Полупроводниковый диод

Полупроводниковый диодСпо­собность p-n-перехода пропускать ток в одном направлении и практи­чески не пропускать его в противо­положном направлении используется в приборах, называемых полупровод­никовыми диодами. Полупроводни­ковые диоды изготовляются чаще всего из кристаллов кремния, в ко­торых благодаря соответствующим примесям создаются соприкасаю­щиеся между собой области с элект­ронной и дырочной проводимостями. Если, например, на пластинку крем­ния с электронной проводимостью на­плавить каплю индия, то поверхностный слой кремния, в кото­рый проникнут на некоторую глуби­ну атомы индия, станет дырочным по­лупроводником. Тогда между облас­тями кремния с электронной и дырочной проводимостью возникает p-n-переход.

Основная часть диода представляет собой пластин­ку кремния с наплавленным индием, которая помещена в металлический корпус, предохраняющий, кристалл от внешних воздействий. К кремнию и индию присоединяют выводы, изолированные, от кор­пуса.

Правая ветвь вольт-амперной характеристики со­ответствует пропускному направле­нию тока через диод (когда с возрас­танием напряжения сила тока резко возрастает), а левая — запираю­щему.

Способность р-n-перехода про­пускать ток практически только в од­ном направлении используется для преобразования c помощью диода переменного тока в постоянный (точ­нее — в пульсирующий) ток. Отно­шение значения прямого тока к зна­чению обратного при напряжении 1 В называется коэффициентом вы­прямления. В хороших диодах коэф­фициент выпрямления достигает зна­чений порядка 106.

Область рабочих напряжений по­лупроводникового диода ограничена со стороны малых напряжений из-за повышения сопротивления р-n-пе­рехода с уменьшением прямого на­пряжения. Максимальное значение рабочего напряжения диода опреде­ляется напряжением пробоя р-n-перехода при обратном напряжении. Достоинствами полупроводнико­вых, диодов являются малые размеры и масса, длительный срок служ­бы, высокая механическая проч­ность, высокий коэффициент полез­ного действия. Существенный недос­таток полупроводниковых диодов –зависимость их параметров от темпе­ратуры. Полупроводниковые диоды не могут работать при температуре ниже —70 °С из-за возрастания уде­льного сопротивления полупроводни­ковых материалов с понижением тем­пературы. При температурах выше 80 °С для германиевых и 125 °С для кремниевых диодов рабочие парамет­ры резко ухудшаются из-за возрас­тания влияния собственной прово­димости полупроводниковых материалов.