Mikroelektronické praktikum - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Mikroelektronické praktikum 49Základní vlastnosti diod se dají nejlépe znázornit na jejich voltampérovýchcharakteristikách. Typický průběh statické charakteristiky diody je na Obr. 5.3b.Charakteristika má dvě části: závěrnou část a propustnou část.Zvyšuje-li se kladné napětí na anodě diody nad několik desetin voltu, proud diodouprudce roste. Je-li dioda polarizována v závěrném směru, její závěrný proud je o několik řádůmenší než v propustném směru a se zvyšujícím se napětím roste. Pokud se nepřekročídovolené závěrné napětí diody, je závěrný proud vůči propustnému zanedbatelný.Na Obr. 5.4je typický průběh voltampérové charakteristiky křemíkové diody, která jecharakteristická kolenem v závěrné části. Vidíme, že diodou teče v závěrném směru velmimalý proud, pokud se ovšem nepřekročí napětí kolena charakteristiky (průrazné napětí).Zvětšuje-li dále napětí, zvětšuje se i proud a to až do úplného zničení diody (pokud není proudomezen vnějším rezistorem). Napětí „kolena“ a napětí průrazné se u křemíkových diodprakticky neliší. V propustné části charakteristiky je důležitý zejména mezní propustný proud.Je to největší střední proud, jakým můžeme trvale zatěžovat diodu při stanoveném chlazení.Krátkodobá proudová přetížitelnost křemíkových diod je značně velká. V závěrném směruvšak můžeme diodu zničit výkonem daleko menším. Je to tím, že v propustném směru seproud rozdělí na celou plochu destičky rovnoměrně, kdežto v závěrném směru je prousoustředěn do nejslabšího místa přechodu. Tím dojde k místnímu přehřátí (až k protavení)systému diody. Tento jev je odstraněn u tzv. lavinové diody. Překročí-li u lavinové diodyzávěrné napětí velikost průrazného napětí, začne protékat diodou značný proud, aniž by sezničila. Je to způsobeno tím, že u diody dojde k lavinovému průrazu v celé ploše přechodu,takže není možno její systém lokálně přehřát - výkon se rovnoměrně rozdělí na celý systémdiody.Obr. 5.4: Ampérvoltová charakteristikakřemíkové diody Obr. 5.5: Srovnání ampérvoltovýchcharakteristik vyrobených z křemíkuDiody jsou různé a v mnohém se od sebe liší. Není lhostejné, z jakého materiálu a jakoutechnologií (postupem výroby) je taková dioda vyrobena. Jedno však mají společné a platí topro všechny diody bez výjimky: Do určitého malého napětí, řádově desetiny voltu, žádnádioda proud nevede. Dříve se užívaly i diody ze selenu a z germánia. Křemíkové diody majíobecně lepší vlastnosti pro aplikace, snad až na větší úbytek napětí v propustném směru, vizsrovnání na Obr. 5.6.Měření diod můžeme rozdělit na měření orientační (zkoušení - zjištění změn funkcediody) a měření jednotlivých základních parametrů. Zda dioda není zcela zničena, lze zjistitsnadno podle Obr. 5.7.