Der wichtigste qualitative Indikator elektronischer Geräte ist die Zuverlässigkeit ihres Betriebs, die durch die Zuverlässigkeit einzelner Teile und Baugruppen bestimmt wird.

Unter Zuverlässigkeit wird eine Eigenschaft eines Systems (Produkts) verstanden, die mit seiner Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und Wartbarkeit verbunden ist und die Leistung spezifizierter Funktionen gewährleistet.

Zuverlässigkeit Bestimmt die Eigenschaft eines Systems (Produkts), die Funktionsfähigkeit in bestimmten Modi und Betriebsbedingungen kontinuierlich aufrechtzuerhalten.

Haltbarkeit- Dies ist die Eigenschaft eines Produkts oder Systems, in bestimmten Modi und Betriebsbedingungen über einen langen Zeitraum betriebsbereit zu bleiben. Die Haltbarkeit wird durch die technische Ressource quantifiziert, die die Summe der Zeitintervalle des störungsfreien Betriebs über die Betriebsdauer bis zur Zerstörung oder einem anderen Grenzzustand ist.

Wartbarkeit ist eine Eigenschaft eines Produkts oder Systems, die seine Anpassungsfähigkeit zur Vermeidung, Erkennung und Beseitigung von Fehlern charakterisiert.

Ablehnung Hierbei handelt es sich um eine Fehlfunktion, deren Behebung dazu führt, dass das Gerät nicht alle oder zumindest eine seiner Hauptfunktionen weiterhin erfüllen kann. Ausfälle können vollständig und teilweise (bedingt), plötzlich und allmählich, abhängig und unabhängig sein. Die physikalische Bedeutung eines plötzlichen Ausfalls besteht darin, dass ein Schaltungselement durch eine abrupte Änderung eines Parameters die zur Gewährleistung erforderlichen Eigenschaften verliert normale Operation. Zu den vollständigen Ausfällen zählen Ausfälle, die mit dem vollständigen Verlust der Funktionsfähigkeit des Geräts aufgrund von Unterbrechungen oder Kurzschlüssen interner oder externer Anschlüsse, Ausfall des PN-Übergangs usw. einhergehen.

Die Ursachen für plötzliche Ausfälle können Konstruktionsfehler, versteckte Herstellungsfehler, Verstöße gegen Betriebsvorschriften und äußere Einflüsse sein, die für den normalen Betrieb nicht typisch sind (Stöße, Vibrationen, Überhitzung, erhöhte Spannung usw.). Solche Ausfälle treten am häufigsten während der ersten Betriebsphase auf.

Allmähliche Ausfälle sind mit Veränderungen der Parameter von Geräten (Produkten) im Laufe der Zeit verbunden und äußern sich in Parametern, die über die in den technischen Spezifikationen festgelegten Grenzen hinausgehen. Allmähliche Ausfälle werden durch mangelhafte Technologie oder deren Unterbrechung während des Herstellungsprozesses von Geräten verursacht.

Die meisten Ausfälle von Halbleiterbauelementen sind auf eine allmähliche Verschlechterung der Parameter zurückzuführen, die hauptsächlich durch Änderungen im Zustand der Halbleiteroberfläche verursacht wird. Das Eindringen von Feuchtigkeit oder Sauerstoff auf die Kristalloberfläche führt zur Bildung leitender Kanäle auf der Oberfläche des Halbleiters, was zu einem Anstieg des Sperrschichtstroms und einer Verringerung des Stromübertragungskoeffizienten des Transistors führen kann. Infolgedessen weisen Geräte, die mit Planartechnologie hergestellt werden, eine höhere Parameterstabilität auf, da ihre Halbleiteroberfläche mit einem schützenden Oxidfilm bedeckt ist, als Geräte, die mit Legierungstechnologie hergestellt werden.

Bei elektrischen Vakuumgeräten können solche Ausfälle aufgrund einer Verschlechterung des Vakuums der Lampe und einer Abnahme der Kathodenemission im Laufe der Zeit auftreten. Es kann zu allmählichen Ausfällen kommen teilweise oder bedingt, wo Änderungen der Geräteparameter in einigen Fällen zum Ausfall der Schaltung führen können, in anderen nur zu einer teilweisen Änderung der Parameter. Als bedingtes Ausfallkriterium gilt eine Änderung der Grundparameter (bei Transistoren ist dies in der Regel eine Änderung des Übertragungskoeffizienten und des Sperrkollektorstroms) um eine bestimmte Anzahl über die in den technischen Spezifikationen vorgesehenen Normen hinaus. Eine korrekt berechnete Schaltung ermöglicht erhebliche Änderungen der Geräteparameter, sodass bedingt ausgefallene Geräte möglicherweise keinen Betriebsausfall verursachen.

Zur Quantifizierung der Zuverlässigkeit wird das Konzept der Ausfallrate (Gefahr) verwendet, unter der das Verhältnis der Anzahl der Geräteausfälle pro Zeiteinheit zur Anzahl der ordnungsgemäß funktionierenden Geräte verstanden wird. Fehlerrate

wobei n die Anzahl der ausgefallenen Geräte während der Zeit t in Stunden ist; N ist die Gesamtzahl der Betriebsgeräte. Da normalerweise n N, dann

Zur Beurteilung der Zuverlässigkeit elektronische Geräte(Geräte) verwenden das Konzept: Wahrscheinlichkeit eines störungsfreien Betriebs P für eine bestimmte Betriebsdauer

Reis. 10.5. Typische Ausfallratenkurve

Eine typische Ausfallratenkurve ist in Abb. dargestellt. 10.5. Diese Kurve kann in drei Abschnitte unterteilt werden. Handlung 1 gekennzeichnet durch eine erhöhte Intensität plötzlicher Ausfälle, die eine Folge einer schlechten Herstellungsqualität sind, die sich bei Inbetriebnahme des Produkts bemerkbar machte. Handlung 2 entspricht der normalen Lebensdauer. Die Ausfallrate sinkt hier, da die Einlaufzeit abgelaufen ist und ein Verschleiß der Geräte noch nicht eingetreten ist. Handlung 3 gekennzeichnet durch eine erneute Zunahme der Fehlerintensität aufgrund von Alterung oder Verschleiß von Elementen (z. B. Emissionsverlust der Kathode eines elektrischen Vakuumgeräts). Bei den meisten Arten von Halbleiterbauelementen konnte das Vorhandensein einer Verschleißstelle nicht festgestellt werden, was auf ihre lange Lebensdauer zurückzuführen ist.

Der zweite Teil der Vorlesung „Physikalische Elektronik“ – „Elektronische Geräte“ widmet sich den Grundlagen der Funktionsweise von Vakuum-, Festkörper- und Gas-Basiselektronikgeräten. Der Kurs besteht aus Vorlesungen und Laborworkshop.

Einführung

Konzept elektronischer Geräte. Trennung elektronischer Geräte nach der Gemeinsamkeit der ihnen zugrunde liegenden physikalischen Prozesse. Hauptfunktionen. Klassifizierung elektronischer Geräte. Das Konzept der Eigenschaften elektronischer Geräte.

Abschnitt 1. Vakuumgeräte

1.1. Vakuumdioden

Die Diode ist ein nichtlineares Gerät mit zwei Anschlüssen. Emission von Elektronen aus der Kathode. Potentialverteilung in einer Flachdiode. CVC einer idealen Vakuumdiode. Gesetz der Macht 3/2. Ableitung eines Gesetzes vom Grad 3/2 aus einem System hydrodynamischer Gleichungen. Ableitung des Gesetzes der Potenz 3/2 mithilfe der Dimensionsanalysemethode. CVC einer echten Diode. Diodenparameter – innerer Widerstand, charakteristische Steigung, Verstärkung. Sättigungsstrom. Ladelinie. Verlustleistung an der Anode. Parameter des maximal zulässigen Modus.

1.2. Elektronische Röhren mit Gitter.

Verteilung von Potential und elektrischem Feld in einer Triode. Stromregelung in einer Triode.

Äquivalente Diode. Effektive Spannung. Potenzgesetz 3/2 für eine Triode. Vorwärts- und Rückwärtsdurchlässigkeit.

Familien statischer Anoden- und Anodengittereigenschaften. Triodenparameter. Interne Gleichung der Lampe. Familie mit echten Merkmalen. Inseleffekt. Netzströme bei positiver und negativer Netzspannung. Aktueller Verteilungskoeffizient. Gittereigenschaften.

Dynamische Eigenschaften und Parameter der Triode. Kapazitäten zwischen den Elektroden. Maximal zulässige Leistung. Betriebsarten der Triode. Verstärkerstufe. Automatische Vorspannungsschaltung.

Nachteile von Trioden. Multigrid-Lampen. Dynatron-Effekt. Strahltetrode. Tetrodenbetrieb. Pentode. Funktionsweise von Pentoden. Schaltschemata. Ersatzschaltungen von Trioden und Mehrgitterlampen.

1.3. Elektronenstrahlgeräte.

Vorrichtung einer Kathodenstrahlröhre. Elektronischer Scheinwerfer. Elektrostatische Fokussierungssysteme. Magnetostatische Fokussierungssysteme. Ablenksysteme. Statische Empfindlichkeit von Kathodenstrahlröhren. Bildverzerrung. Scan. Beobachten von Wechselspannungen mit einem Oszilloskop. CRT-Monitor.

1.4. Elemente der Vakuummikroelektronik.

Autoelektronische Emissionen. Durchgang von Elektronen durch eine Potentialbarriere. Fowler-Nordheim-Gesetz. Fowler-Nordheim-Linien. Dünnschicht-Feldemissionskathoden, ihre Herstellung. Experimentelle Bestimmung ihrer Hauptparameter. Design einer Vakuum-Mikrodiode. Mikrotriode als Element einer Verstärkerschaltung. Rastertunnelmikroskop. MAS. Andere Anwendungen der Feldemission.

Abschnitt 2. Halbleiterbauelemente.

2.1. Halbleiterdioden.

Arten von Halbleitern. Zonendiagramme. Diffusions- und Driftströme. р-n-Kreuzung.

Verteilung der Ladungsträgerkonzentration. CVC einer idealen Diode. Shockley-Formel. Thermischer Strom.

I-V-Kennlinien einer realen Diode (Rekombinationsstrom, Einfluss des Basiswiderstands, Erzeugungsstrom, Leckstrom).

p-n-Übergangskapazitäten. Zusammenbruch des pn-Übergangs. Der Einfluss der Temperatur auf die Strom-Spannungs-Kennlinie der Diode.

Diodenbetriebsart.

Anwendung von Halbleiterdioden zur Gleichrichtung Wechselstrom.

Vorübergehende Prozesse in p-n-Übergang; Verwendung von Dioden als Schalter.

Tunnel- und Sperrdioden.

2.2. Transistoren.

2.2.1. Bipolartransistoren. Gerät und Funktionsprinzip. Transistorstruktur. Strömungen und Trägerverteilungen. Betriebsarten. Schaltschemata. Physikalische Parameter von Transistoren. Statische Eigenschaften. Transistorbetrieb hohe Frequenzen. Betrieb von Transistoren im Impulsmodus (Schaltermodus). Frequenzumwandlung durch Halbleiterbauelemente.

2.2.2. Feldeffekttransistoren. Gerät, Funktionsprinzip. Statische Steuer- und Ausgangseigenschaften. Optionen. Schaltschemata. Transistorstromkreise.

2.2.3. MOSFETs. Allgemeines Prinzip arbeiten. Statische Eigenschaften.

2.3. Operationsverstärker.

Funktionsprinzip des Operationsverstärkers. Lineares Modell eines Operationsverstärkers. Hauptparameter und Eigenschaften. Der ideale Operationsverstärker.

Klasse 2lg, 13,-„

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A. G. Alexandrow

Deklariert am 31. Januar 1941 beim Volkskommissariat für Elektrizitätswirtschaft X 40368 (304420) Veröffentlicht am 31. Januar 1945

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Messung der statischen Eigenschaften elektronischer Geräte mit sanfter elektrostatischer Steuerung vor.

Aus verschiedenen praktischen Gründen kann es erforderlich sein, die Eigenschaften dieser Geräte in Abhängigkeit vom Potenzial der Steuerelektrode bei konstanten Potenzialen an den anderen Elektroden zu ermitteln. Bei Lampen mit geringer Leistung werden diese Eigenschaften normalerweise mit einer einfachen Punktmethode gemessen. In letzter Zeit sind eine Reihe spezieller Geräte erschienen, die es ermöglichen, sofort eine Familie statischer Eigenschaften auf dem Bildschirm eines elektronischen Oszilloskops zu erhalten.

Bei leistungsstarken Elektrodenlampen, beispielsweise leistungsstarken Generatorlampen, ist das Problem der Beseitigung statischer Eigenschaften schwerwiegender, da ihre Elektroden, die nicht für große Überlastungen ausgelegt sind, den Leistungen nicht standhalten können, die bei voller statischer Charakteristik an ihnen abgeführt werden können .

Dann gibt es eine Reihe von Lampen, die nicht einmal den Lichtmodi standhalten können, in denen sie in speziellen Schaltkreisen zur Erfassung einer Familie statischer Eigenschaften mit der oszilloskopischen Methode wären.

Bei einer Reihe spezieller physikalischer Untersuchungen an aktivierten komplexen Kathoden, beispielsweise Oxidkathoden, kann es erforderlich sein, den Elektronenemissionsstrom in solchen Modi zu messen, dass die Kathode aufgrund der Überlagerung des gemessenen Stroms mit dem Filamentstrom nicht merklich erhitzt wird .

Diese Schwierigkeiten lassen sich leicht durch die Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens lösen, dessen Kern aus der folgenden Beschreibung und Betrachtung der Abbildungen verständlich wird. 1 - 8 Zeichnungen.

In Abb. Abbildung 1 zeigt die untersuchte Elektronenröhre 1, in deren Steuerelektrodenkreis periodisch schmale Spannungsimpulse vom Widerstand 14 eingespeist werden, der in Reihe mit einer Quelle der Vorspannungsgitterspannung o geschaltet ist und durch die Kapazität 9 blockiert wird.

Periodische schmale Spannungsimpulse werden vom Kondensator 25 erhalten, der von einer geregelten Quelle geladen wird Gleichstrom 21 über Potentiometer 22 und

Nr. 63799 Widerstände 28 und 24. Der angegebene Kondensator wird periodisch durch ein Thyratron zur Entladung gezwungen

26, periodisch zwangsgezündet unter Verwendung eines Spitzentransformators 27, dessen Sekundärkreis über ein Potentiometer 29 in Reihe mit einer Vorspannungsquelle 30 geschaltet ist.

Zur Begrenzung des Gitterstroms wird in den Gitterstromkreis dieses Thyratrons ein Begrenzungswiderstand 28 eingebracht.

Der Kondensator wird in einen nichtinduktiven Widerstand entladen

14, verbunden mit dem Steuerelektrodenkreis der untersuchten Elektronenröhre. Potentiale zu anderen Elektroden werden von den Gleichstromquellen 2, 3, 4 usw. geliefert, die eingestellt werden können. Diese Quellen werden durch ausreichend große Kondensatoren 6, 7, 8 usw. blockiert, so dass es beim Durchgang von Stromimpulsen durch die angegebenen Elektroden nicht zu einem merklichen Abfall der Potentiale an den Elektroden und damit zu einer Verzerrung der gemessenen Eigenschaften kommt. Dieser Umstand ist von besonderer Bedeutung in Fällen, in denen die Quellen, die die Elektrodenkreise versorgen, eine geringe Leistung haben und einen hohen Innenwiderstand aufweisen.

Die Spannungen der Quellen 2, 3, 4, 5 können mit DC-Voltmetern 31, 82, 88, 34 gemessen werden. In die Elektrodenkreise sind vorbekannte nichtinduktive Widerstände 10, 11, 12, 18 eingebracht, die eine schmale Spannung erzeugen Tropfenimpulse, wenn sie schmale Stromimpulse durchlaufen. Diese Spannungsabfälle werden mittels eines Kommutators 15 einem Hilfsgerät zugeführt, mit dem sie wiederum gemessen werden können.

Das Hilfsmessgerät besteht aus einer Konstantstromquelle 17, einem Potentiometer

16, Gleichspannungsmesser 18, Ventil 20 und Stromanzeige 35.

In Abb. In Fig. 2 zeigt die durchgezogene Linie den zeitlichen Verlauf der direkt zwischen dem Gitter und der Kathode des Thyratrons 26 anliegenden Spannung. Die gestrichelte Linie in dieser Figur zeigt den zeitlichen Verlauf der Vorspannung am Potentiometer 29.

In Abb. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung am Kondensator 25, der sich für die Zeit 1 von der Quelle 21 auflädt und für die Zeit 1 zum Widerstand 4 entlädt. Somit ist die Schwingungsperiode gleich t,+t,=T.

Diese Periode ist wiederum gleich der Periode der Spannungsschwingungen, die dem Transformator 27 zugeführt werden. Die Schwingungen werden als erzwungen angesehen, da in diesem Fall ein klareres Bild erhalten wird und genauere Messungen bereitgestellt werden. Nebenbei ist auch darauf hinzuweisen, dass die Verwendung periodischer Schwingungen zweifellos Vorteile gegenüber einem Einzelimpuls hat. Tatsache ist, dass die Methode der periodischen Impulse sicherlich eine höhere Genauigkeit bietet, das Element des Zufalls eliminiert und darüber hinaus den Zeitaufwand für Messungen erheblich spart.

In Abb. Abbildung 4 zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung, die direkt zwischen dem Gitter und der Kathode der untersuchten Lampe anliegt. Wie aus diesem Diagramm ersichtlich ist, weist die Netzspannungskurve die Form sehr schmaler Impulse auf. Der Maximalwert der Impulskurve kann einfach eingestellt werden, entweder durch Änderung der Spannung mit Potentiometer 22 oder durch Änderung der Quellenspannung

5. Auf diese Weise können Sie die Spannung der Steuerelektrode (Gitter) ändern.

In Abb. Abbildung 5 zeigt eine ungefähre Kurve eines Stromimpulses im Stromkreis einer der Elektroden über die Zeit. Diese Kurve entspricht der Kurve in Abb. 4. In Abb. Abbildung 6 zeigt schematisch eine ungefähre zeitliche Impulskurve im Stromkreis einer der Elektroden mit einer stark gedehnten Elektrode. die Achse der Zeit. Die gleiche Grafik zeigt gepunktete Linien 2, 8, 4„ bezogen auf die Spannung am 63799 Potentiometer 16. Hier sind drei Fälle dargestellt. Zeile 2 bezieht sich auf den Fall, dass die Spannung am Potentiometer 16 größer ist als der Maximalwert am entsprechenden nichtinduktiven Widerstand im Stromkreis der einen oder anderen Elektrode, d. h. J„>1„,R.

In diesem Fall wird das Ventil 20 gesperrt, da seine Anode gegenüber der Kathode negativ ist.

Kurve 2 in Abb. 6 bezieht sich auf den Fall, wenn P„= I„,b.

Kritisch ist dieser Fall, für den die Messung durchgeführt wird. Durch Messen der Spannung am Potentiometer mit einem Voltmeter 18 in diesem Fall und Kenntnis des gegebenen Widerstandswerts K lässt sich leicht der Wert des Stromimpulses 1„ bestimmen.

Kurve 4 in Abb. 6 bezieht sich auf den Fall, dass U„(I„,Â.

In diesem Fall ist die Anode des Ventils 20 in Bezug auf seine Kathode positiv und es fließt ein Strom durch sie, dessen Durchschnittswert von der Vorrichtung 85 gemessen wird. Das Auftreten von Strom dient als Zeichen dafür, dass der kritische Modus vorliegt überschritten ist und daher die Spannung am Potentiometer 16 erhöht werden muss.

Als Ventil 20 können Sie das kleinste Kenotron (Diode) oder eine Triode nehmen, deren Gitter an der Anode befestigt ist. Der Glühfaden des Kenotrons sollte von einer Gleichstromquelle gespeist werden, und der gemeinsame Punkt sollte am Minusende der Glühfadenquelle liegen (um den Einfluss der Nichtäquipotentialität der Kathode und der Anfangsgeschwindigkeiten der Elektronen zu vermeiden).

Neben dem Kompensationsverfahren zur Messung von Stromimpulsen kann auch das oszilloskopische oder oszillographische Verfahren eingesetzt werden. Zu diesem Zweck ist in der gestrichelten Linie in FIG. 1 Dirigent

86 sind an einem Paar Oszilloskop-Ablenkplatten befestigt, die eine Ablenkung ermöglichen Elektronenstrahl vertikal; Ein weiteres Paar Ablenkplatten ist an eine Quelle mit sägezahnförmiger Spannungskurve angeschlossen, und diese Quelle ist mit Quelle 27 synchronisiert, die Wechselspannung an den Thyratron-Gitterkreis liefert

26. Gleichzeitig erscheinen auf dem Bildschirm des Oszilloskops deutliche Spannungsabfallimpulse (siehe Abb. 5), nachdem diese durch vorläufige Kalibrierung und Messung gemessen wurden; Wenn ich die Werte der nichtinduktiven Widerstände in den Elektrodenkreisen im Voraus kenne, ist es möglich, die Werte der Stromimpulse selbst zu bestimmen. Für diese Messung muss ein elektronisches Oszilloskop oder Oszilloskop verwendet werden. Die Verwendung eines elektromagnetischen Schleifenoszilloskops sollte aufgrund der großen Trägheit des Systems zu erheblichen Fehlern führen.

Die Methode, dem Steuerelektrodenkreis Impulse zuzuführen und Ströme im Stromkreis anderer Elektroden zu messen, hat eine Reihe erheblicher Vorteile. Erstens wird die Leistung des Thyratrons, das den Kondensator entlädt, deutlich reduziert. Dann wird es möglich, Ströme im Stromkreis einer beliebigen Elektrode bei jedem Potential an anderen Elektroden zu messen, was nicht möglich ist, wenn der Stromimpuls im Stromkreis der Elektrode gemessen wird, an die der Potentialimpuls angelegt wird.

Bei dieser Methode wird die Lampe nur in den Momenten „entriegelt“, in denen ein Potentialimpuls an die Steuerelektrode angelegt wird. In der übrigen Zeit liegt an der Steuerelektrode ein relativ großes (im Absolutwert) negatives Potential an.

Ungefähre statische Eigenschaften, die mit der vorgeschlagenen Methode erhalten wurden, sind in den Abbildungen dargestellt.

Gegenstand der Erfindung

1. Ein Verfahren zur Messung der statischen Eigenschaften elektronischer Geräte mit sanfter elektrostatischer Steuerung, das sich dadurch auszeichnet, dass dem Steuerelektrodenkreis in Reihe mit einer einstellbaren Vorspannung Nr. 63799 von a periodisch eine Spannung in Form schmaler Impulse zugeführt wird Spannung, die von einer externen Quelle geladen und periodisch mit einem Tirate-Ron-Kondensator zur Entladung gezwungen wird, und einstellbare Spannungen von Gleichstromquellen, die durch Kondensatoren blockiert werden, werden über zuvor bekannte nichtinduktive Widerstände an die anderen Elektroden des zu untersuchenden elektronischen Geräts angelegt und die daraus resultierenden MQKcHMBJlbHblp. Die Werte der Stromimpulse in den Stromkreisen dieser Elektroden werden durch Spannungsabfallimpulse an den oben genannten Widerständen gemessen, an die über ein Ventil und eine Stromanzeige eine einstellbare Ausgleichsspannung angelegt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Ablenkelektrodenpaares, das mit den Enden oder einem Teil der in die Elektrodenkreise eingeführten Widerstände verbunden ist, zur Messung der Maximalwerte von Impulsen In den Elektrodenkreisen der zu untersuchenden Elektronenröhre wird eine mit der Quelle synchronisierte Sägezahnspannung an das andere Paar Ablenkelektroden angelegt Wechselstrom Spannung, dem Steuerelektrodenkreis des Thyratrons zugeführt, der den Kondensator periodisch entlädt.

Technik. Herausgeber M. V. Snolyakva

Rep. Herausgeber D. A. Mikhailov

Druckerei von Gosplannzdat, Nr. Worowski, Kaluga

L!49953. Unterzeichnet zur Veröffentlichung am 25. November 1946. Auflage: 500 Exemplare. Preis 65 Kopeken. Zach. 325

Sie gehen also zum Wasserkocher, um zu feiern, und denken daran, eine Tasse Tee mit einem Lenkrad zuzuschlagen, um das Gerät zu ehren, das Sie gerade zusammengebaut haben, aber es funktionierte plötzlich nicht mehr. Dabei sichtbare Gründe Nein: Die Kondensatoren sind intakt, die Transistoren scheinen nicht zu rauchen und die Dioden auch. Aber das Gerät funktioniert nicht. Was soll ich machen? Sie können diesen einfachen Fehlerbehebungsalgorithmus verwenden:

Installation „Rotz“

„Rotz“ sind kleine Lottropfen, die entstehen Kurzschluss zwischen zwei verschiedenen Spuren auf einer Leiterplatte. Bei der Selbstmontage führen solche unangenehmen Lottropfen dazu, dass das Gerät entweder einfach nicht startet, nicht richtig funktioniert oder, was noch schlimmer ist, teure Teile sofort nach dem Einschalten durchbrennen.

Um solche unangenehmen Folgen zu vermeiden, sollten Sie vor dem Einschalten des zusammengebauten Geräts die Leiterplatte sorgfältig auf Kurzschlüsse zwischen den Leiterbahnen prüfen.

Gerätediagnosegeräte

Der Mindestsatz an Instrumenten zum Einrichten und Reparieren von Amateurfunkstrukturen besteht aus einem Multimeter und. In manchen Fällen kommt man nur mit einem Multimeter aus. Für ein bequemeres Debuggen von Geräten ist es jedoch dennoch ratsam, über ein Oszilloskop zu verfügen.

Für einfache Geräte Dieses Set reicht für die Augen. Was zum Beispiel das Debuggen verschiedener Verstärker betrifft, dann auch für sie korrekte Einstellungen Es empfiehlt sich, auch über einen Signalgenerator zu verfügen.

Die richtige Ernährung ist der Schlüssel zum Erfolg

Bevor Sie Rückschlüsse auf die Leistung der in Ihrem Amateurfunkdesign enthaltenen Teile ziehen, sollten Sie prüfen, ob die richtige Stromversorgung vorhanden ist. Manchmal stellt sich heraus, dass das Problem auf eine schlechte Ernährung zurückzuführen ist. Wenn Sie beginnen, das Gerät mit seiner Stromversorgung zu überprüfen, können Sie beim Debuggen viel Zeit sparen, wenn das Problem darin lag.

Diodenprüfung

Wenn sich im Stromkreis Dioden befinden, sollten diese einzeln sorgfältig überprüft werden. Wenn sie scheinbar intakt sind, sollten Sie einen Anschluss der Diode ablöten und ihn mit einem im Widerstandsmessmodus eingeschalteten Multimeter überprüfen. Wenn außerdem die Polarität der Anschlüsse des Multimeters mit der Polarität der Anschlüsse der Diode übereinstimmt (+ Anschluss zur Anode und - Anschluss zur Kathode), dann zeigt das Multimeter etwa 500-600 Ohm an, und zwar bei umgekehrter Verbindung (- Anschluss). an die Anode und + Anschluss an die Kathode) nicht. Es wird überhaupt nichts angezeigt, als ob dort eine Unterbrechung wäre. Wenn das Multimeter etwas anderes anzeigt, ist höchstwahrscheinlich die Diode defekt und unbrauchbar.

Kondensatoren und Widerstände prüfen

Durchgebrannte Widerstände erkennt man sofort – sie verfärben sich schwarz. Daher ist es recht einfach, einen durchgebrannten Widerstand zu finden. Bei Kondensatoren ist die Überprüfung schwieriger. Wie bei Widerständen müssen Sie diese zunächst überprüfen. Wenn sie äußerlich keinen Verdacht erregen, sollten sie abgelötet und mit einem LRC-Messgerät überprüft werden. Elektrolytkondensatoren fallen normalerweise aus. Gleichzeitig schwellen sie beim Brennen an. Ein weiterer Grund für ihr Scheitern ist die Zeit. Daher werden bei älteren Geräten häufig alle Elektrolytkondensatoren ausgetauscht.

Transistoren prüfen

Transistoren werden ähnlich wie Dioden getestet. Zunächst wird eine externe Inspektion durchgeführt und wenn kein Verdacht besteht, wird der Transistor mit einem Multimeter überprüft. Lediglich die Klemmen des Multimeters werden abwechselnd zwischen Basis-Kollektor, Basis-Emitter und Kollektor-Emitter angeschlossen. Transistoren haben übrigens eine interessante Fehlfunktion. Bei der Überprüfung ist der Transistor normal, aber wenn er an den Stromkreis angeschlossen und mit Strom versorgt wird, funktioniert der Stromkreis nach einer Weile nicht mehr. Es stellt sich heraus, dass sich der Transistor erwärmt hat und sich im erhitzten Zustand so verhält, als wäre er kaputt. Dieser Transistor sollte ersetzt werden.

Bereits im 19. Jahrhundert wurden eine Reihe physikalischer Phänomene entdeckt, deren Natur durch die Wechselwirkung freier Elektronen mit dem elektromagnetischen Feld und der Materie bestimmt wurde. Solche Phänomene nennt man elektromagnetische Phänomene. Diese beinhalten:

– Emission von Elektronen durch einen erhitzten Körper – thermionische Emission;

– Emission von Elektronen durch einen Stoff unter dem Einfluss von Photonen (photoelektrischer Effekt);

– Emission von Photonen durch einen Stoff unter dem Einfluss von Elektronen (Lumineszenz);

– Abhängigkeit der elektronischen Leitfähigkeit eines Stromkreises bestehend aus beheizten und unbeheizten Elektroden, die durch eine Vakuumstrecke getrennt sind, von der Stromrichtung;

– Ionisierung eines verdünnten Gases beim Durchgang eines Stroms sich schnell bewegender Elektronen, begleitet von einem starken Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit des Mediums;

– das Vorhandensein von zwei Arten der elektrischen Leitfähigkeit eines Halbleiters (elektronisch und Loch), abhängig vom Vorherrschen der einen oder anderen Art von Ladungsträgern (Elektronen oder Löcher);

Die aufgeführten und viele andere elektronische Phänomene sind gut untersucht und haben praktische Anwendungen. Geräte, deren Funktionsprinzip auf physikalischen Phänomenen basiert, die mit der Bewegung elektrisch geladener Teilchen im Vakuum, Gas oder Feststoff verbunden sind, werden als elektronisch bezeichnet. Der Bereich der Wissenschaft und Technologie, der sich mit der Erforschung und Entwicklung elektronischer Instrumente und Geräte befasst, wird als Elektronik bezeichnet.

Das allgemeinste Klassifizierungsmerkmal ist die Arbeitsumgebung, in der die wesentlichen physikalischen Prozesse im Gerät ablaufen. Dabei unterscheidet man zwischen Elektrovakuum-, ionischen (Gasentladung) und Halbleiterbauelementen.

Bei elektrischen Vakuumgeräten ist der Arbeitsraum durch eine gasdichte Hülle – einen Zylinder – von der Umgebung isoliert. Elektrische Prozesse in diesen Geräten finden in einer stark verdünnten Gasumgebung mit einem Druck von etwa 10-6 mm Hg statt. Kunst. Elektrovakuumgeräte umfassen Vakuumröhren, Elektronenstrahl-, photoelektronische und Mikrowellengeräte.

Ionische (Gasentladungs-)Geräte sind Geräte, deren Zylinder mit Inertgasen (Argon, Neon, Krypton usw.), deren Mischung, Wasserstoff oder Quecksilberdampf gefüllt sind. Der Gasdruck in der Flasche ist nicht hoch: 10-10-5 mm Hg. Kunst. Wenn Sie die Geräte mit Gas füllen, können Sie einen deutlich größeren Strom durch sie leiten, als dies in einem elektrischen Vakuumgerät bei gleichem Stromverbrauch möglich ist, was durch den geringen Innenwiderstand des Geräts und damit den geringen Spannungsabfall zwischen der Anode erklärt wird und die Kathode.

Das Design und der Zweck von Ionengeräten sind sehr vielfältig. Die meisten ihrer Typen werden zur Gleichrichtung von Wechselstrom verwendet (Gastrons, Ignitrons, Thyristoren, Quecksilberventile usw.). Sie dienen auch der Stabilisierung konstante Spannungen(Zenerdioden), als elektronische Relais, Schaltgeräte (Ionenableiter).

Die häufigsten Funktionen elektronischer Geräte sind die Umwandlung von Informationssignalen oder Energie.

Schon der Name „elektronische Geräte“ weist darauf hin, dass alle Prozesse der Signal- und Energieumwandlung entweder durch die Bewegung von Elektronen oder unter deren direkter Beteiligung ablaufen. Die Hauptaufgaben eines elektronischen Geräts als Wandler von Informationssignalen sind: Verstärkung, Erzeugung, Übertragung, Akkumulation und Speicherung von Signalen sowie deren Auswahl vor dem Hintergrund von Rauschen.

Elektronische Geräte können nach Zweck, physikalischen Eigenschaften, grundlegenden elektrischen Parametern, Design- und Technologiemerkmalen, Art der Arbeitsumgebung usw. klassifiziert werden.

Abhängig von der Art der Signale und der Art der Informationsverarbeitung werden alle vorhandenen elektronischen Geräte in elektrische Wandler, elektrische Lichtwandler, fotoelektrische, thermoelektrische, akustoelektrische und mechanoelektrische Geräte unterteilt.

Am größten sind elektrische Umwandlungsgeräte

Gruppe elektronischer Geräte. Dazu gehören verschiedene Arten von Dioden und Transistoren, Thyristoren, Gasentladungs- und elektrischen Vakuumgeräten.

Zu den elektrischen Lichtgeräten gehören LEDs, Leuchtstoffkondensatoren, Laser und Kathodenstrahlröhren.

Zur Photovoltaik gehören Fotodioden, Fototransistoren, Fotothyristoren und Solarbatterien.

Thermoelektrisch – Halbleiterdioden, Transistoren, Thermistoren.

Akustoelektrische Verstärker, Generatoren, Filter und Verzögerungsleitungen für akustische Oberflächenwellen werden als akustische Geräte klassifiziert. An der Schnittstelle von Elektronik und Optik ist in jüngster Zeit ein neues Technologiefeld entstanden – die Optoelektronik, die Methoden der Elektronik und Optik nutzt, um Probleme der Signalerzeugung, -speicherung und -verarbeitung zu lösen.

Je nach ausgeführter Funktion und Verwendungszweck werden elektronische Geräte in Gleichrichter, Verstärker, Generatoren, Schaltgeräte, Anzeigegeräte usw. unterteilt.

Nach Frequenzbereich – Niederfrequenz, Hochfrequenz, Ultrahochfrequenz; nach Leistung – niedrige Leistung, mittlere Leistung und leistungsstark.

Das Konzept eines elektronischen Gerätemodus umfasst eine Reihe von Bedingungen, die seinen Betrieb bestimmen. Jeder Modus wird durch eine Reihe von Parametern bestimmt. Es gibt elektrische, mechanische und klimatische Modi. Jeder dieser Modi zeichnet sich durch seine eigenen Parameter aus. Die optimalen Betriebsbedingungen des Geräts beim Betrieb, Testen oder Messen seiner Parameter werden durch den Nennmodus bestimmt.

Grenzparameter charakterisieren die maximal zulässigen Betriebsarten. Dazu gehört das Maximum gültige Werte Spannung an den Elektroden des Geräts, die maximal zulässige Verlustleistung des Geräts usw. Es gibt statische und dynamische Modi. Wenn das Gerät mit konstanten Spannungswerten an den Elektroden arbeitet, wird dieser Modus als statisch bezeichnet. In diesem Fall ändern sich nicht alle Parameter im Laufe der Zeit. Als dynamisch bezeichnet man die Betriebsart des Gerätes, bei der sich die Spannung an mindestens einer der Elektroden über die Zeit ändert.

Zusätzlich zu den Modusparametern gibt es auch Parameter des elektronischen Geräts (z. B. Verstärkung, Innenwiderstand, Kapazitäten zwischen den Elektroden usw.). Die Beziehung zwischen Änderungen der Ströme und Spannungen an den Elektroden im statischen Modus wird durch statische Eigenschaften beschrieben. Eine Menge statischer Merkmale mit festen Werten des dritten Parameters wird als Merkmalsfamilie bezeichnet.

Thema 2. Physikalische Phänomene der Halbleiterelektronik

In der Physik werden Halbleiter üblicherweise als Materialien mit einem spezifischen Widerstand r = 10 3 - 10 9 Ohm×cm bezeichnet, im Gegensatz zu Leitern (Metallen), die r haben< 10 4 Ом×см, и диэлектриков - материалов с r >10 10 Ohm×cm.

Halbleiter haben eigenäh elektrische Leitfähigkeit, Was heisst Verunreinigung bei der Herstellung von Verunreinigungen. Durch das Einbringen verschiedener Verunreinigungen ist es möglich, Halbleiter mit gewünschten Eigenschaften zu bilden.

Der Betrieb der meisten Halbleiterbauelemente und aktiven Elemente integrierter Schaltkreise basiert auf der Verwendung elektrischer Übergänge, deren gemeinsame Eigenschaft das Vorhandensein einer Potentialbarriere an der Grenze zwischen Halbleitern ist. Halbleiter können sich im Leitfähigkeitstyp (p oder n) unterscheiden oder unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen, zum Beispiel:

Elektrischer Übergang– Übergangsschicht in einem Halbleitermaterial zwischen zwei Bereichen mit verschiedene Arten elektrische Leitfähigkeit oder unterschiedliche Werte der elektrischen Leitfähigkeit (einer der Bereiche kann Metall sein).

Abhängig vom Funktionszweck und der Höhe der erforderlichen elektrischen Parameter werden in Dioden die folgenden Arten von gleichrichtenden und ohmschen elektrischen Verbindungen verwendet.

Gleichrichterverbindung- eine elektrische Verbindung, deren elektrischer Widerstand in einer Stromrichtung größer ist als in der anderen.

Ohmscher Übergang– eine elektrische Verbindung, deren elektrischer Widerstand innerhalb eines bestimmten Bereichs von Stromwerten nicht von der Richtung des Stroms abhängt.

Elektron-Loch-Übergang (pn-Übergang) ist ein elektrischer Übergang zwischen zwei Bereichen eines Halbleiters, von denen einer eine n-Leitfähigkeit und der andere eine p-Leitfähigkeit aufweist.

Heterogener Übergang (Heteroübergang) ist ein elektrischer Übergang, der durch den Kontakt von Halbleitern mit unterschiedlichen Bandlücken entsteht.

Homogener Übergang (Homoübergang) ist ein elektrischer Übergang, der durch den Kontakt von Halbleitern mit derselben Bandlücke entsteht.

Schottky-Übergang– eine elektrische Verbindung, die durch den Kontakt zwischen einem Metall und einem Halbleiter entsteht.

Elektron-Elektron-Übergang (n-n + -Übergang) ist ein elektrischer Übergang zwischen zwei Bereichen eines n-Halbleiters mit unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeitswerten.

Loch-Loch-Übergang (p-p + -Übergang) ist ein elektrischer Übergang zwischen zwei Bereichen eines p-Typ-Halbleiters mit unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeitswerten. Das „+“-Zeichen bezeichnet üblicherweise einen Bereich mit höherer elektrischer Leitfähigkeit

Die Bildung eines Elektron-Loch-Übergangs erfolgt, wenn Halbleiter ohne Anlegen einer äußeren Spannung in Kontakt kommen. Entlang der Grenzflächen befindliche Atome mit Fremdleitfähigkeit sind fest mit dem Kristallgitter verbunden und unbeweglich.

Infolgedessen überträgt der Diffusionsstrom zwischen den Regionen, der sich im Moment des Kontakts bildet, Elektronen von den äußeren Elektronenschalen der Atome im n-Bereich zu den ungefüllten Außenschalen der Verunreinigungsatome im p-Typ-Bereich. Dieser Prozess kann als sofortige Ionisierung aller grenznahen Verunreinigungsatome auf beiden Seiten der Grenzfläche betrachtet werden, was zur Bildung von zwei grenznahen geladenen Schichten mit entgegengesetztem Vorzeichen in Bezug auf die Verunreinigungsleitfähigkeit in jedem Bereich führt.

Diese beiden Grenzschichten bilden den Bereich e Elektron-Loch-Übergang, von den Hauptträgern erschöpft. Das durch den p-n-Übergang gebildete Feld ist gegen das Hauptfeld gerichtet, das von den ursprünglichen Atomen mit p- und n-Leitfähigkeit gebildet wird, was zur Bildung eines Driftstroms aus Löchern und Elektronen führt, der dem ursprünglichen Diffusionsstrom entgegengesetzt ist. Es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein, der durch einen bestimmten Feldwert E gekennzeichnet ist, Breite p-pÜbergang w, Kapazität C und Kontaktpotentialdifferenz φк.

Solche Übergänge können symmetrisch oder asymmetrisch sein. Bei symmetrischen Übergängen weisen Halbleiterbereiche die gleiche Verunreinigungskonzentration auf, während sie bei asymmetrischen Übergängen unterschiedliche Konzentrationen aufweisen (Verunreinigungskonzentrationen unterscheiden sich um mehrere Größenordnungen – Tausende und Zehntausende Male).

Die Grenzen von Übergängen können glatt oder scharf sein und wann fließende Übergänge Es ist technologisch schwierig, qualitativ hochwertige Ventileigenschaften bereitzustellen, die für den normalen Betrieb von Dioden und Transistoren erforderlich sind. Daher spielt die Schärfe der Grenze eine wichtige Rolle. Bei einem abrupten Übergang ändern sich die Konzentrationen der Verunreinigungen an der Grenzfläche zwischen den Regionen in einem Abstand, der der Diffusionslänge entspricht L.

Beim Anlegen einer externen Spannung ist der Elektron-Loch-pn-Übergang durch drei Zustände gekennzeichnet: Gleichgewicht; vorwärtsgerichtet); umgekehrt voreingenommen).

Gleichgewichtszustand des pn-Übergangs berücksichtigt, wenn an den externen Klemmen keine Spannung anliegt. In diesem Fall verhindert die an der Grenze der beiden Bereiche auftretende Potentialbarriere die gleichmäßige Verteilung der Ladungsträger über das gesamte Volumen des Halbleiters. Nur die Mehrheitsträger, die über genügend Energie verfügen und den Übergang überstehen Diffusionsstrom I diff. Darüber hinaus gibt es in jeder Region Minoritätsträger, für die sich das Feld des pn-Übergangs beschleunigt; diese Träger bilden sich durch den Übergang

Driftstrom I dr, der häufiger als thermischer oder Sättigungsstrom I 0 bezeichnet wird. Der Gesamtstrom durch den Gleichgewichts-pn-Übergang ist Null: Eine freie Bewegung von Ladungsträgern durch den Elektron-Loch-Übergang ist möglich, wenn die Potentialbarriere des pn-Übergangs verringert wird. Das passiert Injektion Ladungsträger, d.h. ihr Übergang vom Emitterbereich zum Basisbereich zum anderen unter dem Einfluss äußerer Spannung. Der Emitterbereich ist viel stärker mit Fremdatomen dotiert als die Basis. Aufgrund der unterschiedlichen Konzentrationen an Fremdatomen bei asymmetrischen Übergängen kommt es zu einer einseitigen Injektion: Der Ladungsträgerfluss aus dem Bereich mit geringer Konzentration an Fremdatomen (von der Basis) ist sehr schwach und kann vernachlässigt werden.

Mit direkter Polarität der externen Quelle Der Gleichgewichtszustand des Übergangs wird verletzt, da das Feld dieser Quelle, das dem Feld des pn-Übergangs überlagert ist, diesen schwächt, die Bandlücke des Übergangs abnimmt, die Potentialbarriere abnimmt, der Übergangswiderstand stark abnimmt, die Diffusionskomponente Der Strom erhöht sich um das „e u / j t“-fache und ist eine Funktion der angelegten Spannung

Wo j t = kT/q- Temperaturpotential (bei Raumtemperatur jt = 0,025V);

k ist Boltzmanns Konstante;

T – Temperatur;

q ist die Ladung des Elektrons.

Aktuelle Komponente Ich o In einem idealisierten Übergang bleibt er bei Einwirkung einer externen Gleichspannung praktisch unverändert. Daher ist der resultierende Gleichstrom durch einen idealen pn-Übergang gegeben

(2.2.)

und schlussendlich

(2.3)

Gleichung (2.1) eines idealen pn-Übergangs bestimmt die wichtigsten Strom-Spannungs-Eigenschaften von Halbleiterbauelementen.

Bei der Konstruktion der Strom-Spannungs-Kennlinie des Übergangs gemäß (2.1) wird deutlich, dass für einen idealen pn-Übergang bei Spannungen größer als Null der Modus eines gegebenen Durchlassstroms und nicht die Spannung charakteristisch ist. Für eine echte Strom-Spannungs-Kennlinie wird unter Berücksichtigung des ohmschen Spannungsabfalls in der Basisschicht die externe Spannung zwischen dem pn-Übergang und der Basisschicht verteilt (der Basiswiderstand r b kann bei kleiner Übergangsfläche mehrere zehn Ohm betragen). Daher kann Gleichung (1.1), die die statische Strom-Spannungs-Kennlinie (Abb. 2.1) eines realen Übergangs beschreibt, wie folgt geschrieben werden:

(2.4)

Wenn die Polarität der externen Quelle umgekehrt wird, stimmt die Polarität der externen Spannungsquelle mit der Polarität der Kontaktpotentialdifferenz überein, die Potentialbarriere des pn-Übergangs erhöht sich und die Bandlücke des Übergangs vergrößert sich. Bei niedrigen Werten der Sperrspannung durch den pn-Übergang wird auch die Bewegung der Hauptträger beobachtet, die einen dem Driftstrom entgegengesetzten Strom bilden:

(2.5)

Der resultierende Strom durch den pn-Übergang unter Sperrspannung

( 2.6)

Gleichung (1.4) beschreibt den Rückwärtszweig des Sperrübergangs (Abb. 22.1).

Wenn U arr größer als 3j t ist, stoppt der Diffusionsstrom durch den Übergang. In diesem Fall fließt der Minoritätsträgerstrom weiterhin durch den Übergang.

Das Verhältnis von Vorwärts- und Rückwärtsstrom wird Gleichrichtungsverhältnis genannt.

Zu vypr =I pr /I arr = exp U/j t , ( 2.7)

Offensichtlich hat der K-Gleichrichter einen sehr großen Wert und charakterisiert den Gleichrichter p-p-EigenschaftenÜbergang

Der Rückstrom wird im Allgemeinen als thermischer Erzeugungsstrom bezeichnet und hat einen großen Wert; wohingegen der thermische Strom bei Raumtemperatur (im Si-p-n-Übergang) überhaupt nicht berücksichtigt wird, da er 2-3 Größenordnungen kleiner ist als der Sperrstrom. Bei Germanium-Übergängen ist der thermische Strom um 6 Größenordnungen größer als bei Silizium-Übergängen, sodass dieser Strom in Germaniumstrukturen nicht vernachlässigt werden kann.

In einem realen Übergang ist eine signifikante Abhängigkeit des Minoritätsträgerstroms von der angelegten Spannung zu beobachten. Wenn sich die Bandlücke unter Einwirkung der Sperrspannung ausdehnt, wird der Übergangsbereich stark an Ladungsträgern verarmt, während sich der Rekombinationsprozess verlangsamt und der Erzeugungsprozess aus dem Gleichgewicht gerät. Der Überschuss an erzeugten Ladungsträgern wird vom elektrischen Feld eingefangen und auf die neutralen Schichten (Elektronen im n-Bereich und Löcher im p-Bereich) übertragen. Diese Ströme bilden den thermischen Erzeugungsstrom. Dieser Strom ist schwach temperaturabhängig und hängt stark von der Größe der angelegten Sperrspannung ab; Es ist angebracht, sich an die vereinfachte Formel für die Abhängigkeit der Geschwindigkeit eines Elektrons in einem beschleunigenden elektrischen Feld von der angelegten Spannung zu erinnern

( 2.8)

Mit zunehmender angelegter Spannung erhöht sich die Geschwindigkeit des Elektrons und die Anzahl seiner Kollisionen mit Atomen an Gitterplätzen (Stoßionisation), was zur Entstehung neuer Ladungsträger führt. Eine Erhöhung der Ladungszahl führt zu einem Anstieg des Stroms der Minoritätsträger, die Übergangstemperatur steigt und dies wiederum führt zum Abbau kovalenter Bindungen und zum Wachstum von Trägern. Der Prozess kann lawinenartigen Charakter annehmen und zum Zusammenbruch des pn-Übergangs führen (Abb. 1.1). Folgende Arten von Pannen werden unterschieden:

Tunnel(bei einer Übergangsfeldstärke über 10 6 V/cm, bis zum Punkt „a“);

elektrisch(verursacht durch Stoßionisation, nach Punkt „a“), diese Art des Durchschlags wird manchmal als Lawine bezeichnet, während beim Übergang reversible Prozesse auftreten und nach dem Entfernen der Sperrspannung seine Arbeitseigenschaften wiederhergestellt werden. Bei einem Stromausfall führt ein Stromanstieg nahezu zu keiner Spannungsänderung, wodurch dieses charakteristische Merkmal zur Spannungsstabilisierung genutzt werden konnte;

Thermal- tritt als Folge einer starken Erwärmung des Übergangs auf (nach Punkt „b“); Die in der Verbindung ablaufenden Prozesse sind irreversibel und die Betriebseigenschaften der Verbindung werden nach dem Entfernen der Spannung nicht wiederhergestellt (aus diesem Grund begrenzt die Referenzliteratur die Höhe der Sperrspannung an den Verbindungen von Dioden und Transistoren streng).

Reis. 2.1. Strom-Spannungs-Kennlinie eines echten Elektron-Loch-pn-Übergangs

Bei der Analyse der Vorwärts- und Rückwärtszweige der Strom-Spannungs-Kennlinie kommen wir zu dem Schluss, dass der pn-Übergang den Strom im vorwärtsvorgespannten Zustand gut leitet und im umgekehrten Zustand sehr schlecht, daher hat der pn-Übergang Ventileigenschaften und können zur Umwandlung von Wechselspannung in Gleichspannung verwendet werden, beispielsweise Gleichrichtergeräte in Stromversorgungen.