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Mindmap-Galerie Wissensrahmen für analoge elektronische Schaltkreise

Wissensrahmen für analoge elektronische Schaltkreise

Wissensrahmen für analoge elektronische Schaltkreise, einschließlich: Halbleiter, PN-Übergang (P-N), Diodenanwendung (Diodenanwendung), Widerstandsniveaus (Widerstandsniveaus).

Bearbeitet um 2023-01-08 20:11:01

tyyii7sc@bccto.c

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Halbleiterdiode

Halbleiter

Halbleitermaterial

GaAs

Halbleiter sind gegenüber der Außenwelt elektrisch neutral

Eigener Halbleiter

Definition: Ein reiner Halbleiter, der völlig frei von Verunreinigungen und Kristalldefekten ist

Merkmale

Elektronenkonzentration = Lochkonzentration

Schlechte elektrische Leitfähigkeit

Geringe Trägerkonzentration

Mit zunehmender Temperatur nimmt die Anzahl der Träger zu

Intrinsische Anregung: Wenn die Temperatur des Halbleiters T>0K beträgt, lösen sich Elektronen aus der kovalenten Bindung und bilden freie Elektronen.

intrinsische Träger

Loch: Eine Lücke, die entsteht, wenn sich ein Elektron aus einer kovalenten Bindung löst und zu einem freien Elektron wird

Freie Elektronen: Valenzelektronen brechen kovalente Bindungen und bilden frei bewegliche Elektronen

Verunreinigungshalbleiter

Halbleiter vom N-Typ (N-Typ)

Einführung 5-wertiger Elemente (Donorionen)

Phosphor

Antimon

Arsen

Merkmale

elektrisch neutral

Hohe Leitfähigkeit

Das zusätzliche fünfte Elektron ist nicht mit einer bestimmten kovalenten Bindung verbunden

Halbleiter vom P-Typ (P-Typ)

Einführung 3-wertiger Elemente (Akzeptorionen)

Bor

Gallium

Indium

Merkmale

elektrisch neutral

Nicht genügend Elektronen, um kovalente Bindungen zu bilden, wodurch Löcher entstehen

PN-Übergang (P-N)-Übergang

Bildung: Die Verunreinigungsregion vom N-Typ steht in engem Kontakt mit einer Verunreinigungsregion vom P-Typ und am Übergang entsteht eine Verarmungsregion.

Trägerdiffusionsbewegung: Konzentrationsunterschied

Viele Träger (Löcher) in der P-Typ-Region diffundieren in die N-Typ-Region

Diffusion von Elektronen (Elektronen) vom N-Typ-Bereich zum P-Typ-Bereich

Driftbewegung

Die eingefangenen geladenen Ionen (negative Ionen vom P-Typ, positive Ionen vom N-Typ) bilden ein selbstkonstruiertes elektrisches Feld, das die Minoritätsträger dazu bringt, sich in Richtung niedriges Potential zu bewegen.

Merkmale

Die Richtung des internen elektrischen Feldes des PN-Übergangs verläuft vom N-Bereich zum P-Bereich.

Hat Einwegleitfähigkeit

Die externe Spannung bewirkt, dass der Strom von N nach P fließt, mit hohem Widerstand und kleinem Strom.

Die externe Spannung bewirkt, dass der Strom von P nach N fließt, mit geringem Widerstand und großem Strom.

Rückwärtsvorspannung: Der N-Anschluss ist mit der positiven Elektrode verbunden, der P-Anschluss ist mit der negativen Elektrode verbunden, das interne elektrische Feld wird verstärkt, die Verarmungsschicht wird breiter, der Driftstrom kommt vom Minoritätsträger, der Strom ist sehr klein , und der PN-Übergang ist abgeschnitten

Shockleys Gleichung:

ist der umgekehrte Sättigungsstrom

ist die Vorwärtsspannung, die an die Diode angelegt wird

ist der ideale Faktor, normalerweise 1

Thermospannung:

Boltzmanns Konstante k

Ladung q

umgekehrter Zusammenbruch

Elektrischer Ausfall (reversibel)

Zener-Zusammenbruch

Lawinenabbruch

Thermischer Zusammenbruch (irreversibel)

Diodenanwendung

Dioden-Ersatzschaltbild

ideales Ersatzschaltbild

Strom fließt vom Pluspol der Diode zum Minuspol und der Stromkreis wird eingeschaltet

Strom fließt vom Minuspol der Diode zum Pluspol und der Stromkreis wird getrennt

Vereinfachtes/ungefähres Ersatzschaltbild

Die Diodenspannung kann nicht vernachlässigt werden. Die Spannung von Siliziumdioden beträgt im Allgemeinen 0,7 V.

Stückweise lineares Ersatzschaltbild

Äquivalentes Modell

Ideale Diode, Diodenspannung ignorieren

Vereinfachte Diode

Halbwellengleichrichtung

AC-Eingang, DC-Ausgang

Vollweggleichrichtung

Begrenzungsschaltung

Widerstandsstufen

Wechselstromwiderstand

Widerstandstyp

Gleichstrom oder statischer Widerstand

Gleichstromwiderstand

Wechselstrom- oder dynamischer Widerstand

Der Wechselstromwiderstand hängt vom Gleichstrombetriebspunkt Q-Punkt in der Diode ab

Durchschnittlicher Wechselstromwiderstand

Liniendefinition innerhalb des Bereichs

Verwendete Software: Mindmaster