РАДИОЛЮБИТЕЛЬ - НАЧИНАЮЩИМ
А то Ж
В. БЕНЗАРЬ,
EU1AA/5B4AGM
Mill
ОКТЯБРЬ
■ i l l
СЛОВАРЬ-СПРАВОЧНИК
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД, ВЕН-
ТИЛЬ - прибор, представляющий собой кон-
тактное соединение двух полупроводников,
один из которых с электронной проводимос-
тью, а другой с дырочной (рис. 40). Напри-
мер, германий типа « и германий типа
р.
Вследствие большой концентрации элект-
ронов в полупроводнике « по сравнению
ср
происходит диффузия электронов из пер-
вого полупроводника во второй. Аналогич-
но происходит диффузия дырок в полупро-
водник п. В тонком пограничном слое полу-
проводника п возникает положительный
объемный заряд, в р - отрицательный. Меж-
ду разноименно заряженными слоями воз-
никает разность потенциалов
-пот енциаль-
ный барьер
- и образуется электрическое
поле
Е
препятствующее дальнейшей
диффузии, которая прекратится при равен-
стве сил электрического поля и сил, вызы-
вающих диффузию.
Тонкий пограничный слой, обедненный
основными носителями зарядов и обладаю-
щий большим сопротивлением, называется
запирающим слоем
ИЛИ
р-п
переходом.
Соединив положительный зажим источ-
ника питания с металлическим электродом
полупроводника р, а отрицательный-с элек-
тродом полупроводника п, получим в прибо-
ре внешнее электрическое поле А
:мш,
направ-
ленное навстречу полю
р-п
перехода. Под
действием внешнего поля электроны и дыр-
ки будут двигаться навстречу друг другу
(рис. 41). При этом число основных носите-
лей заряда в переходном слое, а объемный
заряд уменьшается. Следовательно, умень-
шается потенциальный барьер и сопротив-
ление переходного слоя. Таким образом, в
цепи устанавливается
прямой т ок I
кото-
рый будет значительным даже при относи-
тельно небольшом напряжении источника
питания.
Поменяв присоединение полюсов источ-
ника питания к вентилю, получим внешнее
поле одного направления с полем
р-п
пере-
хода и, следовательно, усиливающим его. Те-
перь оно еще больше будет препятствовать
прохождению основных носителей заряда
через запирающий слой и, кроме того, вызо-
вет движение электронов в «-полупроводни-
ке и дырок вдьполупроводнике в противопо-
ложные стороны от запирающего слоя. Это
повлечет за собой увеличение объемного за-
ряда, потенциального барьера и сопротив-
ления запирающего слоя. Обратный ток/
весьма мал и в ряде практических случаев
может считаться равным нулю. Контактное
соединение двух полупроводников с разны-
ми проводимостями обладает явно выражен-
ной односторонней проводимостью (являет-
ся вентилем).
Отношение прямого тока к обратному
при одном и том же напряжении называется
коэффициентом выпрялсления
In n
К в =
--------.
1о о б
(1)
Наиболее распространены следующие
типы полупроводниковых диодов и вентилей:
германиевый и кремниевый (точечные, мик-
роплоскостные и плоскостные), селеновые
и меднозакисные вентили.
В
точечном германиевом дт де
запираю-
щий слой (p-переход) образуется в процес-
се формовки диода при пропускании импуль-
сов тока, под действием которых атомы ин-
дия диффундируют в кристалл германия, об-
разуя в нем полусферическую область сды-
рочной проводимостью. Он состоит из стек-
лянного (или металлостеклянного) баллона
диаметром около 3 и длиной 9 мм, в кото-
рый впаяны два полупроводниковых выво-
да. На конце одного из них укреплен крис-
талл германия с «-проводимостью, на конце
другого - тонкая заостренная проволока -
игла из индия. Наибольший прямой ток это-
го вентиля 16мА, максимальное допустимое
обратное напряжение 50 В.
Микротоскостные диоды
отличаются от
точечных несколько большей поверхностью
р-п
перехода.
Плоскостной германиевый диод
состоит
из пластины германия с примесью мышь-
яка или сурьмы, имеющей электронную
проводимость, и индиевой таблетки. При
изготовлении диода они нагреваются до
температуры около 500°С, при которой таб-
летка индия плавится, а ее атомы диффун-
дируют в германий, образуя область с ды-
рочной проводимостью. На границе двух
областей и создается
р-п
переход. Выпрям-
ленный наибольший ток вентиля 300 мА,
максимальное допустимое обратное на-
пряжение 50 В.
Германиевые диоды допускают плот-
ность тока до 100 А/см2 при прямом напря-
а
/>внешн
^
- *
h e p
Рис. 41
(
1
Р
i -
+ 1
п
+ L * 0
+ \
______
Ъ
• Р 1-
S
- *
Ьвнешн.
- *
h e p
+ 1
п
t j e
-
+ !
-0
-
Г +
жении до 0,8 В. Рабочая температура состав-
ляет-60.
..+75°С.
К рем ниевы е диоды
изготавливаются
вплавлением алюминия в кремний «-типа.
Плотность тока доход ит до 200 А/см2 при пря-
мом напряжении до 1 .
..1,2 В; рабочий то к-
до 1000 А, допустимое обратное напряже-
ние-700.
..800, иногда более 1000 В. В крем-
ниевых диодах обратный ток на несколько
порядков меньше, чем у германиевых. Ра-
бочая температура составляет-60.
..+150°С.
Кроме германиевых и кремниевых (пос-
ледние получили преимущественное распро-
странение в установках преобразования
больших токов), выпускаются вентили мед-
нозакисные и селеновые. Они, обладая
меньшими плотностями тока и обратными
напряжениями, просты в изготовлении и де-
шевы. Применяются в селеновых зарядных,
гальванических и электролитических уста-
новках относительно небольшой мощности.
М еднозакисный вентиль
состоит из мед-
ного диска, на который наносится слой заки-
си меди. К последнему прилегает (для полу-
чения хорошего контакта) свинцовый диск,
а за ним расположен тонкий большого диа-
метра латунный диск - радиаторный, пред-
назначенный для отвода тепла. Слой заки-
си меди (Си02) получается при термической
обработке меди и в атмосфере кислорода.
Наружный слой ее, полученный при избыт-
ке кислорода, обладает р-проводимостью,
а слой, прилегающий к медной шайбе, по-
лученный при недостатке кислорода-«-про-
водимостью. Между ними возникает
р-п
переход.
Допустимое напряжение на вентиле не
более 10 В, так как при обратном напряже-
нии в 20.
..30 В он пробивается. Для выпрям-
ления при больших напряжениях несколько
вентилей монтируются на болте, образуя
столбик выпрямителя. Температура венти-
ля не должна подниматься выше +60°С, ина-
че прибор может потерять вентильные свой-
ства (для улучшения охлаждения устанав-
ливаются радиаторные шайбы). Допускае-
мая плотность тока - 0,1 А/см2.
Селеновый вентиль
состоит из алюмини-
евого или стального диска, покрытого с од-
ной стороны полупроводящим слоем крис-
таллического селена, обладающего дыроч-
ной проводимостью (он служит одним элек-
тродом). Другим электродом является нане-
сенный на селен слой сплава кадмия и оло-
ва, из которого при диффузии атомов кад-
мия вселен и образуется слой, обладающий
электронной проводимостью. Таким обра-
зом, запирающий слой образуется между
кристаллическим селеном и селеном с при-
месью кадмия. К электроду прилегает пру-
жинящая шайба. Допустимое напряжение
составляет 20.
..40 В, при обратном напря-
жении 60.
..68 В вентиль пробивается. Рабо-
чая температура не должна превышать
+75°С, плотность тока - 0,1 .
..0,2 А/см2.
(Продолжение следует)
Р
Л
10/2002
предыдущая страница 37 Радиолюбитель 2002-10 читать онлайн следующая страница 39 Радиолюбитель 2002-10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст