Полупроводниковые диоды

Опубликовано: 03.09.2018

видео Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый диод - принцип работы

      Полупроводники занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Наиболее широкое применение в полупроводниковой технике получили такие материалы, как германий, кремний, селен.



     У полупроводников электроны наружных атомных оболочек сильно связаны с ядром атома. Чтобы оторвать эти электроны от ядра нужно сообщить им извне определенную энергию. Под действием электрического поля они перемещаются в полупроводнике, создавая в нем электрический ток.



Электрическое сопротивление полупроводника зависит от температуры, освещенности, действия магнитного поля, инфракрасного излучения и др.

     Полупроводниковый прибор состоит из соединенных между собой полупроводниковых кристаллов с проводимостью p - n. В месте соприкосновения этих полупроводников образуется запорный слой, который может проводить электрический ток только в одном направлении.

     Полупроводниковые диоды представляют собой кристаллы полупроводника, имеющие электронную и дырочную проводимости. Вентильные свойства такого кристалла определяются возникновением запорного слоя.
Запорный слой называется p - n переходом.

     Диоды, в основном, изготовляются из кристаллов кремния, германия. Кремниевые диоды выдерживают более высокие температуры и напряжения чем германиевые.

Полупроводниковый диод является основой различных электрических приборов.

     Наиболее часто встречающиеся электронные приборы, использующие полупроводниковый эффект, представлены ниже.

- Вентиль – пропускает электрический ток в одном направлении и не пропускает в другом. Применяется в выпрямителях для получения постоянного тока из переменного тока.

- Варикап – используется запорный полупроводниковый слой в качестве электрической емкости (изменяя обратное напряжение можно менять емкость в пределах 1 – 500 пФ).

Применяется в качестве электронного переменного конденсатора в колебательных контурах радиоприемников.

- Стабилитрон - используется явление обратимого, электрического пробоя запорного слоя. При подаче на переход запирающего напряжения , больше определенной величины, приводит к резкому возрастанию обратного тока диода, пробою.

Применяется в устройствах стабилизации постоянного напряжения от 1 до 200 вольт.

- Фотодиод – под действием света меняет величину сопротивления p-n перехода).

Применяется в качестве датчика электромагнитного излучения. Диапазон работы от инфракрасного до ультрафиолетового света.

- Светодиод - при прохождении через диод прямого тока, излучает свет от инфракрасного до ультрафиолетового.

Применяется в качестве различных индикаторов, (вместо электрических лампочек), в устройствах управления и передачи данных в ИК лучах и др. В последнее время светодиоды активно используются в качестве экономичных источников электрического освещения.

- Динистор – неуправляемый переключающий диод. При превышении определенного обратного напряжения переходит в проводящее состояние.

Применяется в различных переключающих устройствах, в генераторах напряжения.

- Тиристор – управляемый переключающий диод, имеет управляющий электрод. То же, что и динистор, но с помощью управляющего электрода можно менять напряжение переключения тиристора. Имеет два устойчивых состояния. Включается импульсами тока управления, выключается либо подачей обратного напряжения , либо прерыванием тока в открытом состоянии.

Применяется в различных устройствах автоматики, в управляемых выпрямителях.

     Кроме того, полупроводниковые свойства кремния и германия используются в других электронных приборах:

   СВЧ – диоды, импульсные диоды, туннельные диоды, диоды Шотки, терморезисторы, варисторы, полупроводниковые лазеры и много еще чего.

    Но об этом поговорим позже.  

 

rss