4. Полупроводниковым диодом

называется прибор с двумя выво­дами и одним p-n переходом. Принцип работы полупроводникового диода основан на использовании односторонней проводимости, элек­трического пробоя и других свойств p-n-перехода. Диоды различают по назначению, материалу, конструктивному исполнению, мощности и другим признакам.

В зависимости от технологии изготовления различают точечные диоды, сплавные, микросплавные, эпитаксиальные и другие.

По функциональному назначению диоды делятся на выпрями­тельные, универсальные, импульсные, смесительные, СВЧ, стабили­троны, стабисторы, варикапы, динисторы, тиристоры, симисторы, фото­диоды, светодиоды и т.д.

По конструктивному исполнению диоды бывают плоскостные и точечные.

По используемому материалу - кремниевые, германиевые, арсенидгаллиевые.

Диоды обладают односторонней проводимостью и слу­жат: для выпрямления переменного тока, стабилизации тока и напряжения, формирования импульсов, для регулирования мощностей и т.д.

Выпрямительные диоды применяются для преобразования переменного тока в постоянный. Они делятся: на маломощные (до 0,3А), средней мощности (до 10А), мощные (более 1000А), низкочастотные (до 1кГц) и высокочастотные (до 100кГц).

Свойства выпрямительных диодов характеризуются вольтамперной характеристикой и параметрами, которые приводятся в справочной литературе.

Основные параметры диодов (рис.15.):

• средний выпрямленный ток J_ср,

• прямое падение напряжения U_пр,

• обратный ток диода при заданной температуре J_обр.,

• напряжение отсечки U_отс.,

• мощность рассеивания Р_рас.,

• рабочая частота f_р. и др.

В ряде случаев для увеличения тока используется параллельное включение диодов. Для выравнивания токов через диоды последова­тельно с диодами включаются резисторы (рис.16).

Наряду с выпрямительными диодами для выпрямления перемен­ного тока используются мосты (рис.17) и диодные столбики. Выпрями­тельные мосты состоят из четырех диодов, размещенных в корпусе и залитых эпоксидной смолой. Диодные столбики представляют собой набор из последовательно соединенных диодов и предназначены для выпрямления высоковольтных напряжений.

Высокочастотные диоды предназначены для преобразования и обработки высокочастотных сигналов (до десятков гигагерц). Обычно это точечные диоды с минимальными паразитными параметрами. Применяются в СВЧ-аппаратуре.

Импульсные диоды нашли применение в импульсных схемах, например, в формирователях импульсных сигналов, в схемах автоматического регулирования, в вычислительных устройствах. Импульсные диоды обладают высоким быстродействием и минимальным временем восстановления.

5. Стабилитроны и стабисторы

Стабилитроном называется полупроводниковый диод, на об­ратной ветви ВАХ которого

имеется участок с сильной зависимо­стью тока от напряжения (рисунок 2.2), т.е.

с большим значением крутиз­ны DI/DU (DI= I_{cт max} - I

_{ст min}). Если такой участок соответствует прямой ветви ВАХ, то

прибор называется стабистором.

Стабилитроны используются для соз­дания стабилизаторов напряжения.

Напряжение стабилизации U_ст равно напряжению электрического

(лавинного) пробоя p-n перехода при некотором заданном токе стабилиза­ции I

_ст (рисунок ). Стабилизирующие свойства ха­рактеризуются дифференциальным

со­противлением стабилитрона r_д = DU/DI, которое должно быть

возможно меньше.

К параметрам стабилитрона относятся: напряжение стабилизации U_cт

, минимальный и максимальный токи стабилизации I_{ст min} I

_{ст max}.

Промышленностью выпускаются стабилитроны с параметрами: U_cт

от 1,5 до 180 В, токи стабилизации от 0,5 мА до 1,4 А.

Выпускаются также двуханодные стабилитроны, служащие для стабилизации

разнополярных напряжений и представляющие собой встречно включенные p-n

переходы.

. Схема включения стабилитрона ( а ) и стабистора ( б.