7 Виды полупроводниковых диодов

Классификация ПП диодов:

Признак классификации	Наименование диода
Площадь перехода	Плоскостной, точечный
ПП материал	Германиевый, кремниевый, арсенид галлия
Назначение	Выпрямительный, импульсный, стабилитрон (стабистор), варикап, СВЧ и т.д.
Принцип действия	Лавинно-пролетный, туннельный, диод Шоттки, излучающий, фотодиод, диод Ганна

7.1 Выпрямительные диоды (УГО )

Представляет собой электронный ключ, который управляется приложенным к нему напряжением. При подаче U_пр– ключ замкнут, при подаче U_обр.– ключ разомкнут.

За счет падения напряжения (U_пр) на открытом диоде, выпрямленное напряжение, которое снимается с нагрузки, оказывается несколько меньше, чем входное напряжение. Падение напряжение на открытом диоде определяется в соответствии с законом Ома: U_пр=I_прR_пр и составляет, в среднем, 0,6… 1,5 В.

Выпрямительные диоды классифицируются по мощности и частоте следующим образом:

по мощности:

- маломощные: I_{пр. ср.max} 0,3 А;

- средней мощности: 0,3 А < I_{пр. ср.max} 0,3 А;

- большой мощности: I_{пр. ср.max} > 10 А

по частоте:

- низкочастотные: f_max< 10³ Гц;

- высокочастотные: f_max > 10³ Гц.

7.2 Диоды Шоттки

Диоды Шоттки выполнены на выпрямляющем переходе металл-полупроводник.

В диодах Шоттки отсутствуют процессы накопления и рассасываниязарядов неосновных носителей, характерные для электронно-дырочного перехода. Поэтому диоды Шоттки обладают значительно долее высоким быстродействием, чем обычные диоды, что дает преимущество при выпрямлении малых напряжений. Рабочая частота f_max диода Шоттки превышает 200 кГц при токе до 30 А.

7.3 Высокочастотные диоды

Предназначены для выпрямления (детектирования) токов на частотах до 1 ГГц. На такой частоте могут работать только диоды с малой барьерной емкостью перехода ( 1…2 пФ). Поэтому в качестве ВЧ-диодов используют точечные диоды. Поскольку ВЧ-диоды могут хорошо работать и на НЧ, т.е. в широком диапазоне частот, их называют также универсальными.

Из-за малой площади перехода максимально допустимый ток I_пр у ВЧ-диодов не превышает несколько десятков миллиампер. Максимально допустимое напряжение U_обр.max у точечных диодов невелико – десятки вольт.

Важным параметром для ВЧ-диодов является прямое дифференциальное сопротивление, или сопротивление переменному току, r_диф= , представляющее собой отношение малого приращения прямого напряжения к вызванному этим приращением приросту прямого тока (составляет единицы – десятки Ом).

Д ифференциальное сопротивление следует отличать от сопротивления диода постоянному току R_пр= , которое определяется отношением напряжения к току в заданной точке (точка А на рис.) и составляет десятки-сотни Ом.

Таким образом, r_диф < R_пр

Напомним, что нескомпенсированные объемные заряды атомов («–» акцепторной примеси и «+» донорной примеси) а р-п-переходе, разделенные объемным слоем с малой электропроводностью, образуют емкость. Её принято называть барьерной, или зарядной, ёмкостью р-п-перехода. Емкость диода С_Д является важным параметром, зависящим от напряжения U_обр.. В справочниках указывают напряжение U_обр., которому соответствует приведенное значение емкости С_Д. При увеличении напряжения U_обр. ширина р-п-перехода увеличивается, а барьерная емкость уменьшается. При уменьшении напряжения U_обр. ширина р-п-перехода уменьшается, а барьерная емкость увеличивается.

Остальные параметры ВЧ-диодов аналогичны параметрам НЧ выпрямительных диодов (U_пр., I_{обр. max}, U_обр.max, I_пр.max или I_выпр.max ).