20. 3. Вопросы

1. Какие проблемы может создать обратный ток в герма­ниевом или кремниевом диоде?

2. Нарисуйте схематическое обозначение диода и обозначь­те выводы.

3. Нарисуйте цепь с диодом, смещенным в прямом направ­лении.

4. Нарисуйте цепь с диодом, смещенным в обратном на­правлении.

5. Почему в цепь с диодом, смещенным в прямом направ­лении, должен быть включен резистор?

20. 4. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИОДОВ

Р-n переход диода может быть одного из трех типов: выращенный переход, вплавленный переход или диффу­зионный переход. Методы изготовления каждого из этих переходов различны.

Метод выращивания перехода (наиболее ранний) состо­ит в следующем: чистый полупроводниковый материал и примеси р-типа помещаются в кварцевый контейнер и нагреваются до тех пор, пока они не расплавятся. Малый полупроводниковый кристалл, называемый затравкой, по­мещается в расплавленную смесь. Затравочный кристалл медленно вращается и достаточно медленно вытягивается из расплава, чтобы на нем успел нарасти слой расплавлен­ной смеси. Расплавленная смесь, нарастая на затравочный кристалл, охлаждается и затвердевает. Она имеет такую же кристаллическую структуру, как и затравка. После вытя­гивания затравка оказывается попеременно легированной примесями п- и р- типов. Легирование — это процесс до­бавления примесей в чистые полупроводниковые кристал­лы для увеличения количества свободных электронов или

дырок. Это создает в выращенном кристалле слои п- и р- типов. Таким образом, выращенный кристалл состоит из многих р-n слоев.

Метод создания вплавленного р-n перехода предельно прост. Маленькая гранула трехвалентного материала, та­кого как индий, размещается на кристалле полупроводни­ка п-типа. Гранула и кристалл нагреваются до тех пор, пока гранула не расплавится сама и частично не распла­вит полупроводниковый кристалл. На участке соединения двух материалов образуется материал p-типа. После охлаж­дения материал перекристаллизовывается и образуется твердый р-n переход.

Диффузионный метод получения р-n перехода наиболее широко используется в настоящее время. Маска с проре­зями размещается над тонким срезом полупроводника р- и п-типа, который называется подложкой. После этого подложка помещается в печь и подвергается контакту с примесями, находящимися в газообразном состоянии. При высокой температуре атомы примеси проникают или диф­фундируют через поверхность подложки. Глубина проник­новения контролируется длительностью экспозиции и ве­личиной температуры.

Рис. 20-8. Наиболее часто встречающи­еся корпуса диодов.

После того, как р-n переход создан, диод должен быть помещен в корпус для того, чтобы защитить его от влияния окружающей среды и механических повреждений. Корпус должен также обеспечить возможность соединения диода с цепью. Вид корпуса определяется назначением или спосо­бом применения диода (рис. 20-8). Если через диод должен протекать большой ток, корпус должен быть рассчитан та­ким образом, чтобы уберечь р-n переход от перегрева. На рис. 20-9 показаны корпуса диодов, рассчитанных на ток

Г?

<- Катод -1 Катод

Рис 20 9. Корпус для диода, рассчитанного на тою менее 3 Ампер.

до 3 ампер или менее. Для идентификации ;атода с его сто­роны на корпус нанесена белая или серебристая полоска.

правлении, через него должен протекать маленький ток, и омметр должен показать высокое сопротивление.

Если сопротивление диода низкое в прямом и в обрат­ном направлениях, то он, вероятно, закорочен. Если диод имеет высокое сопротивление и в прямом, и в обратном направлениях, то в нем, вероятно, разорвана цепь.

Точная проверка диода может быть проведена с помо­щью большинства омметров.

Предостережение: некоторые омметры, используемые для поиска неисправностей, имеют на разомкнутых выво­дах напряжение меньшее 0,3 вольта. Приборы такого типа не могут быть использованы для измерения прямого со­противления диода.

Для того, чтобы через диод протекал ток, приложенное К нему напряжение при измерении прямого сопротивления дол­жно быть больше потенциального барьера диода (0,7 вольта для кремния и 0,3 вольта для германия).

Омметр может также быть использован для определе­ния катода и анода у диода, не имеющего маркировки. Когда омметр показывает низкое сопротивление, то его положительный вывод подсоединен к аноду, а отрицатель­ный — к катоду.