Полупроводниковый диод

Полупроводниковый диод – двухэлектродный электронный элемент на основе полупроводникового кристалла.

Основные типы полупроводниковых диодов:

● выпрямительные диоды;

● импульсные диоды;

● стабилитроны;

● диоды СВЧ (в т. ч. видеодетекторы, смесительные, параметрические, усилительные и генераторные, умножительные, переключательные);

● потодиоды;

● светоизлучающие диоды;

полупроводниковые квантовые генераторы.

Работа большинства полупроводниковых диодов основана на использовании свойств электронно-дырочного перехода (p – n -перехода). Если к p – n -переходу диода (рис. 1) приложить напряжение в прямом направлении (т. н. прямое смещение), то есть подать на его p -область положительный потенциал, то потенциальный барьер, соответствующий переходу, понижается и начинается интенсивная инжекция дырок из p -области в n -область и электронов из n -области в p -область – течёт большой прямой ток (рис. 2).

Если приложить напряжение в обратном направлении (обратное смещение), то потенциальный барьер повышается и через p–n-переход протекает лишь очень малый ток неосновных носителей заряда (обратный ток).

На резкой несимметричности вольтамперной характеристики (ВАХ) основана работа выпрямительных (силовых) диодов. При напряжениях, превышающих U _обр, ток резко возрастает, и возникает необратимый (тепловой) пробой p – n -перехода, приводящий к выходу полупроводникового диода из строя.

При невысоких пробивных напряжениях обычно развивается не тепловой, а обратимый лавинный пробой p–n -перехода – резкое нарастание тока при почти неизменном напряжении, называется напряжением стабилизации U _ст. На использовании такого пробоя основана работа полупроводниковых стабилитронов.

В качестве полупроводниковых материалов для полупроводниковых диодов применяют главным образом Si, а также Ge, GaAs, GaP и др., в качестве контактных материалов – Au, Al, Sn, Ni, Cu.

Для обозначения полупроводниковых диодов применяют шестизначный шифр, первая буква которого характеризует используемый полупроводник, вторая – класс диода, цифры определяют порядковый номер типа, а последняя буква – его группу (например, ГД402А – германиевый универсальный диод; КС196Б – кремниевый стабилитрон).

В принципиальных схемах диод обычно имеет обозначение, показанное на рисунке.