Полупроводниковый диод

Тока.

Это свойство полупроводниковых диодов используется для вы­прямления переменного тока в постоянный.

Полупроводниковый диод, двухэлектродный электронный прибор на основе полупроводникового (ПП) кристалла. Понятие "Полупроводниковые диоды" объединяет различные приборы с разными принципами действия, имеющие разнообразное назначение. Система классификации полупроводниковых диодов соответствует общей системе классификации полупроводниковых приборов. В наиболее распространённом классе электропреобразовательных полупроводниковых диодов различают: выпрямительные диоды, импульсные диоды, стабилитроны, диоды СВЧ (в т. ч. видеодетекторы, смесительные, параметрические, усилительные и генераторные, умножительные, переключательные). Среди оптоэлектронных полупроводниковых диодов выделяют фотодиоды, светоизлучающие диоды и ПП квантовые генераторы.

Наиболее многочисленные полупроводниковые диоды, действие которых основано на использовании свойств электронно-дырочного перехода (р-n-перехода). Если к р-n-переходу диода (рис.1) приложить напряжение в прямом направлении (т. н. прямое смещение), т.е. подать на его р-область положительный потенциал, то потенциальный барьер, соответствующий переходу, понижается и начинается интенсивная инжекция дырок из р-области в n-область и электронов из n-области в р-область - течёт большой прямой ток. Если приложить напряжение в обратном направлении (обратное смещение), то потенциальный барьер повышается и через р-n-переход протекает лишь очень малый ток неосновных носителей заряда (обратный ток). На рис.3 приведена эквивалентная схема такого Полупроводниковые диоды.

На резкой несимметричности вольтамперной характеристики (ВАХ) основана работа выпрямительных (силовых) диодов. Для выпрямительных устройств и др. сильноточных электрических цепей выпускаются выпрямительные Полупроводниковые диоды, имеющие допустимый выпрямленный ток Iв до 300 а и максимальное допустимое обратное напряжение U*обр от 20-30 в до 1-2 кв.Полупроводниковые диоды аналогичного применения для слаботочных цепей имеют Iв < 0,1 а и называются универсальными. При напряжениях, превышающих U*o6p, ток резко возрастает, и возникает необратимый (тепловой) пробой р-n-перехода, приводящий к выходу полупроводниковых диодов из строя. С целью повышения U*обр до нескольких десятков кв используют выпрямительные столбы, в которых несколько одинаковых выпрямительных Полупроводниковые диоды соединены последовательно и смонтированы в общем пластмассовом корпусе. Инерционность выпрямительных диодов, обусловленная тем, что время жизни инжектированных дырок (см. Полупроводники) составляет > 10-5-10-4 сек, ограничивает частотный предел их применения (обычно областью частот 50-2000 гц).

Использование специальных технологических приёмов (главным образом легирование германия и кремния золотом) позволило снизить время переключения до 10-7-10-10 сек и создать быстродействующие импульсные Полупроводниковые диоды, используемые, наряду с диодными матрицами, главным образом в слаботочных сигнальных цепях ЭВМ.

Рис.3. Полупроводниковый диода с р-n – переходом

Рис.4. Вольтамперные характеристики туннельного и обращенного диодов

При невысоких пробивных напряжениях обычно развивается не тепловой, а обратимый лавинный пробой р-n-перехода - резкое нарастание тока при почти неизменном напряжении, называется напряжением стабилизации Ucт. На использовании такого пробоя основана работа полупроводниковых стабилитронов. Стабилитроны общего назначения с Ucт от 3-5 в до 100-150 в применяют главным образом в стабилизаторах и ограничителях постоянного и импульсного напряжения; прецизионные стабилитроны, у которых встраиванием компенсирующих элементов достигается исключительно высокая температурная стабильность Ucт (до 1×10-5 - 5×10-6 К-1), - в качестве источников эталонного и опорного напряжений.

Дата добавления: 2015-05-07