ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД

Двухэлектродный электронный прибор, изготовленный на основе полупроводникового кристалла; разновидность полупроводникового прибора. Понятие полупроводниковый диод объединяет приборы с различными принципами действия, имеющие разнообразное назначение. Действие полупроводникового диода обусловлено свойствами либо электронно-дырочного перехода, либо контакта металл - полупроводник (Шоттки диоды), либо объёмным эффектом доменной неустойчивости однородного ПП (диоды с междолинным переходом электронов). 

Полупроводниковые диоды, работа которых основана на использовании р-п-перехода, получили наибольшее распространение. Если к р-п-переходу диода приложить напряжение в прямом направлении, когда положительный полюс источника питания соединяется с областью р-типа, а отрицательный - с областью п-типа, то потенциальный барьер перехода понижается и через диод протекает большой прямой ток. При подаче напряжения обратной полярности потенциальный барьер повышается и через р-п-переход протекает лишь очень малый ток неосновных носителей заряда (обратный ток). Вольт-амперная характеристика ПП структуры с р-п-переходом является несимметричной.

На этом свойстве основана работа выпрямительных полупроводниковых диодов, предназначенных для преобразования переменного тока (с частотой, как правило, до 5 кГц) в постоянный ток. Частотный предел выпрямителя полупроводниковых диодов ограничен инерционностью, определяемой временем жизни неосновных носителей заряда. Для выпрямительных устройств и других сильноточных электрических цепей выпускают выпрямитительные полупроводниковые диоды, имеющие допустимый выпрямленный ток до 300 А и максимальное допустимое обратное напряжение до нескольких кВ. Для повышения и до нескольких десятков кВ используют выпрямит, столбы.

Легирование ПП примесями (в основном золотом) позволило существенно уменьшить время жизни носителей заряда и создать быстродействующие импульсные полупроводниковые диоды (со временем переключения 10 - 10 с), предназначенные главным образом для работы в режиме переключения электрических цепей.

При определённых обратных напряжениях в р-п-переходе возникает электрический пробой, приводящий к резкому возрастанию тока при практически неизменном напряжении. На этом эффекте основана работа ПП стабилитронов, применяемых главным образом в стабилизаторах и ограничителях постоянного и импульсного напряжения, в качестве источника опорного напряжения и в потенцио-метрических устройствах.

Инерционность развития лавинного пробоя в р-п-переходе обусловливает возникновение отрицатаельного дифференциального сопротивления в диапазоне СВЧ, связанного со сдвигом фаз между током и напряжением в диоде. Этот принцип лежит в основе работы лавинно-пролётных диодов, применяемых для генерации СВЧ колебаний, частотный предел которых достигает 150 ГГц. Лавинный пробой р-п - перехода сопровождается значительными флуктуациями, приводящими к большой величине шума, что используется в шумовых диодах.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.