<<
>>

§ 3.18. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ диод


Односторонняя проводимость п—р-перехода нашла широкое применение в приборах, называемых полупроводниковыми диодами, для выпрямления переменного тока. Существует много различных типов диодов. Рассмотрим один из типов полупроводниковых диодов.
Устройство полупроводникового диода

Полупроводниковый диод состоит из монокристаллической пластинки германия 6 (рис.
3.53), обладающей электронной проводимостью за счет небольшой добавки донорной примеси. Для создания п— р-перехода не годится простое механическое соединение двух полупроводников с разными типами проводимости, так как при этом между полупроводниками получается большой зазор. Толщина же п— р-перехода должна быть не больше межатомных расстояний. Поэтому в одну из поверхностей пластинки германия вплавляют индий. В рассматриваемом диоде (см. рис. 3.53) капля индия 5 вплавлена в верхнюю часть пластинки германия, а нижняя часть пластинки припаяна оловом 7 к металлическому корпусу 4. В про-цессе плавления атомы индия диффунди- Рис. 3.53 руют внутрь германия и образуют поверх- ностную область с дырочной проводимостью. Остальная часть пластинки, куда атомы индия не проникли, осталась с электронной проводимостью. В результате в пластинке образовались две резко разграниченные области с различными видами проводимости: электронно-дырочный переход.
Герметически закрытый сварной металлический корпус 4, в который помещена пластинка германия, изолирует ее от вредных воздействий атмосферного воздуха и света, обеспечивая устойчивую работу электронно-дырочного перехода. От пластинки сделаны два вывода 3, причем один из них (верхний) проходит в металлической трубке 1, изолированной от корпуса стеклом 2. Металлический корпус выгнут наподобие полей шляпы (радиатор 8) для лучшего охлаждения, так как с повышением температуры снижаются выпрямляющие свойства полу-
проводниковых диодов (с возрастанием температуры возрастает концентрация неосновных рис 3 54 носителей тока, следовательно, возрастает и обратный ток).
Аналогичное строение имеют и другие диоды. Схематическое изображение полупроводникового диода приведено на рисунке 3.54.
Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода
Важной индивидуальной характеристикой диода является его вольт-амперная характеристика.
Для снятия вольт-амперной характеристики диода при прямом токе собирают цепь по схеме рисунка 3.55, а при обратном токе — по схеме рисунка 3.56. Схему включения при-боров при измерении прямого и обратного токов в диоде при-

? I, мА
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
-100 - [..
"!Т_0 -1
-500
ОД 0,3 U, в
7*
ходится изменять потому, что при прямом токе силой тока в вольтметре можно пренебречь, так как сопротивление вольтметра значительно больше сопротивления диода. При обратном токе сопротивление диода соразмерно с сопротивлением вольтметра, поэтому миллиамперметр включается по-следовательно с диодом. На рисунке 3.57 изображена вольт- амперная характеристика одного из диодов.
Рис. 3.57
Из рисунка видно, что сила тока в проходном направлении с увеличением напряжения растет очень быстро. В запирающем же направлении сила тока очень мала и почти не изменяется с ростом напряжения .
Из вольт-амперной характеристики диода следует, что для него несправедлив закон Ома. Сила тока находится в более сложной зависимости от напряжения (зависимость нелинейная), чем должно быть, согласно закону Ома.
Полупроводниковые диоды изготавливают для выпрямления как слабых, так и очень сильных токов. Первые широко применяют в радиотехнических устройствах — радиоприемниках, магнитофонах, телевизорах и т. п. Здесь они почти полностью вытеснили вакуумные диоды. Диоды, рассчитанные на сильные токи, используют для выпрямления переменных токов на тяговых подстанциях, питающих электротранспорт, а также в электролитических цехах, где производится электролиз, и т. д.
Свойства р—п-перехода используют для выпрямления переменного тока. На протяжении половины периода, когда потенциал полупроводника р-типа положителен, ток свободно проходит через р—п-переход. В следующую половину периода ток практически равен нулю.
<< | >>
Источник: Г. Я. Мя кишев, А. 3. Синяков, Б.А.Слободсков. ФИЗИКАЭЛЕКТРОДИНАМИКА 10. 2010

Еще по теме § 3.18. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ диод:

  1. 409. Подлежит ли норма п. 1 ст. 824 ГК в части перечня оснований возникновения денежных требований, которые могут быть предметом факторинга, ограничительному либо расширительному толкованию?
  2. § 3.4. ВЫПРЯМЛЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
  3. § 5.11. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ
  4. § 3.18. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ диод
  5. §3.19. ТРАНЗИСТОР
  6. § 3.20. ТЕРМИСТОРЫ И ФОТОРЕЗИСТОРЫ
  7. СОДЕРЖАНИЕ
  8. Лекция 5. Электрические процессы в p-n-переходе при наличии внешнего напряжения
  9. Обратная ветвь вольт-амперной характеристики перехода
  10. Раздел 3. Полупроводниковые диоды
  11. Лекция 6. Назначение и классификация. Общие параметры диодов
  12. Лекция 8. Полупроводниковые стабилитроны. Универсальные диоды