Практическая работа №1

Тема: Определение характеристик и параметров полупроводниковых диодов.

Цель: Выработать навыки использования справочной литературы(электронных справочников) для определения характеристик и параметров полупроводниковых диодов.

1. Краткие теоретические сведения:

Полупроводниковым диодом называется полупроводниковый прибор, как правило, с одним электронно-дырочным переходом и двумя выводами. Полупроводниковые диоды подразделяются на группы по многим признакам. В зависимости от структуры различают точечные и плоскостные диоды. У точечных диодов линейные размеры, определяющие площадь n-р-перехода, такие же, как толщина перехода, или меньше ее. У плоскостных диодов эти размеры значительно больше толщины перехода. 

1.1 Выпрямительные диоды

Широко распространены низкочастотные выпрямительные диоды, предназначенные для выпрямления переменного тока с частотой до единиц килогерц (иногда до 50 кГц). Эти диоды применяются в выпрямительных устройствах для питания различной аппаратуры. Низкочастотные диоды являются плоскостными и изготовляются из германия или кремния. Они делятся на диоды малой, средней и большой мощности, что соответствует предельным значениям выпрямленного тока до 300 мА, от 300 мА до 10 А и выше 10 А. Все параметры диодов обычно указываются для работы при температуре окружающей среды 20±5°С. Германиевые диоды изготовляются, как правило, вплавлением индия в германий n-типа. Они могут допускать плотность тока до 100 А/см2 при прямом напряжении до 0,8 В. Предельное обратное напряжение у них не превышает 400 В, а обратный ток обычно бывает не более десятых долей миллиампера для диодов малой мощности и единиц миллиампер для диодов средней мощности. Рабочая температура этих диодов от - 60 до + 75оС. Мощные германиевые диоды работают с естественным охлаждением. Они изготовляются на выпрямленный ток до 1000 А и обратное напряжение до 150 В. Выпрямительные кремниевые диоды изготовляются вплавлением алюминия в кремний n-типа, а также сплава олова с фосфором или золота с сурьмой в кремний р-типа. Применяется и диффузионный метод. По сравнению с германиевыми кремниевые диоды имеют ряд преимуществ. Предельная плотность прямого тока у них до 200 А/см2, а предельное обратное напряжение может быть до 1000 В. Рабочая температура от -60 до +125 °С (для некоторых типов даже до +150 °С). Прямое напряжение у кремниевых диодов доходит до 1,5 В, т.е. несколько больше, чем у германиевых диодов. Обратный ток у кремниевых диодов значительно меньше, чем у германиевых. Для выпрямления высоких напряжений выпускаются кремниевые столбы в прямоугольных пластмассовых корпусах, залитых изолирующей смолой. Они бывают рассчитаны на ток до сотен миллиампер и обратное напряжение до нескольких киловольт. Выпрямительные точечные диоды широко применяются на высоких частотах, а некоторые, типы и на СВЧ (на частотах до нескольких сотен мегагерц), и могут также успешно работать на низких частотах. Эти диоды используются в самых различных схемах, поэтому их иногда называют универсальными. Германиевые и кремниевые диоды выпускаются с пре-дельным обратным напряжением до 150 В и максимальным выпрямленным током до 100 мА. На рисунке 1 показана типовая вольт-амперная характеристика (ВАХ) выпрямительного диода. 

Рисунок 1 - ВАХ выпрямительного диода