Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый диод - это электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами, в котором используются свойства р-n - перехода.

Полупроводниковые диоды классифицируются:

) по назначению: выпрямительные, высокочастотные и сверхвысокочастотные (ВЧ - и СВЧ - диоды), импульсные, полупроводниковые стабилитроны (опорные диоды), туннельные, обращенные, варикапы и др.;

2) по конструктивно-технологическим особенностям: плоскостные и точечные;

) по типу исходного материала: германиевые, кремниевые, арсенидо-галлиевые и др.

Рисунок 3.1 - Устройство точечных диодов

В точечном диоде используется пластинка германия или кремния с электропроводностью n - типа (рис.3.1), толщиной 0,1…0,6мм и площадью 0,5…1,5 мм2; с пластинкой соприкасается заостренная проволочка (игла) с нанесенной на нее примесью. При этом из иглы в основной полупроводник диффундируют примеси, которые создают область с другим типом электропроводности. Таким образом, около иглы образуется миниатюрный р-n - переход полусферической формы.

Для изготовления германиевых точечных диодов к пластинке германия приваривают проволочку из вольфрама, покрытого индием. Индий является для германия акцептором. Полученная область германия р - типа является эмиттерной.

Для изготовления кремниевых точечных диодов используется кремний n - типа и проволочка, покрытая алюминием, который служит акцептором для кремния.

В плоскостных диодах р-n - переход образуется двумя полупроводниками с различными типами электропроводности, причем площадь перехода у различных типов диодов лежит в пределах от сотых долей квадратного миллиметра до нескольких десятков квадратных сантиметров (силовые диоды).

Плоскостные диоды изготовляются методами сплавления (вплавления) или диффузии (рис.3.2).

Рисунок 3.2 - Устройство плоскостных диодов, изготовленных сплавным (а) и диффузионным методом (б)

В пластинку германия n - типа вплавляют при температуре около 500°С каплю индия (рис.3.2, а) которая, сплавляясь с германием, образует слой германия р - типа. Область с электропроводностью р - типа имеет более высокую концентрацию примеси, нежели основная пластинка, и поэтому является эмиттером. К основной пластинке германия и к индию припаивают выводные проволочки, обычно из никеля. Если за исходный материал взят германий р - типа, то в него вплавляют сурьму и тогда получается эмиттерная область n - типа.

Диффузионный метод изготовления р-n - перехода основан на том, что атомы примеси диффундируют в основной полупроводник (рис.3.2, б). Для создания р - слоя используют диффузию акцепторного элемента (бора или алюминия для кремния, индия для германия) через поверхность исходного материала.

Другие стьтьи в тему

Расчет выпрямителя напряжения
Выбрать схему выпрямителя источника питания, начертить ее, определить требования к изделиям, входящим в его состав, а также рассчитать данные для проектирования трансформатора. Источник питания работает от сети с напряжением, U1, с частотой, fс, изменения напряжения возможны в пр ...

Разработка системы подводного гидроакустического позиционирования нефтедобывающего комплекса
В последние годы большим спросом стали пользоваться подводные работы с использованием систем подводного гидроакустического позиционирования (ГСП). Данные системы широко применяются при поиске углеводородов, находящихся на морском дне, укладке подводных трубопроводов, обследовании под ...