Он изготавливается на базе p-n перехода и обладает односторонней проводимостью. Вольтамперная характеристика (ВАХ) диода показывает зависимость тока через диод от направления и величины приложенного к нему внешнего напряжения. Видно, что даже при малых прямых напряжениях через диод протекает значительный прямой ток (первый квадрант ВАХ). Результат приложения обратного напряжения показан в третьем квадранте ВАХ и может быть разделен на три участка.
Участок I характеризуется существованием только тока неосновных носителей, который называется тепловым током.
Участок II соответствует лавинному пробою — процессу ударной ионизации атомов решетки неосновными носителями с образованием новой пары носителей заряда. Лавинный пробой обратим.
Участок III — тепловой пробой. Пробой возникает при больших обратных напряжениях, когда растет мощность, выделяемая на p-n переходе, что приводит к генерации неосновных носителей, росту температуры и, как следствие, пробою и разрушению прибора.
Рис. 5. Вольтамперная характеристика полупроводникового диода
Типы диодов.
выпрямительные > для преобразования переменного тока в постоянный.
fvax? 50кГц высокочастотные > детекторы радиосигналов.
fvax? 100 МГц.
3) СВЧ > fvax>100 МГц У высокочастотных диодов и СВЧ малая электроемкость p-n перехода, т. е. малое время переключения.
- 4) Светодиоды > излучение света вследствие процесса рекомбинации дырок и электронов.
- 5) Фотодиоды > генерация тока под воздействием падающего на устройство света.
- 6) Варикапы > диоды с большой барьерной емкостью, которую можно изменять величиной обратного напряжения. Используются в системах автоматической подстройки в радиоприемниках.
Способы изготовления диодов.
Полупроводниковые приборы изготавливаются из монокристаллов или поликристаллических материалов.
Контактный способ. Диод состоит из пластины полупроводника n-типа и заостренной пружины из алюминия или вольфрама (так был создан первый диод). Через образовавшийся контакт пропускают большой ток. Пружина сплавляется с пластиной полупроводника, образуя в месте контакта p-n переход. Такой способ сейчас используется для изготовления высокочастотных диодов.
Плоскостной способ. На пластину полупроводника n-типа помещают расплавленную каплю полупроводника p-типа, в результате чего образуется p-n переход большой площади, который может пропускать большой ток и использоваться для изготовления выпрямительных диодов.