Полупроводниковый диод
Полупроводниковым диодом называется полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами — анодом и катодом. Полупроводниковые диоды в основном служат для преобразования энергий и реже — для усиления электрических сигналов.
По конструктивному признаку р-n переходы можно разделить на плоскостные и точечные.
В зависимости от технологии все диоды разделяются на сплавные, диффузионные, планарно-эпитаксиальные и их разновидности.
Выпрямительным называют полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный.
Принцип работы выпрямительных диодов основан на выпрямительном свойстве р-n перехода. В зависимости от максимально допустимого среднего значения прямого тока выпрямительные диоды делятся на диоды малой, средней и большой мощности.
Промышленностью выпускаются германиевые и кремниевые диоды. Преимущества кремниевых диодов: малые обратные токи, возможность использования при более высоких температурах окружающей среды и больших обратных напряжений, большие допустимые плотности прямого тока (60—80 А/см2 по сравнению с 20—40 А/см2 у германиевых). Преимущества германиевых диодов: малое падение напряжения при пропускании прямого тока (0,3—0,6 В по сравнению с 0,8—1,2 В у кремниевых).
Большинство выпрямительных диодов, предназначенных для работы в устройствах преобразования электрических сигналов в радиоэлектронной аппаратуре (детекторы, ограничители уровня и др.), работают на частотах вплоть до нескольких сотен мегагерц.
По методам изготовления, конструктивному исполнению, характеристикам и параметрам эти группы диодов существенно отличаются от низкочастотных выпрямительных диодов и называются высокочастотными выпрямительными диодами.
Мощные (силовые) диоды различаются по частотным свойствам и работают на частотах от десятков герц до десятков килогерц. Мощные диоды изготавливаются преимущественно из кремния. Кремниевая пластина, создаваемая диффузионным методом, представляет собой диск диаметром 10-100 мм и толщиной 0,3-0,6 мм. Работа при больших токах и высоких обратных напряжениях связана с выделением значительной мощности в р-n переходе. Поэтому в установках с мощными диодами применяют воздушное и жидкостное охлаждение.
Кроме выпрямительных диодов промышленность выпускает другие типы:
- высокочастотные и сверхвысокочастотные — применяются в качестве выпрямительных на больших (сотни мегагерц) и сверхбольших (сотни гигагерц) частотах
- импульсные — предназначены для работы в импульсных режимах
- варикапы — для использования зависимости емкости р-n перехода от обратного напряжения
- стабилитроны и стабисторы — для стабилизации напряжения
- туннельные — для генерации и усиления электрических сигналов сверхвысокой частоты
- обращенные — для выпрямления сигналов сверхвысокой частоты с использованием обратной ветви ВАХ
- шумовые - используются в качестве источников шума заданной спектральной плотности в определенном диапазоне частот
- смесительные — для преобразования высокочастотных сигналов в сигналы промежуточной частоты
- модуляторные — для модуляции высокочастотного сигнала и др.
