Полупроводниковый диод представляет собой прибор с одним электронно-дырочным переходом. Различают два типа полупроводниковых диодов: точечные и плоскостные.
В точечных диодах электронно-дырочный переход создается в месте контакта пластинки германия или кремния с заостренной металлической проволочкой (рис. 75, а). Для этой цели германиевый кристалл с электронной проводимостью, размером примерно 1,5 x 1,5 х 0,5 мм, припаивают к одной из ножек прибора.
Наружную поверхность кристалла тщательно полируют и формуют. Процесс формовки заключается в пропускании через такой собранный точечный диод сравнительно мощных, но коротких импульсов тока. При этом происходит сплавление кончика бериллиевой или вольфрамовой пружинки с полупроводником, меняется тип проводимости в слое полупроводника, прилегающем к пружине, и создается механическая прочность контакта.
В плоскостных полупроводниковых диодах (рис. 75, б) электронно-дырочный переход образуется в месте контакта пластинки германия (обычно с примесью сурьмы) с n-проводимостью и вплавленного в него кусочка индия. Атомы индия при температуре около 500° С, диффундируя в n-германий, создают в прилегающей небольшой области акцепторную примесь с р-проводимостью.
К кристаллу германия, в котором создан р—n-переход, припаивают токопроводящие провода. Всю конструкцию помещают в стеклянный или металлический корпус. В плоскостном кремниевом диоде р—n-переход получается вплавлением алюминия в n-кремний.
 |
Рис. 75. Конструкции диодов: а — точечных; б — плоскостных. 1 — вольфрамовая пружинка; 2 — германиевый кристалл; 3 — первый электрод (кристаллодержатель); 4 — второй электрод; 5 — керамическая втулка. |
Характеристики полупроводниковых диодов. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода представлена на рис. 76. С увеличением напряжения в направлении проводимости диода (так называемое прямое напряжение) прямой ток через прибор резко увеличивается. При противоположной полярности приложенного напряжения (так называемое обратное напряжение) возникает ток насыщения I0 — обратный ток через n—р-переход, практически не зависящий от величины обратного напряжения.
Работа полупроводникового диода зависит от условий окружающей среды. Так, электропроводность полупроводников получается достаточно высокой при температурах 50—60° С, так как с повышением температуры увеличиваются тепловые колебания электронов основного полупроводника и примеси. Часть электронов приобретает энергию, достаточную для преодоления связей с ядрами атомов. Атомы примеси отдают все свои носители зарядов быстрее и при меньшей температуре, чем атомы основного полупроводника.
Полупроводниковые диоды, выпускаемые промышленностью, по их назначению можно разделить на следующие основные группы:
- силовые,
- опорные (стабилитроны),
- фотодиоды,
- импульсные,
- высокочастотные,
- параметрические.
Особый интерес представляют туннельные диоды.
Маркировку полупроводниковых диодов, производство которых освоено после 1965 г., определяют четыре элемента.
Первым элементом обозначения является буква, которая указывает материал используемого полупроводника: Г — германий; К — кремний; А — арсенид галлия. Если первым элементом обозначения является цифра (1 вместо Г, 2 вместо К и 3 вместо А), то это указывает, что приборы могут работать при повышенных температурах (например, приборы с кремниевым основанием, обозначенные цифрой 2, могут работать при температуре до 120°С).
Вторым элементом маркировки является буква, определяющая назначение прибора: А — сверхвысокочастотные диоды; Д — выпрямительные универсальные, импульсные диоды; В — выпрямительные столбы (последовательное соединение ряда диодов); С — стабилитроны; И — туннельные диоды; Ф—фотодиоды и т. д.
Третий элемент маркировки (число) характеризует электрические свойства прибора. Выпрямительные низкочастотные диоды обозначаются цифрами от 101 до 399, универсальные — от 401 до 499, импульсные — от 501 до 599, усилительные туннельные диоды —от 101 до 199, генераторные туннельные диоды — от 201 до 299, переключающие туннельные диоды — от 301 до 399, стабилитроны — от 101 до 999.
Четвертый элемент маркировки (буква) определяет разновидность типа прибора из данной группы приборов. Например, 1Д505Б — германиевый импульсный диод, разновидность типа Б, или 3И302Б — арсенид-галлиевый туннельный диод, разновидность типа Б.
Полупроводниковые диоды, разработка которых была закончена до 1965 г., обозначаются тремя элементами: первым элементом является буква Д; вторым элементом — число, указывающее диапазоны частот и исходный материал, из которого изготовлен диод; третий элемент определяет разновидность прибора.
