3. Разновидности диодов. Точечные диоды

О сновные свойства: 1. малая емкость диода, т.к. мала площадь p-n перехода; 2. наличие на обратной ветви ВАХ участка с отрицательным сопротивлением, что позволяет использовать диод для усиления и генерации сигналов. Благодаря малой емкости перехода предельная частота перехода составляет порядка 300-600 МГц. Однако допустимое обратное напряжение у таких диодов не превышает 3-5В, также низкой оказывает допустимая рассеиваемая мощность. Обычно под высокочастотным диодами понимаются именно точечные. Базой такого диода обычно является монокристалл германия или кремния n-типа, а эмиттером – вольфрамовая игла, имеющая диаметр острия не более 20-30 мкм. Электродная система заключается в герметичный корпус с целью защиты от воздействия окружающей среды.

4. Разновидности диодов. Стабилитроны

П /п стабилитроны (опорные диоды) предназначены для стабилизации напряжения. Их работа основана на использовании явления электрического пробоя p-n перехода при включении диода в обратном направлении. У низковольтных стабилитронов (низкое сопротивление базы) более вероятен туннельный пробой, у стабилитронов с высокоомной базой пробой носит лавинный характер. При Uобр>U проб ток через стабилитрон резко возрастает до тока пробоя. При увеличении напряжения напряжение стабилизации не меняется (меняется незначительно). Для ограничения тока через стабилитрон последовательно с ним включают сопротивление. Если в режиме пробой мощность, расходуемая в нем, не превышает предельно допустимую, то в таком режиме стабилитрон может работать неограниченно долго. Напряжение стабилизации также зависит от температуры. Если мощность на стабилитроне превысит допустимую, то стабилитрон переходит в режим теплового пробоя (с отрицательным сопротивлением на графике), после которого он уже не сможет восстановить свои рабочие свойства. На графике I проб – минимальное значение тока, при котором начинается лавинный пробой в стабилитроне. Схема простейшего стабилизатора напряжения состоит из Rг, и параллельно включенных стабилитрона и нагрузки. Также можно упомянуть стабисторы (в области прямого смещения перехода напряжение на нем имеет значение 0.7…2В и мало зависит от тока, что позволяет стабилизировать малые напряжения (меньше 2В)). График симметричен стабилитрону.

5. Разновидности диодов. Туннельные диоды

Э то п/п приборы, на ВАХ которых имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. При этом ток начинает проходить через переход при напряжении значительно меньшем контактной разности потенциалов.

Достигается туннельный эффект созданием очень тонкого переходного слоя (0.01 мкм). Даже при напряжении 0.6…0.7 В через него протекает значительный ток. Такие диоды используются для усиления и генерации сигналов. Свойства: очень малое удельно сопротивление p и n слоев  мала ширина данного перехода; концентрация примесей в слоях велика  полупроводник вырождается, превращаясь в металл. Носители переходят в смежный слой по горизонтали, т.е. не преодолевая потенциальный барьер (туннельный эффект). Малая инерционность. Представлена схема замещения туннельного диода в выбранной рабочей точке на участке отрицательного сопротивления для малого сигнала. С- общая емкость диода в точке минимума ВАХ, r_отр-отрицательное сопротивление на этом участке, rн – последовательно сопротивление потерь; L – индуктивность выводов. Резкое снижение тока объясняется ослаблением туннельного эффекта: увеличение прямого напряжения на диоде ослабляет напряженность поля p-n перехода и туннельный ток стремительно уменьшается. Туннельные диоды дают хороший эффект при формировании прямоугольных импульсов: нарастающие и спадающие фронты импульсов получаются более крутыми за счет того, что такие диоды практически безинерционны. В настоящее время туннельные диоды используются в диапазоне сверхвысоких частот в качестве усилительных элементов и в качестве основного элемента генераторов.