42.Полупроводниковые диоды. Конструкции, технические характеристики и применение.

Диодом называется полупроводниковый прибор с одним p-n-переходом и 2-мя выводами, с помощью которых он соединяется с внешней электрической цепью.В основе классификации диодов лежат различные признаки:

• Вид электрического перехода (точечный, плоскостной);

• Физические процессы в переходе (туннельный, лавинно-пролетный);

• Характер преобразования энергии сигнала (фотодиод, светодиод, магнитодиод и т.д.);

• Диапазон рабочих частот (низкочастотные, высокочастотные, СВЧ диоды);

• Конструктивно-технологические особенности (диффузионные, эпитаксиальные, Шотки и т.д.);

В курсе изучения электроники основное внимание будем уделять изучению диодов с точки зрения:

• Применяемого исходного материала для изготовления диодов: кремниевые, германиевые, селеновые и т.д.;

• Использованию нелинейных свойств p-n-перехода: выпрямительные, стабилитроны, варикапы, импульсные.

Н а электронных схемах диоды обозначаются следующим образом:

Выпрямительный

Туннельный

Обращенный

Диоды являются полупроводниковыми приборами, которые пропускают ток в одном направлении. При прикладывании к диоду прямого напряжения («+» к аноду, а «-» к катоду), резко возрастает значение прямого тока, который во много раз больше обратного I _пр>>I_обр.

К основным статистическим параметрам диода относят прямое падение напряжения U_пр при заданном прямом токе I_пр, и постоянный обратный ток I_обр при заданном обратном напряжении U_обр.Дифференциальное сопротивление диода r_диф характеризует динамические параметры и влияет на крутизну вольтамперной характеристики диода, т.е. само дифференциальное сопротивление зависит от приложенного напряжения и протекающего тока

Падение напряжения на отдельном диоде зависит от величины прямого тока I_пр, температуры и составляет для германиевых диодов 0.15-0.4 В, для кремневых 0.5-0.9 В. Обратный ток I_обр, протекающий через диод, сильно зависит от температуры, и при некотором значении U_обр приближается к некоторому постоянному значению (с увеличением температуры происходит увеличение обратного тока).В электрических схемах диоды включаются в цепь в прямом направлении. Е – напряжение источника питания. В практических схемах в цепь диода всегда включается какая-либо нагрузка, например, резистор. Такой режим работы диода называется рабочим. Его расчет производится по известным значениям E, R_Н и ВАХ диода. Расчет производится по формуле. В формуле две неизвестных . Решение производится графически. На ВАХ диода накладывается прямая нагрузка, которая строится по 2-м точкам на осях координат при:

,

, что соответствует т. Б.

Через эти точки проводим прямую, которая и является линией нагрузки. Координаты т. Т определяют рабочий режим диода.Рабочий режим характеризуется следующими параметрами: - максимально допустимая мощность, рассеиваемая диодом; температурные параметры.