Классификация полупроводниковых диодов и система их обозначения.
Диоды классифицируются по их:
- исходному полупроводниковому материалу;
- назначению;
- физическим свойствам;
- электрическим параметрам;
- конструктивно-технологическим признакам.
В зависимости от технологии изготовление различают точечные диоды, сплавные и микросплавные, с диффузной базой и др. По функциональному назначению диоды делятся на выпрямительные,универсальные, импульсные, смесительные, детекторные, модуляторные, переключающие,умножительные, стабилитроны (опорные), туннельные, параметрические, фотодиоды, светодиоды, магнитодиоды, диоды Ганна, диоды Шотки и т.д.
Большинство проводниковых диодов выполнены на основе несимметричных p-n переходов. Низкоомную область диодов называют эмиттером, а высокоомную – базой.
Подробное описание некоторых диодов.
Выпрямительные полупроводниковые диоды
Предназначены для преобразования
переменного тока в постоянный. Основные параметры:
-предельно допустимый ток Iпр.max.
-максимально допустимое обратное напряжение Uобр.max.
Рис. 2 ВАХ полупроводникового диода
Импульсные диоды
Предназначены для работы в импульсных цепях и имеют малую длительность переходных процессов, малые емкости p-n-переходов. Уменьшение емкости p-n-переходов у них достигается за счет уменьшения площади p-n-перехода, поэтому допустимые мощности рассеяния невелики. Время установления прямого напряжения диода - интервал времен от момента подачи импульса прямого тока на диод до достижения заданного значения прямого напряжения на нем - зависит от скорости движения внутрь базы инжектированных через переход не основных носителей заряда, в результате чего происходит уменьшение ее сопротивления. Время восстановления обратного сопротивления диода - интервал времени прошедший с момента прохождения тока через нуль после изменения полярности приложенного напряжения до момента, когда обратный ток достигнет заданного малого значения . Время восстановления обусловлено зарядом, накопленным в базе диода при инжекции. Для запирания диода этот заряд должен быть нейтрализован за счет рекомбинации и обратного перехода не основных носителей заряда в эмиттер. Последнее приводит к увеличению обратного тока.
Диоды Шотки
В быстродействующих импульсных цепях используют диоды Шотки, в которых переход выполнен на основе контакта металл-полупроводник. В них не затрачивается время на накопление и рассасывание зарядов в базе, а быстродействие зависит только от скорости перезарядки барьерной емкости. Технология изготовления диодов Шотки заключается в нанесении на пластину низкоомного кремния эпитаксиальной пленки с электропроводностью того же типа. На поверхность пленки вакуумным напылением наносят слой металла.
Полупроводниковые стабилитроны (опорные диоды)
Предназначены для стабилизации напряжений. Их работа основана на явлении электрического пробоя p-n-перехода при включении диода в обратном направлении. Механизм пробоя может быть туннельным, лавинным или смешанным. У низковольтных стабилитронов (с низким сопротивлением базы) наиболее вероятен туннельный пробой, у высоковольтных стабилитронов (высокоомных) пробой носит лавинный характер.
Рис.3 Схема включения полупроводникового стабилитрона в качестве стабилизатора напряжения и его вольтамперная характеристика.
Варикапы
Предназначены для использования в качестве управляемой электрическим напряжением емкости. Ширина p-n перехода и его емкость зависят от приложенного к нему напряжения.
6. Магнитодиоды
Полупроводниковые диоды, вольт-амперметная характеристика которых существенно зависит от значения индукции магнитного поля B и расположении его вектора H относительно плоскости p-n перехода.
7. Тензодиоды
Полупроводниковые диоды, в которых используется изменение вольт-амперметной характеристики под действием механической деформации.
8. Туннельные диоды
Полупроводниковые приборы, на вольтамперной характеристике которых имеется участок (1-2) с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Наличие такого участка является следствием туннельного эффекта.
Рис. 4 ВАХ туннельного диода.
9. Диоды Ганна
Основаны на явлении генерации высокочастотных колебаний электрического тока в полупроводнике в следствие того, что их вольтамперная характеристика имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (1-2). В диодах Ганна возникают автоколебания, частота которых не зависит от параметров внешней цепи.
10. Обращенный диод
Диод на основе полупроводника с критической концентрацией примесей, в котором электрическая проводимость при обратном напряжении вследствие туннельного эффекта значительно больше, чем при прямом напряжении.
11. Фотодиоды
Применяются для регистрации и измерения световых излучений.
12. Светодиоды
Служат
для зрительного восприятия отображаемой
ими информации, а также включения
готовности аппаратуры к работе.
13. Оптроны
Применяются для связи отдельных частей электронных устройств, когда необходима их гальваническая развязка.
Система обозначения полупроводниковых диодов.
В основу системы обозначения полупроводниковых диодов положен буквенно-цифровой код.
1-й элемент – исходный материал:
Г или 1 – германий Ge,
К или 2 – кремний Si,
А или 3 – арсенид галлия GaAs,
И или 4 – соединения индия.
2-й элемент – буква – подкласс прибора:
Д - диоды выпрямительные, универсальные приборы;
Ц – выпрямительные столбы и блоки;
С – стабилитроны;
А – СВЧ диоды;
В – варикапы;
И – туннельные диоды;
Л – излучающие оптоэлектрические приборы;
О – оптроны.
3-й элемент – число – основные функциональные возможности прибора:
1 - диоды выпрямительные Iср < 0.3 A,
2 – выпрямительные Iср < 10 A,
4 – импульсные,
4-й и 5-й элементы – порядковый номер разработки.
6-й – особенности диода в данной серии.
дополнительный – буква
С – сборка диодов в одном корпусе,
цифра – обозначение конструкции выводов.
Система обозначений диодов.
