6.6 Разновидности диодов
6.6.1 Выпрямительные диоды
Выпрямительным называют диод, который предназначен для получения однополярного пульсирующего напряжения путём выпрямления переменного напряжения. Полученное пульсирующее напряжение сглаживают, например, конденсатором, в итоге получая постоянное напряжение. Выпрямительные диоды изготавливают по технологии получения плоскостных диодов в связи с тем, что их обычно используют на низких частотах, а прямой ток через электронно-дырочный переход зачастую составляет многие амперы.
6.6.2 Импульсные диоды
Импульсными называют диоды, предназначенные для пропускания в прямом включении очень коротких импульсов, длительностью менее микросекунды, с большой амплитудой тока. При столь коротких импульсах основное влияние на работу диода будут оказывать барьерная ёмкость и длительность обратного восстановления, обусловленная скоростью рекомбинации носителей заряда.
6.6.3 Варикапы
При обратном включении диода возрастает ширина потенциального барьера, отчего барьерная ёмкость снижается. Варикапом называют полупроводниковый диод, спроектированный так, чтобы была высока его добротность, а барьерная ёмкость была стабильна при флюктуациях частоты и температуры. Чем больше постоянное обратное напряжение, приложенное к варикапу, тем меньше его барьерная ёмкость. Важнейшая характеристика варикапов – вольт-фарадная – отражает зависимость барьерных ёмкостей варикапов от обратных напряжений. Наличие такой зависимости позволяет использовать варикапы в колебательных контурах в качестве перестраиваемой ёмкости.
6.6.4 Стабилитроны и стабисторы
Полупроводниковыми стабилитронами называют плоскостные диоды, которые применяют для поддержания на неизменном уровне обратного постоянного напряжения, приложенного к запертому стабилитрону. При изучении пробоев электронно-дырочных переходов было отмечено, что при зенеровском и лавинном пробоях падающие на диодах обратные напряжения почти постоянны в широких диапазонах обратных токов.
Вольтамперная характеристика стабилитрона в области прямого включения не имеет отличий от других диодов, а в области обратного включения лежит участок, на котором при значительном изменении обратного тока практически постоянно обратное напряжение. Это отражено на рисунке 15, на котором изображена вольтамперная характеристика типового стабилитрона.
Рисунок 15 – Вольт – амперная характеристика стабилитрона
Стабилитроны применяют для ограничения импульсов, с целью поддержания опорного напряжения на постоянном уровне в параметрических стабилизаторах, для защиты цепей от превышения напряжения и прочих целей.
Стабисторами называют диоды, которые применяют для поддержания на неизменном уровне прямого постоянного напряжения в прямом включении. Обычно в качестве полупроводника для изготовления стабисторов применяют селен. Стабисторы используют для стабилизации постоянного напряжения, величиной от долей до нескольких вольт.
6.6.5 Светодиоды
Светодиодом называют такой полупроводниковый компонент, в котором рекомбинацию носителей зарядов сопровождает испускание квантов некогерентного света. При протекании тока через светодиод в прямом включении электроны преодолевают электронно-дырочный переход и рекомбинируют, переходя на более низкие энергетические уровни и испуская кванты света. Для изготовления светодиодов пригодны далеко не всякие полупроводники, а только групп AIIBVI и AIIIBV, такие как арсенид галлия, фосфид индия и прочие. Подходящие полупроводники имеют достаточно широкую запрещённую зону, чтобы длина излучаемой волны лежала в заданной области спектра.
К наиболее важным характеристикам светодиодов относят спектральную и яркостную характеристики. Спектральная характеристика – зависимость вырабатываемой мощности светового потока от длины волны. А яркостная характеристика – это зависимость мощности светового потока от силы тока, протекающего по светодиоду в прямом включении.
Светодиоды используют для индикации состояния аппаратуры, а мощные светодиоды применяют для освещения.