2. Структура и принцип действия

2.1. Формирование структуры выпрямительного диода

При производстве первых выпрямительных плоскостных диодов_50-е годы нашего века) в качестве исходного полупроводникового материала использован германий, технология получения и очистки монокристаллов которого к этому времени была уже освоена. Значительно позже было налажено производство кремниевых выпрямительных плоскостных диодов, В связи с существенными преимуществами кремниевых выпрямительных плоскостных диодов они практически целиком вытеснили германиевые выпрямительные плоскостные диоды из массового производства.

В последние годы налажен выпуск выпрямительных плоскостных диодов из арсенида галлия.

Первой технологией формированная плоскостных р-п-переходов в массовом производстве полупроводниковых приборов была технология вплавления примесей. Поэтому все германиевые плоскостные диоды — это сплавные диоды старых разработок.

Для создания сплавного р-п-перехода в германиевом монокристалле используют кристаллы германия с электропроводностью п-типа толшнной"0,2...0,4 мм! В качестве акцепторной примеси используют индии, который вплавляют в кристалл германия пр температуре 500...550°С. Площадь перехода определятся необходимым значением максимально допустимого прямого тока диода н максимально допустимой плотностью прямого тока, которая для германиевых р-переходов равна 100 А/см².^[5]

Электрические свойства БАХ одного из германиевых плоскостных диодов при разных температурах окружающей среды приведены на рис. 1

Рисунок 1 – ВАХ одного из германиевых выпрямительных диодов при разных температурах окружающей среды

Основные отличия ВАХ н параметрон германиевых н кремниевых выпрямительных плоскостных диодов заключатся в следующем

1. Прямое напряжение на германиевом диоде при максимально допустимом прямом токе приблизительно н два раза меньше, чем на кремниевом диоде.

2. Существование тока насыщения при обратном включении германиевого диода, что вызвано механизмом образования обратного тока — процессом экстракции неосновных носителей заряда из прилегающих к р-п переходу областей

3. Значительно большая плотность обратного тока в гераниевых диодах, так как при прочих равных условиях концентрация неосновных носителей заряда в германии больше на несколько порядков, чем в кремнии.

4. Большие обратные токи через германиевые диоды, н результате него пробой германиевых диодов имеет тепловой характер. Поэтому пробивное напряжение германиевых диодов уменьшается с увеличением температуры, а значения этого напряжения меньше пробивных напряжений кремниевых диодов

5. Верхний предел диапазона рабочих температур германиевых диодов составляет приблизительно 75 С⁰, что значительно ниже по сравненною с тем же параметром кремниевых диодов.

Существенной особенностью германиевых диодов н их недостатком является то, что они плохо выдерживают даже очень кратковременные импульсные перегрузки при обратном направлении для р-п-перехода. Определяется это механизмом пробоя германиевых диолов – тепловым пробоем, происходящим с выделением большой удельной мощности в месте пробоя.