Полупроводниковые диоды. Графическое изображение диода. Специальные типы диодов

Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый диод – двухполюсный прибор, имеющий один p–n -переход. По функциональному назначению диоды делят на две группы: выпрямительные и специальные. Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока. В специальных типах полупроводниковых диодов используют различные свойства p–n -перехода: явление пробоя, барьерную емкость перехода и т. д.

Электрод диода, подключенный к p -области, называют анодом (А), а электрод, подключенный к n -области – катодом (К). Эти названия заимствованы у вакуумных диодов. Если анод положителен по отношению к катоду, то на диод подано прямое смещение; ток диода при этом называют прямым. При обратном смещении катод более положителен, чем анод. Обратный ток при этом ограничен малым током насыщения.

Графическое изображение диода

Как правило, полупроводниковые диоды 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 называют эмиттером. Функции эмиттера может выполнять как катод, так и анод. Область с низкой концентрацией примесей называют базой. База имеет значительно большее объемное сопротивление, чем эмиттер.

Специальные типы диодов

Стабилитроны. Стабилитроном называют полупроводниковый диод, работающий в режиме управляемого лавинного пробоя. В зависимости от удельного сопротивления базы в стабилитроне может иметь место и туннельный, и лавинный, и смешанный пробой.

Стабилитроны изготавливают из кремния, обеспечивающего необходимую форму вольт-амперной характеристики. Германиевые диоды для стабилизации напряжения непригодны, так как электрический пробой у них легко переходит в тепловой.

Основное применение кремниевых стабилитронов – стабилизация напряжения. Поскольку электрический пробой наступает при сравнительно низком обратном напряжении, мощность, выделяющаяся в p–n-переходе, будет небольшой, что предохраняет переход от теплового (необратимого) пробоя. Ток стабилитрона колеблется в пределах от единиц миллиампер до нескольких ампер. Рабочее напряжение стабилитрона, являющееся напряжением пробоя p–n-перехода, лежит в пределах от единиц до нескольких десятков вольт.

Диоды Шоттки. Диоды с барьером Шоттки (диоды Шоттки) названы по имени немецкого ученого В. Шоттки.