Моделирование характеристик диодов

Полупроводниковый диод - полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим (p-n) переходом или выпрямляющим контактом метал-полупроводник и двумя выводами (электродами).

Вольт-амперные характеристики диода

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) - график зависимости тока через двухполюсник от напряжения на этом двухполюснике. Вольт-амперная характеристика описывает поведение диода на постоянном токе.

Рис. 74. Схемы моделирования ВАХ диода. Левая для прямой ветви, правая для обратной ветви.

Как видно, схемы моделирования прямой и обратной ветвей отличаются. Это следует из принципа работы диода. При моделировании прямой ветви ВАХ диода, должен задаваться ток, поскольку рабочим механизмом при протекании прямого тока является инжекция не основных носителей заряда (сильная зависимость прямого тока от напряжения). На обратной ветви ток до наступления пробоя слабо зависит от напряжения. Такая модель является хорошо обусловленной, или адекватной, что обеспечивает минимальные погрешности при моделировании.

Прямая ветвь ВАХ диода и её температурная зависимость

Параметры моделирования:

.DC LIN I_I1 0 500m 0.1m

.TEMP -60 27 125

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 75. График прямой ветви ВАХ диода.

При повышении температуры падение напряжения на диоде уменьшается из-за снижения высоты потенциального барьера (становится уже ЗЗ).

Обратная ветвь ВАХ диода и её температурная зависимость

Параметры моделирования:

.DC LIN V_V1 0 125 0.01

.TEMP -60 27 125

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 76. График тока через диод при малых обратных напряжениях и различных температурах.

При низких температурах видно, что зависимость тока характерна для генерационной природы тока, а при повышенных температурах наблюдается насыщение тока, что характерно для диффузионной природы обратного тока.

Обратная ветвь ВАХ диода и её температурная зависимость. Область пробоя

Параметры моделирования:

.DC LIN V_V1 119 125 0.0001

.TEMP -60 27 125

.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*))

.INC " \SCHEMATIC1.net"

Рис. 77. График тока через диод при больших обратных напряжениях и различных температурах.

Рис. 78. Начальный участок графика тока через диод при больших обратных напряжениях и различных температурах.

В начальной области ток определяется свойствами p-n перехода, а при больших токах ограничивающим действием сопротивления нейтральных областей диодной структуры. На этом участке можно определить сопротивление нейтральных областей.

Читайте также

Проектирование систем автоматизации электрических железных дорог
Последнее десятилетие характеризуется существенным совершенствованием систем телемеханики и расширением областей их применения. Это обусловлено новейшими достижениями микроэлектроники и ...

Разработка локальной сети предприятия (на материалах ОАОТ Дабрабыт)
Локальная вычислительная сеть(Local Area Network), именуемая в дальнейшем LAN, - это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, пр ...

Проект устройства со световыми эффектами на основе микроконтроллера ATtiny12 семейства AVR фирмы Atmel
Популярность микроконтроллеров ATtiny постоянно увеличивается. Не последнюю роль в этом играет соотношение показателей «цена/ быстродействие/ энергопотребление», являющееся одним из ...