Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый диод – это полупроводниковый прибор, содержащий один р-n переход. Как правило, области прибора с р- и n-проводимостями имеют неодинаковые концентрации основных носителей. Область с более высокой концентрацией называется эмиттером, с более низкой – базой. В настоящее время используются два основных типа диодов: точечный (рис.6.2) и плоскостной (рис.6.1).

Рис. 6.1. Конструкция точечного полупроводникового диода:

1,3 — металлические торцы; 2 — керамическая трубка; 4 — проволочный вывод; 5 — кристаллодержатель; 6 — кристалл германия; 7 — вольфрамовая проволока

В точечном диоде к кристаллическому полупроводнику 6 с одним типом проводимости вплавляется конец вольфрамовой проволоки 7, на которую нанесен слой акцептора (если кристалл имеет n-проводимость) или донора (в случае р-проводимости). В процессе приплавки атомы примеси с поверхности проволоки диффундируют в кристалл, и в нем образуется р—n переход. В плоскостных диодах р—n переход образуется путем наплавки кусочка индия 8 на германиевый или кремниевый кристалл 9 с n-проводимостью. Детали конструкций ясны из рисунков 6.1.и 6.2.

Точечные диоды благодаря малой площади р—n перехода имеют очень малую емкость и поэтому широко применяются в высокочастотных схемах детектирования и преобразования сигналов, а также в различных измерительных и логических схемах.

Основными параметрами, характеризующими точечные диоды, являются: а) прямой ток, соответствующий указанному напряжению (обычно 1—2 В); б) допустимая амплитуда обратного напряжения; в) минимальное пробивное напряжение; г) обратный ток, соответствующий указанному обратному напряжению; д) проходная емкость. Обратные ток и напряжение указываются при различных температурах.

Плоскостные диоды используются главным образом в выпрямителях, а также в различных схемах, работающих в диапазоне низких частот. Основными параметрами этих диодов являются: а) максимально допустимое значение обратного напряжения; б) обратный ток при максимально допустимом обратном напряжении; в) среднее значение выпрямленного тока; г) падение напряжения при прохождении прямого тока. Все указанные ве­личины приводятся для различных рабочих температур.

Рис. 6.2. Конструкция плоскостного полупроводникового диода:

1,6 — проволочные выводы; 2 — кристаллодержатель; 3 — корпус;

4 — токосниматель; 5 — проходной изолятор; 7 — втулка; 8 — кристалл индия; 9 — кристалл германия; 10 — подложка

Выше было сказано о том, что при пробое р—n перехода обратным напряжением лавинообразное нарастание тока обусловлено ударной ионизацией и массовым переходом электронов из валентной зоны в зону проводимости.