Визначення

Напівпровідникові діоди – двошарова структура, яка утворюється в одному кристалі: один шар має електропровідність типу n, інший – p. Ці шари розділені замикаючим шаром, в якому зосереджений просторовий заряд, позитивно заряджений струмами донорної домішки з боку провідника n –типу й негативно заряджених іонів акцепторної домішки з боку напівпровідника р –типу. Ця структура називається n–р переходом або електронно-дірковий переходом (рис.38).

Рисунок 38 – Структура діоду

Діод – двох електродний електронний прилад, що володіє різною провідністю залежно від напряму електричного струму. Електрод діода, що підключається до позитивного полюса джерела струму, коли діод відкритий (тобто має маленький опір), називають анодом, що підключається до негативного полюса – катодом. Тобто напівпровідниковий діод може служити детектором, а також випрямлячем змінного струму для живлення електронних пристроїв. Поводження з напівпровідниковим діодом вимагає обережності, так як прикладена в непровідному напрямку напруга не повинна перевищувати деякої межі. Вище цієї величини створюваний переходом потенційний бар'єр зруйнується – діод вийде з ладу.

На рисунку 39 зображено схематичне позначення діода.

Рисунок 39 – Схематичне позначення діода

2. Типи діодів

Діоди бувають електровакуумними, газонаповненими (газотрони, ігнітрони, стабілітрони), напівпровідникові та інші.

Спеціальні діоди:

• стабілітрони (діод Зенера), використовується зворотня гілка характеристики діода з оборотним пробоєм для стабілізації напруги (рис.40);

Рисунок 40 – Структура стабілітрону та його вигляд

• тунельні діоди (діоди Лео Есаки). Діоди, суттєво використовують квантово-механічні ефекти. Мають область "негативного опору" на вольт-амперної характеристиці. Застосовують як підсилювачі, генератора, тощо;

• варикапи (діоди Джона Джеумма) – замкнений n–р перехід має напруги. Застосовуються в якості конденсаторів змінної ємності;

• світлодіоди (діоди Генрі Раунду), на відміну від звичайних діодів, при рекомбінації електронів та дірок в переході випромінюють світло у видимому діапазоні, а не в інфрачервоному. Однак, випускаються й з випромінюванням в ІЧ діапазоні, а віднедавна – УФ (рис.41);

а

б

Рисунок 41 – Різновиди світлодіодів:а – круглі, овальні, серії Р4, SMD;

б – плоскі

• напівпровідникові лазери, близькі до світлодіодів, проте мають оптичний резонатор, випромінюють когерентне світло;

• фотодіод – відкриваються під дією світла (замкнений);

• сонячний елемент, подібний до фотодіоду, але працює без зміщення. Падаючий на р–n перехід світло викликає рух електронів і генерацію частоти в НВЧ діапазоні;

• діод Шоттки – діод з малим падінням напруги при прямому включенні;

• лавинний діод – діод, заснований на лавинному пробої зворотного ділянки вольт-амперної характеристики. Застосовується для захисту ланцюгів від перенапруг;

• лавинно-пролітний діод – діод, заснований на лавинному множенні носіїв заряду. Застосовується для генерації коливання в НВЧ техніці;

• магнітодіод – діод, вольт-амперна характеристика якого істотно залежить від значення індукції магнітного поля та розташування його вектора відносно площини р–n переходу;

• стабистор, при роботі використовує ділянку гілки вольт-амперної характеристики, відповідний "прямій напрузі" на діод;

• змішувальний діод призначений для перемноження двох високочастотних сигналів;

• pin діод – містить область власної провідності між дуже легованими областями. Використовується в СВЧ техніці, силовій електроніці, як фотодетектор;

Діодні перемикачі застосовуються для комутації високочастотних (ВЧ) сигналів. Управління здійснюється постійним струмом, поділ ВЧ і керуючого сигналу за допомогою конденсаторів та індуктивності.

Діодні детектори – діоди в поєднанні з конденсаторами, застосовуються для виділення НЧ модуляції з амплітудно-модульованого радіосигналу або інших модульованих сигналів. Застосовуються в радіоприймальних пристроях: радіоприймачах, телевізорах, тощо, використовується квадратична ділянка вольт-амперної характеристики діода.

На території СРСР система умовних позначень неодноразово зазнавала змін. В даний час на радіоринках можна зустріти напівпровідникові діоди, випущені на заводах СРСР та з системою позначень згідно галузевого стандарту ДСТУ 11 336.919-81, що базується на ряді класифікаційних ознак виробів.

Дата добавления: 2014-12-10