Кремнієві діоди

Технологія виготовлення кремнієвих діодів, така ж як і германієвих діодів, але допустима щільність струму в 2 рази більше (200А/см²).

Виготовляються на допустимий струм 0,5 – 1600А, за рахунок великої ширини забороненої зони максимальне падіння напруги на діоді досягає 1,5 В. Зворотна напруга у кремнієвих діодів набагато більше і досягає до 1600В і зі збільшенням температури збільшується зворотна напруга. Це пов’язано з тим, що у кремнієвих діодів основним являється лавинний пробій, а зі збільшенням температури рухливість носіїв заряду зменшується, відповідно для створення лавинного процесу розмноження носіїв треба збільшити напруженість електричного поля в p-n-переході, щоб електрон здобув енергію, необхідну для іонізації при співударі.

Частотні властивості кремнієвих діодів кращі і максимальна робоча частота досягає 100 кГц, максимальна робоча температура до 125⁰С.

Для перетворення високої напруги германієві діоди вмикаються послідовно і для вирівнювання зовнішньої напруги їх обов’язково необхідно шунтувати опором, тому що параметри діодів можуть різко відрізнятися один від одного. Кремнієві діоди мають більш постійні параметри, тому з них виготовляють для роботи в високовольтних електричних колах випрямні стовпи, де послідовно включено декілька діодів без шунтування. Такі прилади виготовляються на напругу до 10кВ.

Крім германієвих і кремнієвих діодів застосовуються селенові пластини. Вони виготовляються із пластин алюмінію або заліза, на які шарами наносяться нікель і селен. Алюміній і нікель створюють підкладку, після цього при температурі порядку 215⁰С наноситься шар селену, який перетворюється в аморфний стан, а для створення випрямляючого переходу на селен наносяться легкоплавкі матеріали (кадмій, вісмут). Після цього проводять формовку пластини, при цьому збільшують прямий струм, при якому відбувається спікання матеріалу, тобто формується p-n-перехід. Така пластина має зворотну напругу U_зв приблизно 60В, щільність струму – декілька десятків А/см².

Пластини некритичні, тому їх послідовно набирають до тієї напруги, яка необхідна для нормальної роботи. Пробій пластини відбувається не повністю, а тільки місцями, при цьому за рахунок розплавлення нанесених компонентів місце пробою затягується. При довгочасному зберіганні пластини розформовуються, і тому після зберігання необхідно провести формовку, а при роботі в схемі формовка відбувається за 2 –3 хвилини після включення.

Високочастотні діоди

До них відносять точкові і імпульсні.

Точкові виготовляються із напівпровідників типу n або p шляхом в плавлення металевого виводу. В зв’язку з тим, що рухливість носіїв заряду в металах більше ніж у напівпровідників, то навколо контакту створюється сферичний p-n-перехід із дуже малою площею. Сам напівпровідник має низьку степінь легування, в зв’язку з цим пряме падіння напруги при максимально допустимому струмі досягає одного двох вольт. Вони мають наступні технічні характеристики

І_д=100мА, U_зв350В, U_пр(1-2)В, С_бар1пФ, f_max до 150МГц.

Рисунок 9 Вольт-амперна характеристика високочастотного діода

Крім бар’єрної ємності на частотні властивості впливає рекомбінація носіїв заряду, інжектованих із емітера. На частотах більше 150 мГц рекомбінація не встигає відбутися, тому діод втрачає односторонню провідність.