3.1. Общие сведения
Полупроводниковым диодом называют прибор, который имеет два вывода и содержит один (или несколько) p-n-переходов. Все полупроводниковые диоды можно разделить на две группы: выпрямительные и специальные. Выпрямительные диоды, как следует из самого названия, предназначены для выпрямления переменного тока. В зависимости от частоты и формы переменного напряжения они делятся на высокочастотные, низкочастотные и импульсные. Специальные типы полупроводниковых диодов используют различные свойства p-n-переходов: явление пробоя, барьерную емкость и др.
Конструктивно выпрямительные диоды делятся на плоскостные и точечные, а по технологии изготовления на сплавные, диффузионные и эпитаксиальные. Плоскостные диоды благодаря большой площади p-n-перехода используются для выпрямления больших токов. Точечные диоды имеют малую площадь перехода и соответственно предназначены для выпрямления малых токов. Выпрямительные диоды большой мощности называют силовыми.
Условное графическое обозначение (УГО) полупроводникового диода приведено на рис. 3.1, б, а его структура на рис. 3.1, а. Электрод диода, подключенный к p- области, называют анодом (А), а электрод, подключенный к n-области, – катодом (К).
Большинство полупроводниковых диодов выполняют на основе несимметричных p-n-переходов. В этом случае в одной из областей концентрация примеси, определяющей вид проводимости, значительно больше, чем в другой области. Область с высокой концентрацией примеси имеет малое объемное сопротивление и называется эмиттером. Функции эмиттера может выполнять как анод, так и катод диода, в зависимости от того, какая из областей (n- или p-) имеет большую концентрацию примеси. Область с низкой концентрацией примеси называют базой, и эта область имеет значительно большее объемное сопротивление.
Идеализированная ВАХ диода описывается выражением (2.3). В реальных диодах прямая и обратная ветви ВАХ отличаются от идеализированной. Это обусловлено тем, что тепловой ток IT при обратном напряжении составляет лишь часть обратного тока диода. Как уже указывалось ранее, величина обратного тока зависит от материала полупроводника. Обратный ток кремниевых диодов обычно на один-два порядка меньше, чем у германиевых диодов, при этом обратный ток германиевых диодов в основном определяется