thiết để diode ngưng dẫn khi diode đê được phđn cực ngược. Thông số thời gian hồi phục ngược trở thănh yếu tố quan trọng tại tốc độ chuyển mạch cao. Câc diode chỉnh lưu tần số thấp có thơng số thời gian hồi phục ngược định mức văo khoảng văi microsecond, ngược lại câc diode chuyển mạch tốc độ cao có thời gian hồi phục ngược văo khoảng văi nanosecond. Câc nhă sản xuất đê chế tạo câc diode chuyển mạch tần số cao có thể lăm việc tại câc tần số trín 3000MHz.
Diode hồi phục bậc thang.
Diode hồi phục bậc lă diode tiếp giâp pn. Vật liệu p vă n gần tiếp giâp được pha tạp loêng. Sự pha tạp ở vật liệu bân dẫn sẽ được tăng dần theo khoảng câch tăng lín từ tiếp giâp. Diode hồi phục bậc sẽ lăm giảm điện dung tiếp giâp nín cho phĩp diode hồi phục bậc lăm việc ở tần số cao. Ký hiệu mạch của diode hồi phục bậc như với diode thông thường.
Diode PIN.
Hình 2.52, lă cấu tạo của diode PIN, với vùng vật liệu bân dẫn P vă N được pha tạp đậm đặc câch ly bằng một vùng không pha tạp hay vật liệu bân dẫn thuần. Tín gọi diode PIN bắt nguồn từ loại vật liệu bân dẫn được sử dụng trong cấu trúc của diode. Vật liệu thuần đóng vai trị như chất điện mơi phđn câch hai vùng dẫn. Sự ngăn câch hai vùng dẫn sẽ lăm giảm điện dung tiếp giâp của diode nín diode PIN có thể được sử dụng ở tần số cao. Ký hiệu mạch của diode PIN như ký hiệu của diode thơng thường.
Diode Schottky.
Diode Schottky cịn được gọi lă diode hạt tải nóng [hot - carrier diode] khơng có tiếp giâp pn, mă tiếp giâp của diode Shottky được tạo thănh bằng một tấm chắn kim loại (văng, platinum, bạc) vă vật liệu bân dẫn - n (hình 2.53). Diode Schottky có đặc tuyến dịng – âp tương tự như diode tiếp giâp pn, ngoại trừ điện âp mở thuận Vγ trong khoảng từ 0,3V đến 0,6V. Điện dung
BIÍN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 2: TIẾP GIÂP PN & DIODE BÂN DẪN
liín quan với diode Schottky lă cực nhỏ. Khi diode Schottky lăm việc ở chế độ phđn cực thuận, dòng điện được tạo ra bởi sự di chuyển của câc điện tử từ silicon dạng n thông qua răo chắn vă lớp kim loại. Do câc điện tử tâi hợp tương đối nhanh khi qua lớp kim loại, thời gian tâi hợp ngắn văo khoảng 10ps, nhanh hơn nhiều so với ở diode tiếp giâp pn thơng thường, nín diode Schottky có ý nghĩa lớn trong câc ứng dụng chuyển mạch tốc độ cao.
Diode Schottky được sử dụng nhiều trong cơng nghệ mạch tích hợp do dễ chế tạo vă có thể sản xuất đồng thời câc cấu kiện khâc trín một chip. Việc chế tạo một diode tiếp giâp pn đòi hỏi khuyếch tân bân dẫn dạng p nhiều hơn so với diode Schottky, nhưng việc chế tạo diode Schottky có thể yíu cầu bổ sung bước phủ kim loại. Câc đặc tính tạp đm thấp của diode Schottky tạo cho diode lý tưởng đối với ứng dụng trong việc giâm sât công suất của dêi tần radio mức thấp, câc mạch tâch sóng ở tần số cao, vă câc bộ trộn trong radar Doppler.
Lợi thể của diode Schottky lă mức sụt âp thuận của nó thấp vă tốc độ chuyển mạch của diode. Câc diode Schottky có thể được chế tạo để có thời gian đóng mở văo khoảng 10nS. Do tốc độ chuyển mạch cao vă sụt âp thuận thấp, câc diode Schottky thường được sử dụng trong câc bộ nguồn cung cấp kiểu chuyển mạch. Ký hiệu mạch của diode Schottky như ở hình 2.53.