ДИОД ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ

Материал из Юнциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Полупроводниковый диод — прибор, обладающий способностью хорошо пропускать через себя электрический ток одного направления и плохо — противоположного направления. Это свойство диода используют, например, в выпрямителях для преобразования переменного тока в постоянный (ток одного направления). Слово «диод» образовалось от греческой приставки «ди» — «дважды» и сокращения слова «электрод». Полупроводниковый диод (см. Полупроводники) представляет собой полупроводниковую пластинку с двумя областями разной проводимости: электронной (n-типа) и дырочной (р-типа). Между ними — разделяющая граница, называемая р-л-переходом. Область я-типа называют отрицательным электродом, а область р-типа — положительным электродом полупроводникового диода. Диод хорошо пропускает ток, когда его отрицательный электрод соединен с отрицательным полюсом источника напряжения (батареи), а положительный с положительным полюсом, т. е. когда на диод подается напряжение прямой полярности, или, короче, прямое напряжение. В этом случае электроны в п-области полупроводниковой пластинки будут двигаться к положительному полюсу батареи, т. е. к границе с р-областью; в то же время «дырки» в р-области будут двигаться к отрицательному полюсу батареи и, следовательно, к границе с я-областью. В результате вблизи р-п-перехода произойдет накопление положительных и отрицательных зарядов, и поэтому сопротивление перехода уменьшится. При напряжении противоположной (обратной) полярности, когда положительный полюс батареи соединен с я-областыо, а отрицательный с р-областью, электроны в я-области и «дырки» в р-области движутся от границы р-п-перехода. Вследствие этого происходит уменьшение положительных и отрицательных зарядов вблизи р-я-пе- рехода, и его сопротивление увеличивается. Это и означает, что при переменном напряжении ток через диод в одном направлении будет большей силы, чем в другом, т. е. в цепи появится практически ток одного направления — произойдет выпрямление переменного тока. Наряду с выпрямительными свойствами р-п-переход обладает емкостью, зависящей от значения и полярности приложенного напряжения. При прямом напряжении емкость диода больше, чем при обратном. С увеличением обратного напряжения емкость диода уменьшается. Один из способов изготовления диода состоит в следующем. На пластинку полупроводника, например германия, обладающего электронной проводимостью, накладывают небольшой кусочек индия и помещают в печь. При высокой температуре (около 500° С) индий вплавляется в пластинку германия, образуя в ней область дырочной проводимости. К самой пластинке германия и к затвердевшей «капле» индия припаивают два проволочных вывода электродов и прибор заключают в герметический и непрозрачный корпус, чтобы защитить р-л-переход от воздействия влаги и света. Существует много разновидностей полупроводниковых диодов, обладающих специальными свойствами. Стабилитрон — диод, у которого сопротивление в обратном направлении уменьшается с увеличением силы тока, так что напряжение на диоде практически не меняется. Варикап — диод, емкость р-п-перехода которого зависит от значения приложенного к нему напряжения. Он может быть использован в качестве конденсатора, емкостью которого управляют, изменяя приложенное напряжение. Фотодиод — полупроводниковый диод, в корпусе которого имеется окно для освещения р-л-перехода. Под действием света изменяется сопротивление диода и, следовательно, сила тока в его цепи. Кроме того, под действием света в диоде возникает электродвижущая сила, так что освещенный фотодиод является источником электрической энергии. Полупроводниковые диоды применяют для выпрямления переменного тока, для детектирования слабых радиосигналов, например, в радиоприемниках, для выделения и обработки электрических сигналов в различных автоматических устройствах и электронных вычислительных машинах (ЭВМ).