Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Полупроводниковый диод

Полупроводниковый диод (далее П)двухэлектродный электронный прибор на основе полупроводникового (ПП) Понятие "Полупроводниковый диод" объединяет различные приборы с разными принципами действия, имеющие разнообразное назначение. Система классификации Полупроводниковый диод соответствует общей системе классификации полупроводниковых приборов. В наиболее распространенном классе электропреобразовательных Полупроводниковый диод различают: выпрямительные диоды, импульсные диоды, стабилитроны, диоды СВЧ (в т. ч. видеодетекторы, смесительные, параметрические, усилительные и генераторные, умножительные, переключательные). Среди оптоэлектронных Полупроводниковый диод выделяют фотодиоды, светоизлучающие диоды и ПП квантовые генераторы.

  Наиболее многочисленны Полупроводниковый диод, действие которых основано на использовании свойств электронно-дырочного перехода (р—n-перехода). Если к р—n-переходу диода (рис. 1) приложить напряжение в прямом направлении (т. н. прямое смещение), т. е. подать на его р-область положительный потенциал, то потенциальный барьер, соответствующий переходу, понижается и начинается интенсивная инжекция дырок из р-области в n-область и электронов из n-области в р-область — течет большой прямой ток (рис. 2). Если приложить напряжение в обратном направлении (обратное смещение), то потенциальный барьер повышается и через р—n-переход протекает лишь очень малый ток неосновных носителей заряда (обратный ток). На рис. 3 приведена эквивалентная схема такого Полупроводниковый диод

  На резкой несимметричности вольтамперной характеристики (ВАХ) основана работа выпрямительных (силовых) диодов. Для выпрямительных устройств и др. сильноточных электрических цепей выпускаются выпрямительные Полупроводниковый диод, имеющие допустимый выпрямленный ток в до 300 а и максимальное допустимое обратное напряжение *обр от 20—30 в до 1—2 кв. Полупроводниковый диод аналогичного применения для слаботочных цепей имеют в < 0,1 а и называются универсальными. При напряжениях, превышающих *o6p, ток резко возрастает, и возникает необратимый (тепловой) пробой р—n-перехода, приводящий к выходу Полупроводниковый диод из строя. С целью повышения *обр до нескольких десятков кв используют выпрямительные столбы, в которых несколько одинаковых выпрямительных Полупроводниковый диод соединены последовательно и смонтированы в общем пластмассовом корпусе. Инерционность выпрямительных диодов, обусловленная тем, что время жизни инжектированных дырок (см. Полупроводники) составляет > 10-5—10-4 сек, ограничивает частотный предел их применения (обычно областью частот 50—2000 гц).

  Использование специальных технологических приемов (главным образом легирование и позволило снизить время переключения до 10-710-10 сек и создать быстродействующие импульсные Полупроводниковый диод, используемые, наряду с диодными матрицами, главным образом в слаботочных сигнальных цепях ЭВМ.

  При невысоких пробивных напряжениях обычно развивается не тепловой, а обратимый лавинный пробой р—n-перехода — резкое нарастание тока при почти неизменном напряжении, называется напряжением стабилизации . На использовании такого пробоя основана работа полупроводниковых стабилитронов. Стабилитроны общего назначения с cт от 3—5 в до 100—150 в применяют главным образом в стабилизаторах и ограничителях постоянного и импульсного напряжения; прецизионные стабилитроны, у которых встраиванием компенсирующих элементов достигается исключительно высокая температурная стабильность (до 1×10-5— 5×10-6 К-1), — в качестве источников эталонного и опорного напряжений.

  В предпробойной области обратный ток диода подвержен очень значительным флуктуациям; это свойство р—n-перехода используют для создания генераторов шума. Инерционность развития лавинного пробоя в р—n-переходе (характеризующаяся временем 10-9—10-10 сек) обусловливает сдвиг фаз между током и напряжением в диоде, вызывая (при соответствующей схеме включения его в электрическую цепь) генерирование СВЧ колебаний. Это свойство успешно используют в лавинно-пролетных полупроводниковых диодах, позволяющих осуществлять генераторы с частотами до 150 Ггц.

  Для детектирования и преобразования электрических сигналов в области СВЧ используют смесительные Полупроводниковый диод и видеодетекторы, в большинстве которых р—n-переход образуется под точечным контактом. Это обеспечивает малое значение емкости Св (рис. 3), а специфическое, как и у всех СВЧ диодов, конструктивное оформление обеспечивает малые значения паразитных индуктивности Lk и емкости Ск и возможность монтажа диода в волноводных системах.

  При подаче на р—n-переход обратного смещения, не превышающего *обр, он ведет себя как высокодобротный конденсатор, у которого емкость Св зависит от величины приложенного напряжения. Это свойство используют в варикапах, применяемых преимущественно для электронной перестройки резонансной частоты колебательных контуров, в параметрических полупроводниковых диодах, служащих для усиления СВЧ колебаний, в варакторах и умножительных диодах, служащих для умножения частоты колебаний в диапазоне СВЧ. В этих Полупроводниковый диод стремятся уменьшить величину сопротивления rб (основной источник активных потерь энергии) и усилить зависимость емкости Св от напряжения o6p.

  У р—n-перехода на основе очень низкоомного (вырожденного) полупроводника область, обедненная носителями заряда, оказывается очень тонкой (~ 10-2 мкм), и для нее становится существенным туннельный механизм перехода электронов и дырок через потенциальный барьер (см. Туннельный эффект). На этом свойстве основана работа туннельного диода, применяемого в сверхбыстродействующих импульсных устройствах (например, мультивибраторах, триггерах), в усилителях и генераторах колебаний СВЧ, а также обращенного диода, применяемого в качестве слабых сигналов и смесителя СВЧ колебаний. Их ВАХ (рис. 4) существенно отличаются от ВАХ других Полупроводниковый диод как наличием участка с "отрицательной проводимостью", ярко выраженной у туннельного диода, так и высокой проводимостью при нулевом напряжении.

  К Полупроводниковый диод относят также ПП приборы с двумя выводами, имеющие неуправляемую четырехслойную р—n—р—n-структуру и называют динисторами (см. Тиристор), а также приборы, использующие объемный эффект доменной неустойчивости в ПП структурах без р—n-перехода — Ганна диоды. В Полупроводниковый диод используют и др. разновидности ПП структур: контакт металл — полупроводник (см. Шотки эффект, Шотки диод) и р—i—n-структуру, характеристики которых во многом сходны с характеристиками р—n-перехода. Свойство р—i—n-структуры изменять свои электрические характеристики под действием излучения используют, в частности, в фотодиодах и детекторах ядерных излучений, устроенных т. о., что фотоны или ядерные частицы могут поглощаться в активной области непосредственно примыкающей к р—n-переходу, и изменять величину обратного тока последнего. Эффект излучательной рекомбинации электронов и дырок, проявляющийся в свечении некоторых р—n-переходов при протекании через них прямого тока, используется в светоизлучающих диодах. К Полупроводниковый диод могут быть отнесены также и полупроводниковые лазеры.

  Большинство Полупроводниковый диод изготавливают, используя планарно-эпитаксиальную технологию (см. Планарная технология), которая позволяет одновременно получать до нескольких тысяч Полупроводниковый диод В качестве полупроводниковых материалов для Полупроводниковый диод применяют главным образом , а также , , и др., в качестве контактных материалов — , , , , . Для защиты Полупроводниковый диод его обычно помещают в металло-стеклянный, металло-керамический, стеклянный или пластмассовый корпус (рис. 5).

  В СССР для обозначения Полупроводниковый диод применяют шестизначный шифр, первая буква которого характеризует используемый полупроводник, вторая — класс диода, цифры определяют порядковый номер типа, а последняя буква — его группу (например, ГД402А — универсальный диод; КС196Б — стабилитрон).

  От своих электровакуумных аналогов, например кенотрона, газоразрядного стабилитрона, индикатора газоразрядного, Полупроводниковый диод отличаются значительно большими надежностью и долговечностью, меньшими габаритами, лучшими техническими характеристиками, меньшей стоимостью и поэтому вытесняют их в большинстве областей применения.

  С развитием ПП электроники совершился переход к производству наряду с дискретными Полупроводниковый диод диодных структур в ПП монолитных интегральных схемах и функциональных устройствах, где Полупроводниковый диод неотделим от всей конструкции устройства.

  Об исторических сведениях см. в ст. Полупроводниковая электроника.

 

  Лит.: Полупроводниковые диоды. Параметры. Методы измерений, М., 1968; Федотов Я. А., Основы физики полупроводниковых приборов, М., 1970; Пасынков В. В., Чиркин Л. К., Шинков А. Д., Полупроводниковые приборы, М., 1973; Зи С. М., Физика полупроводниковых приборов, пер. с англ., М., 1973.

  Ю. Р. Носов.

Рис. 2. Типичная вольтамперная характеристика полупроводникового диода с р — n-переходом:  — напряжение на диоде;  — ток через диод; *oбр и *oбр — максимальное допустимое обратное напряжение и соответствующий обратный ток; Ucт — напряжение стабилизации.
Рис. 2. Типичная вольтамперная характеристика полупроводникового диода с р — n-переходом: — напряжение на диоде; — ток через диод; *oбр и *oбр — максимальное допустимое обратное напряжение и соответствующий обратный ток; Ucт — напряжение стабилизации.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 22.01.2022 09:25:06
09:07 В России арестовали основателя второй за месяц хакерской группы
08:59 Биолог рассказал о десятках мутаций омикрона
08:56 Психолог назвал способ борьбы с сезонной депрессией
08:50 Россиян возмутила замена портрета советской летчицы на стене здания в Москве
08:49 Шахта «Комсомолец» в Кузбассе возобновила работу
08:48 В США запланировали потратить на образование украинцев 19 миллионов рублей
08:43 В российском регионе произошло тройное убийство
08:29 Россияне стали больше интересоваться вакцинными турами
08:19 Россия назвала необоснованным приближение НАТО к границам России
08:08 Зеленский посчитал «чрезмерной реакцией» эвакуацию семей дипломатов США из Киева
08:02 В США рассказали о шпионящих за Россией самолетах
07:57 Немецкий адмирал оценил вероятность возвращения Крыма в состав Украины
Больше новостей
СегодняМир Балканский передел. Как мечта о Великой Сербии обернулась большой кровью и многолетней враждой славянских народов
21 января 2022Россия «Так делают, когда надо привезти человека к Кадырову» Что известно о похищении жены экс-судьи Верховного суда Чечни?
СегодняИз жизни Маньяк с добрыми глазами безнаказанно пытал десятки женщин. Спустя 30 лет молчания он признается в новых преступлениях
08:35 Горняков успешно эвакуировали из шахты «Комсомолец» в Кузбассе
08:10 В Кузбассе началась эвакуация шахты «Комсомолец»
07:53 Генетик рассказал об очень слабой защите антител после омикрона
СегодняЦенности «Миллион евро для него — ничто» Как серый кардинал молдавской политики купался в роскоши, не занимая высших постов
21 января 2022Силовые структуры Виновных в контрабанде 360 кило кокаина при российском посольстве отправили в тюрьму. Какие вопросы остались без ответов?
07:47 У Роналду возникли проблемы с молодыми игроками «Манчестер Юнайтед»
07:45 Фотографии Москвы нулевых заставили россиян признаться в ностальгии по той эпохе
07:42 Назван способ заснуть за две минуты
СегодняСреда обитания Под наркозом. Жителей Антарктиды заставляют вырезать аппендицит. Ради чего они готовы лечь под нож?
21 января 2022Путешествия Выход есть. Какие страны открыты для российских туристов, несмотря на распространение омикрона?
07:33 CNN узнал о запросе американских дипломатов на Украине покинуть страну
07:29 Онкодерматолог предупредила о заметном на коже симптоме коронавируса
07:22 Российского космонавта без объяснений отказались пускать в США
21 января 2022Культура Цирк приехал. Гильермо Дель Торо снял полный звезд триллер о фриках и экстрасенсах. Что с ним не так?
21 января 2022Интернет и СМИ «Мать учила прятать слезы» В 80-х двое терпевших насилие отца парней убили родителей. Как на их защиту встал весь TikTok?
07:21 Российские истребители Су-35С вылетели в Белоруссию на учения
07:16 Украинский генерал рассказал о вынужденном ультиматуме Зеленского согражданам
07:10 Синоптик предупредил москвичей о резком росте атмосферного давления
21 января 2022Россия Коронный прием. Как правительство Мишустина два года борется с коронавирусом, бюрократией и бедностью?
20 января 2022Бывший СССР «В местной элите идет борьба» Кто стоял за массовыми протестами в Казахстане и могут ли они захлестнуть всю Среднюю Азию
07:03 Аналитики предсказали россиянам повышение ипотечных ставок
06:56 Карнавал в Рио-де-Жанейро перенесли из-за омикрон-штамма
06:47 Синоптик предупредил о температурной аномалии в Сибири
20 января 2022Экономика Центробанк предложил запретить криптовалюты в России. Что будет с биткоинами россиян и причем тут ФСБ?
20 января 2022Мир «Они заплатят за это» Джо Байден пообещал России катастрофу и невиданные санкции в случае военного вторжения на Украину
06:40 Бывший заключенный сравнил школьный и тюремный обеды и пожалел детей
06:40 Сотрудница банка отказала пенсионеру в выдаче денег и предотвратила преступление
06:35 В Минздраве назвали долю повторно заболевающих коронавирусом россиян
20 января 2022Ценности «Я хотела преподать урок олигарху» Как разводятся богатейшие люди планеты?
20 января 2022Россия «Это для нас с мужем стало ударом» Один из тысячи детей рождается с неизлечимой болезнью. Как им помочь в России?
06:27 В ВШЭ оценили эффективность ингаляций водкой для защиты от COVID-19
06:21 Рогозин рассказал о скорой отмене режима террористической опасности на Байконуре
06:17 Инфекционист спрогнозировал окончание пандемии коронавируса к лету
20 января 2022Культура Сначала было тело. В прокате — победившая на фестивале в Венеции драма про подпольный аборт. Почему ее стоит смотреть?
20 января 202269-я параллель Во льдах Арктики появится первая за много лет научная платформа. Как она изменит будущее российского Севера?
06:08 Женщина до смерти заморила голодом дочь-инвалида
05:58 МВД захотело получить право на проверки патронов
05:52 Сексолог назвал способы сохранить брак
20 января 202269-я параллель «Еда закончится, и они захотят вас съесть» Почему белые медведи бегут с Аляски в Россию? Отвечает ученый
20 января 2022Наука и техника Вот это доставляет. Как технологии изменили жизнь людей всего за один год
05:37 Арнольд Шварценеггер попал в ДТП
05:34 На Украине рассказали об унизительных для Германии поставках оружия из Британии
05:25 Стали известны реальные цены на еду в столовой Госдумы
19 января 2022Экономика Неуловимый Чжао. Как бывший работник «Макдоналдса» заработал миллиарды на криптовалюте и стал богатейшим человеком Азии
19 января 2022Россия Где в Москве встретить роботов. Как роботы развлекают взрослых и детей в общественных местах и помогают им
05:18 В США призвали исключить Россию из ОБСЕ из-за Украины
05:09 В Раде рассказали о панике и страхе из-за слов Зеленского
05:01 Россия и Белоруссия отработают отражение террористической угрозы из-за рубежа
20 января 2022Наука и техника Партнерский материалЧетвертый по алфавиту, но главный по значению. Все, что вам нужно знать о витамине D
19 января 2022Россия «Природа решила поставить нас на место» Чем опасен омикрон-штамм и чего ждать от него России — отвечает генетик
04:57 Тренер российских биатлонистов заявил о дискриминации привитых «Спутником»
04:48 Аналитик назвал условия для падения курса евро ниже доллара
04:35 Постпред США оценила вероятность перекрытия Россией поставок газа в Европу
19 января 2022Силовые структуры Щедрый гангстер. Как самый дерзкий и успешный грабитель Урала воровал миллионы и помогал сиротам
04:28 Женщина подала в суд на Instagram и Snapchat после суицида дочери
04:20 Пользователи сети вспомнили о московском конкуренте «Макдоналдса»
04:19 Германия запретила Эстонии передавать немецкое оружие на Украину
04:06 Бывшего чемпиона UFC Тактарова избили в Мексике
04:00 Иммунолог рассказал о нуждающихся в двойной дозе при повторной вакцинации
03:52 Ученые предложили выводить кровь космонавтов для борьбы с влиянием невесомости
03:41 США попросили Россию отказаться от публикации ответа по гарантиям безопасности
03:28 Врач объяснила необходимость чаще проветривать помещения в пандемию
03:21 Египет изменил правила въезда в страну
03:12 Россиянка утонула в крещенской купели на глазах своих детей
03:06 В Совфеде нашли способ ответить на враждебные заявления президента Молдавии
03:02 Москалькова попросила прокуратуру проверить ситуацию с супругой чеченского судьи
02:44 На Украине сократили перечень предполагающих воинский учет женщин профессий
02:44 Потолок рухнул на москвича в его квартире
02:29 Умер актер из сериала «Ранетки» Арнис Лицитис
02:27 Постпред США в ООН раскрыла условие для военных мер против России
02:25 Европа отказала Литве в оплате строительства забора на границе с Белоруссией
02:20 В Британии подсчитали убытки от ошибок в энергетике
02:11 Зюганов назвал малограмотными сторонников захоронения Ленина
02:02 Инфекционист назвал почти 100-процентный способ определить омикрон
01:48 Румыния обвинила Россию в попытке создать железный занавес
01:37 Россияне поспорили из-за внешнего вида Измайловского кремля в Москве
01:36 Президент Эстонии обвинил Россию в желании вернуться в 1997 год
01:26 В ПФР назвали условие для досрочного выхода женщин на пенсию
01:14 Лебедев отреагировал на введенные против него украинские санкции
01:05 США пообещали в письменной форме ответить на предложения России по безопасности
00:57 Зеленский ввел санкции против экс-генпрокурора России Юрия Чайки
00:51 Жириновский предсказал гибель доллара из-за антироссийских санкций
00:46 В МИД заявили о следовании США сформулированной Россией повестке
00:43 Названо ставшее популярным хобби у москвичей
00:39 Порошенко отказался быть другом Зеленского
00:34 Террористы сбежали из сирийской тюрьмы после нападения на нее
00:27 Зеленский ввел санкции против Артемия Лебедева
00:20 Полицейские избили журналиста за просьбу показать документы
00:14 Зеленский ввел санкции против российских компаний и судей
00:14 Леонида Куравлева выписали из больницы и перевели в хоспис