8. Види напівпровідникових діодів на основі р-n переходу.

Полупроводниковый диод – полупроводниковый прибор с одним p - n –

переходом и двумя выводами, в котором используются свойства перехода.

Классификация и условное графическое обозначение полупроводниковых диодов приведены на рис:

Наибольшее применение получили германиевые и кремниевые

полупроводниковые диоды, а также диоды, выполненые на основе арсенида галлия.

Полупроводниковые диоды делятся на плоскостные и точечные в зависимости от способа получения электронно - дырочных переходов.

В плоскостных диодах p - n-переход образуется двумя полупроводниками с различными типами электропроводимости, при чем площадь перехода у различных типов полупроводников лежит в пределах от сотых долей квадратного микрометра (микроплоскостные диоды) до нескольких квадратных сантиметров (силовые диоды).

В точечном диоде используется пластинка германия или кремния с электропроводностью n - типа толщиной 0,1 - 0,6 миллиметров в квадрате и площадью 0,5 - 1,5 миллиметров в квадрате; с пластинкой соприкасается заостренная стальная проволочка. На заключительной стадии изготовления в диоде создают большой ток (несколько ампер), стальную проволочку

вставляют в полупроводник n - типа, образуя область с электро проводимостью

p - типа. Такой процесс называется формовкой.

В плоскостных диодах линейные размеры перехода, определяющие его

площадь, значительно больше толщины. В точечных диодах линейные размеры меньше, чем характеристическая длина, определяющая физические процессы в диоде (толщина области пространственного заряда, диффузионная длинна и т.д.).

Важнейшими достоинствами полупроводниковых приборов являются:

малые габаритные размеры и масса; высокий коэффициент полезного действия (свыше 99%); отсутствие накаливаемого источника электронов; практически неограниченный срок службы (при выполнении соответствующих правил эксплуатации); высокая надежность.

9. Види пробою p-n переходу.

Различают электрический и тепловой р – n - пробой.

Электрический пробой бывает лавинным и туннельным.

Т уннельный пробой возникает в очень низких (тонких) р – n – переходах при напряжении, не привышающем 7 В.

Сильное электрическое поле в узком р – n - переходе создает условие для переходов валентных переходов электронов из р - области непосредственно в зону проводимости n - области вследствии туннельного эффекта.

Лавинный пробой является результатом ударной ионизации атомов

кристалла. Носители заряда, попавшие в область пространственного заряда р – n - перехода, под действием сильного электрического поля приобретают энергию, достаточную для ударной ионизации атомов кристалла. Лавинный пробой возникает в р – n - переходах, толщина которых больше средней длины свободного пробега носителей между их очередными столкновениями с узлами

кристаллической решётки. Этот вид пробоя наблюдается обычно в обратных напряжениях, больших 15 В. В области 7 - 15 В электрический пробой р – n - перехода связан с действием лавинного и туннельного механизмов роста числа носителей заряда.

Тепловой пробой р – n - перехода возникает в результате нарушения равновесия между выделяемым в р – n - переходе и отводимым от него теплом. С увеличением обратного напряжения и тока увеличивается тепловая мощность, выделяемая в р – n - переходе, а следовательно, возрастает температура перехода. В свою очередь увеличение температуры приводит к увеличению обратного тока и выделяющей мощности. При определенных условиях происходит лавинообразное нарастание температуры и р – n – переход разрушается.