§3. Диоды

Общая характеристика. Под диодом обычно понимают электровакуумные или полупроводниковые приборы, которые пропускают переменный электрический ток только в одном направлении и имеют два контакта для включения в электрическую цепь. Односторонняя проводимость диода является его основным свойством. Это свойство и определяет назначение диода:

1. Выпрямление переменного тока в постоянный.

2. Преобразование высокочастотных модулированных колебаний в токи звуковой частоты (детектирование);

Под детектированием понимают еще, кроме этого, обнаружение сигнала.

Классификация. По исходному полупроводниковому материалу диоды делятся на четыре группы: германиевые, кремниевые, из арсенида галлия и фосфида индия. Германиевые диоды используются широко в транзисторных приемниках, так как имеют более высокий коэффициент передачи, чем кремниевые. Это связанно с их большей проводимостью при небольшом напряжении (около 0,1…0,2 В) сигнал высокой частоты на входе детектора и сравнительно малом сопротивлении нагрузки (5…30 кОм).

По конструктивно – технологическому признаку различают диоды точечные и плоскостные.

По назначению полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы: выпрямительные, универсальные, импульсные, варикапы, стабилитроны (опорные диоды), стабисторы, туннельные диоды, обращенные диоды, лавинно – пролетные (ЛПД), тиристоры, фотодиоды, светодиоды и оптроны.

Диоды характеризуются такими основными электрическими параметрами:

- током, проходящим через диод в прямом направлении (прямой ток Iпр)

- током, проходящим через диод в обратном направлении (обратный ток

Iобр)

- наибольшем допустимым выпрямленным током ( Iвыпр.макс)

- наибольшем допустимым прямым током (Iпр.доп)

- прямым напряжением (Uпр.)

- обратным напряжением (Uобр)

- наибольшем допустимым обратным напряжением (Uобр.макс)

- емкостью (Сд) между выводами диода

- габаритами и диапазоном рабочих температур.

Выпрямительные диоды предназначены для использования в разнообразных выпрямительных схемах, работающих на низких частотах.

Импульсные диоды предназначены для использования в качестве ключевых элементов при малых длительностях импульсах и переходных процессов.

Туннельные диоды используются для усиления и генерации электрических колебаний, а также в разнообразных импульсных устройствах вместо ламп и транзисторов.

Стабилитроны (стабилизаторы напряжения, опорные диоды, стабисторы) предназначены для стабилизации уровня напряжения при изменении величины протекающего через диод тока. В опорных диодах рабочим является пробойный участок вольтамперной характеристики в области обратных напряжений.

Высокочастотные диоды – приборы универсального назначения. Они могут быть использованы для выпрямления токов в широком диапазоне частот (до нескольких сотен мегагерц), для модуляции, детектирования и других нелинейных преобразований.

Переключающие диоды (управляемые и неуправляемые) предназначены для использования в качестве ключевых элементов в схемах автоматики и других устройствах.

Фотодиоды – высокочувствительные малоинерционные элементы, служащие для изменения значения обратного тока диода пропорционально освещенности.

Светодиоды – диоды, излучающие свет в зависимости от силы проходящего в прямом направлении тока.

Тиристоры (управляемые диоды) – полупроводниковые приборы, имеющие три и более последовательно образованных p-n переходов. Тиристоры подразделяют на динистор (не управляемый диод) и тринистор (управляемый диод).

Обращенный диод – полупроводниковый диод, напряжение на котором в области электрического пробоя при обратном смещении слабо зависит от тока в заданном его диапазоне и который предназначен для стабилизации напряжения.

Варикап – полупроводниковый диод, действие которого основано на зависимости емкости от обратного напряжения, предназначен для применения в качестве элемента с электрически управляемой емкостью.

Детекторный диод – сверхвысокочастотный (СВЧ) диод, предназначенный для детектирования сигнала.

Параметрический диод – варикап, предназначенный для применения в диапазоне СВЧ в параметрических усилителях.

Переключательный диод – полупроводниковый диод, применяющейся в устройствах управления СВЧ мощности.

Ограничительный диод – полупроводниковый диод с лавинным пробоем, предназначенный для ограничения импульсов напряжения.

Умножительный диод – полупроводниковый диод, предназначен для умножения частоты электрических колебаний.