Что такое полупроводниковые диоды?

Полупроводниковыми диодами называют такие полупроводниковые приборы, которые имеют одностороннюю проводимость и два внешних вывода. Полупроводниковые диоды предназначены для выпрямления переменного тока, генерирования и обработки сигналов.

Классификация. Специфической особенностью полупроводниковых диодов является их большое разнообразие. Поэтому они имеют много классификационных признаков. К ним принадлежит материал, форма и вид контакта, характер распределения примесей в р и n-участках, знак дифференциального сопротивления, класс устройства. По материалу
диоды классифицируют на приборы, построенные из германия и его соединений кремния и его соединений, соединений галлия и др. По форме контакта диоды разделяют на точечные и плоскостные. По виду контакта диоды делят на приборы, построенные на Безымянный — переходах, р-i-n-структуре, контакте металл-полупроводник. Приборы на p-i-n-структуре называют диодами с управляемым импедансом, а построенные на контакте металл-полупроводник — диодами Шоттки. Существуют также бесконтактные приборы, построенные на р и n-структуре — диоды
Ганна. По характеру распределения примесей в р и n-участках диоды делят на приборы с равномерным и неравномерным распределением примесей. Последние получили название диодов с накоплением заряда. По знаку дифференциального сопротивления диода разделяют на приборы с отрицательным и положительным дифференциальным сопротивлением. К первым относятся диоды туннельные, Ганна, лавинно-пролетные, к последним — все остальные. Необходимо отметить,
что отрицательное дифференциальное сопротивление указаные диоды имеют только на определенных участках зависимости I(U). Диоды еще классифицируют по частоте, выделяют НЧ, ВЧ и СВЧ-приборы. Возможен еще более детальное разделение некоторых групп диодов. Так, например, выпрямительные диоды еще разделяют на маломощные Безымянный, середнемощные Безымянный, мощные Безымянный. Импульсные диоды в зависимости от времени возобновления обратного сопротивления Безымянный, делятся на пять групп: Безымянный> 150, 30 <Безымянный <150, 5 <Безымянный ≤30, 1 ≤Безымянный ≤5, Безымянный ≤1 нс. Излучающие разделяют на диоды инфракрасного и видимого диапазона. Туннельные — на усилительные, генераторные, переключательные, обращенные диоды.

Условные изображения и обозначения. Условные изображения полупроводниковых диодов приведены на рис 1.

Условные изображения полупроводниковых диодов: а - диод выпрямительный; б - туннельный диод; в - обратный туннельный диод; г - стабилитрон односторонний; д - стабилитрон двусторонний; е - варикап; ж - варикапна матрица; з - светодиод; й - фотодиод

Рис. 1. Условные изображения полупроводниковых диодов: а — диод выпрямительный; б — туннельный диод; в — обратный туннельный диод; г — стабилитрон односторонний; д — стабилитрон двусторонний; е — варикап; ж — варикапная матрица; з — светодиод; й — фотодиод

Условные обозначения полупроводниковых диодов означают: материал (Г — германий, К — кремний и т.д.); класс (Д — выпрямительные, И — туннельные и т.п.); назначения для выпрямительных (1 — маломощный, 2 — середнемощный т.п.); порядковый номер разработки (01 … 99) параметрическую группу (А … Я). Например, ГДИ01А — германиевый диод маломощный, 01 разработки, параметрической группы А.

Строение. Несмотря на то, что существует много разновидностей диодов, все они преимущественно состоят из одних и тех же конструктивных элементов: кристалла, внешних выводов, перемычек, которые соединяют внешние выводы из кристаллов. Вместе с тем, диоды разных классов имеют свои специфические конструктивные особенности, в которые входит материал кристалла, структура p-n-перехода или выпрямительного контакта, конструкция корпуса. Так, кристаллы маломощных выпрямительных диодов изготавливают из кремния или германия, а мощных — только из кремния, который является термостойким. В кристалле методом сплавления или диффузии формируют плоскостной р-n-переход, который пропускает через себя большие токи, чем точечный р-n-переход. Кристаллы маломощных выпрямительных диодов припаяют к металлической лентt и герметизируют пластмасовыми корпусами (рис. 2).Маломощные выпрямительные диоды в пластмассовых корпусах

Рис. 2. Маломощные выпрямительные диоды в пластмассовых корпусах

Кристаллы мощных выпрямительных диодов герметизируют металлическими корпусами, которые лучше пластмассовых рассеивают тепло (рис. 3). Составляя их тыльной стороной припаивают непосредственно к основанию корпуса, что облегчает теплоотвод. В случае большого тепловыделения металлические корпуса комплектируют радиаторами.Строение выпрямительного диода средней мощности: 1 - коваровый корпус; 2 - кристалл; 3 - р-n-переход; 4 - стеклянный изолятор; 5 - кристаллодержатель; 6 - выводы

Рис. 3. Строение выпрямительного диода средней мощности: 1 — коваровый корпус; 2 — кристалл; 3 — р-n-переход; 4 — стеклянный изолятор; 5 — кристаллодержатель; 6 — выводы

Отмеченные выше особенности строения выпрямительных диодов распространяются также на выпрямительные столбы и блоки — наборы выпрямительных диодов и резисторов, соединенных по схеме.
Что касается импульсных диодов, то от них требуется малое время восстановления прямого и обратного сопротивления (небольшая продолжительность переходных процессов). Одним из способов достижения этой цели является уменьшение барьерной емкости диодов за счет уменьшение площади р-n-перехода. Поэтому в импульсных диодах используют точечные р-n-переходы. Они образуются в месте контакта металлической (вольфрамовой или бронзовой) иглы с кристаллом n-германия или кремния (рис. 4).Строение импульсного диода: 1 - кристалл; 2 - вольфрамовая игла; 3 - стеклянный корпус; 4 - внешние выводы

Рис. 4. Строение импульсного диода: 1 — кристалл; 2 — вольфрамовая игла; 3 — стеклянный корпус; 4 — внешние выводы

Вследствие формирования пропусканием через диод коротких, но мощных импульсов, металлическая игла сваривается с полупроводником и у нее образуется слой р-полупроводника. Дальнейшее сокращение продолжительности переходных процессов может быть достигнуто уменьшением диффузионной емкости диода. Для этого необходимо уменьшать время жизни избыточных неосновных носителей заряда например, легированием р и n-участков золотом, которое создает в них эффективные центры рекомбинации. Другим способом уменьшения продолжительности переходных процессов является создание в приконтактных участках, прилегающих к объемному заряду p-n-перехода, «встроенного» электрического поля, прижимает неосновные носители в границе раздела р и n-участков. Такое поле можно получить, легирующи р и n-участок так, чтобы концентрация легирующей примеси росла в мере от далення от р-n-перехода (рис. 5). Такую структуру имеют кристаллы диодов с накоплением
заряда.Структура кристалла диода с накоплением заряда: 1, 2 - донорные и акцепторные примеси

Рис. 5. Структура кристалла диода с накоплением заряда: 1, 2 — донорные и акцепторные примеси

Сократить продолжительность переходных процессов можно также полным устранением диффузионной емкости, используя для этого вместо р-n-перехода контакт металл-полупроводник р или n-типа (рис. 6). Такую структуру кристалла имеют диоды Шоттки.Структура кристалла диода Шоттки: 1 - низкоомный n + - кремний; 2 - эпитаксиальный слой более высокоомного n-кремния 3 - запорный слой; 4 -металлический контакт

Рис 6. Структура кристалла диода Шоттки: 1 — низкоомный n + — кремний; 2 — эпитаксиальный слой более высокоомного n-кремния 3 — запорный слой; 4 -металлический контакт

Выпрямительным такой контакт будет лишь тогда, когда работа выхода электронов из металла будет больше работу выхода электронов из полупроводника n-типа проводимости или работа выхода электронов из металла будет меньше работу выхода электронов из полупроводника p-типа проводимости, то есть когдаБезымянный

Первое условие достигается использованием в качестве металла молибдена, золота, алюминия, а в роли полупроводника, например, кремния n-типа проводимости с концентрацией примесей n = 1016 см-3.
Для уменьшения барьерной емкости, при отсутствии диффузионной емкости определяет быстродействие диодов Шоттки, площадь контакта в них изготавливается очень малой (≈ 10 … 20 мкм в диаметре).
Специфическое строение имеют СВЧ-диоды. Первые варианты их конструкции подобные импульсных диодов. Они имеют точечный контакт, но в отличие от импульсных — другую конструкцию внешних выводов, которая обеспечивает вхождение приборов в коаксиальный или волноводный тракт (рис. 7).Строение СВЧ точечных диодов: а - германиевый, б - кремниевый; 1 -металлическая игла; 2 - кристалл полупроводника; 3 - керамический корпус; 4-металлические фланцы-выводы

Рис. 7. Строение СВЧ точечных диодов: а — германиевый, б — кремниевый; 1 -металлическая игла; 2 — кристалл полупроводника; 3 — керамический корпус; 4-металлические фланцы-выводы

Следующие поколения СВЧ-диодов составляют рассмотрены выше диоды Шотгки и с накоплением заряда, которые могут работать не только в импульсном режиме, но и в СВЧ-диапазоне.
Совершенные варианты конструкции СВЧ-диодов появились с появлением p-i-n, лавинно-пролетных диодов и диодов Ганна.

p-i-n-диоды — это полупроводниковые СВЧ-приборы изготовлены из кремния, которые имеют сильнолегированные р и n-участки, разделенные слоем высокоомного (R = 103 Ом) материала толщиной 10 … 200 мкм, проводимости n- или p- типа (рис. 8).

Структура кристалла р-i-n-диода

Рис. 8. Структура кристалла р-i-n-диода

К классу СВЧ-приборов нового поколения относятся также диоды Ганна, которые имеют специфические конструктивные особенности. Одна из них заключается в том, что изготавливаются они только с многодолинних полупроводников преимущественно n-типа, зона проводимости которых состоит из одной нижней и нескольких верхних долин, подвижность электронов в них значительно меньше, чем в
нижний. К ним относятся арсенид галлия, фосфат индия, сульфат цинка, телурид кадмия, арсенид индия, стибит индия и др. Исключение составляет германий р-типа, в которого тоже наблюдается эффект Ганна.Безымянный

Рис. 9. Структура кристалла диода Ганна

Вторая конструктивная особенность диодов Ганна заключается в том, что в них отсутствует p-n-переход. Их кристаллы имеют вид бруска, длина которого от десятков до сотен мкм, к торцам которого присоединены два внешних выводы — анод и катод (рис. 9). Длина таких кристаллов должна совпадать с направлением размещения энергетических минимумов (долин) зоны проводимости. Для арсенида галлия это направление (100). Лавинно-пролетные диоды — это СВЧ-полупроводниковые приборы, имеющие Безымянный-структуру и изготовлены из слабо-легированных полупроводников (чаще арсенида галлия, реже германия, кремния), которые позволяют развиться механизму ударной ионизации, в результате которого лавинообразно растет количество носителей заряда. их конструкция является характерной для СВЧ-приборов. Они имеют малую площадь р-n-перехода, которая обеспечивает малую барьерную емкость (рис. 10).

Варианты конструкции лавинно-пролетного диода: а-г - структуры; д-е-реальные конструкции: 1 - металлическое кольцо; 2 выводной контакт; 3 - крышка; 4 диод; 5 - герметичный спай; 6 -медная основа; 7 - ВЧ-керамика; 8 - металлизированная керамика; 9 -металлическая лента; 10-металлическая основа; 11 - диод

Рис. 10. Варианты конструкции лавинно-пролетного диода: а-г — структуры; д-е-реальные конструкции: 1 — металлическое кольцо; 2 выводной контакт; 3 — крышка; 4 диод; 5 — герметичный спай; 6 -медная основа; 7 — ВЧ-керамика; 8 — металлизированная керамика; 9 -металлическая лента; 10-металлическая основа; 11 — диод

Герметизируют кристаллы металлостеклянными или металлокерамическими корпусами, которые имеют вид таблеток или патронов. Составляя приборы, кристаллы берут за основу корпуса, обеспечивая таким образом механическое крепление и электрическое соединение р-области с внешним выводом. Второй n-участок соединяют со вторым внешним выводом с помощью перемычки.
Туннельные диоды — это полупроводниковые приборы с тонким (≈ 0,1 мкм) p-n-переходом, который обеспечивает возможность появления туннельного эффекта. Изготавливают их с вырожденных, то есть сильнолегированных (N = 1019 см-3) полупроводников (преимущественно германия или арсенида галлия), которые имеют высокую подвижность носителей заряда. p-n-переходы формируют методом сплавления, который по сравнению с другими методами (например, методом диффузии) обеспечивает четкую границу между n- и р- участками. После сплавления р-n-переход подвергают электролитическому травлению, чтобы уменьшить его площадь и улучшить этим частотные характеристики. Кристаллы герметизируют металлостеклянными или металлокерамическими корпусами,
которые имеют вид таблеток или патрона. Первые из них имеют гибкие ленточные выводы, а во вторых роль внешних выводов выполняют основы и крышки корпуса. Составляя, кристаллы припаивают тыльной стороной непосредственно к основанию корпуса или к внешнему выводу, который одновременно является основой корпуса (рис. 11), обеспечивая таким образом электрическое соединение
p-участка с внешним выводом. Второй n-участок соединяют с внешним выводом с помощью перемычки.Вариант конструкции туннельного диода: 1 - кристалл; 2 - вплавленный электрод (эмиттер) 3 - перемычка; 4, 6 - внешние выводы; 5 - керамическая втулка

Рис. 11. Вариант конструкции туннельного диода: 1 — кристалл; 2 — вплавленный электрод (эмиттер) 3 — перемычка; 4, 6 — внешние выводы; 5 — керамическая втулка

Аналогичное строение имеют обратные туннельные диоды, которые изготавливают из тех же материалов, но легированных примесями в меньшей концентрации.
Светодиоды — это излучающие полупроводниковые диоды. Изготавливают их преимущественно из соединений типаБезымянный и др., которые излучают свет во время прямого смещения р-n-переходов. Конструкцией приборов предусмотрен вывод светового потока через прозрачное стекло в корпусе. Чтобы обеспечить высокую эффективность работы приборов, их часто комплектуют полусферическими стеклянными линзами (рис. 12).Строение: а - светодиода; б - светодиодного цифрового индикатора: 1 - монокристалл; 2 - стеклянная линза; 3 - внешние выводы; 4 - сегменты

Рис. 12. Строение: а — светодиода; б — светодиодного цифрового индикатора: 1 — монокристалл; 2 — стеклянная линза; 3 — внешние выводы; 4 — сегменты

Как светодиоды могут использоваться также туннельные диоды, изготовленные из арсенида галлия. Излучательной у них есть правая ветвь вольтамперной характеристики. Светодиод может содержать также
несколько кристаллов, размещение которых обеспечивает, например, световую знаковую индикацию. Фотодиодом называют полупроводниковый диод, в котором под действием света образуются подвижные носители зарядов, вызывают появление фототока. Изготавливают их из кремния, германия, арсенида галлия и других полупроводников. Особенностями их конструкции является расположен близко к
поверхности кристалла p-n-переход и наличие в корпусе окна, через которое проникает в корпус свет. Одна из возможных конструкций фотодиода и схема его включения приведены и на рис. 13.

Фотодиод: а - строение; б - схема включения: 1 - кристалл полупроводника; 2 - кристалодержатель; 3 - изолятор; 4 - втулка; 5 - биметаллический корпус; 6 - окно

Рис. 13. Фотодиод: а — строение; б — схема включения: 1 — кристалл полупроводника; 2 — кристалодержатель; 3 — изолятор; 4 — втулка; 5 — биметаллический корпус; 6 — окно

Круглый кристалл, который служит базой, расположенный в металлическом корпусе напротив окна, закрытого стеклом. Электронно-дырочный переход расположен вблизи нижней поверхности кристалла.
В этой конструкции световой поток перпендикулярно плоскости р-n-перехода. Возможно и другое размещение кристалла, в котором световой поток параллелен плоскости р-n-перехода. Как активные элементы в фотодиодах могут использоваться переходы различных типов: резкие и плавные, p-i-n-структуры, барьеры Шоттки, структуры с лавинным умножением носителей и тому подобное.
Стабилитроны — это полупроводниковые диоды с малым обратным током и резким переходом в область пробоя. Изготавливают их из кремния. Исходными являются пластины n-типа проводимости, концентрация примесей в которых тем меньше, чем большое необходимое напряжение стабилизации. Выбор материала обусловлен специфическими особенностями кремниевых р-n-переходов: малым обратным током, резким переходом в область лавинного или туннельного пробоя, высокой допустимой температурой. Конструктивное оформление зависит от мощности стабилитронов. Если рассеиваемая мощность мала, приборы герметизируются преимущественно пластмассовыми или металлостеклянный корпусами с гибкими внешними выводами (рис. 14, а). Мощные стабилитроны чаще герметизируют металлическими корпусами, которые имеют жесткие внешние выводы и даже специальные элементы крепления к шасси (рис. 14, б).Кремниевые стабилитроны: а - малой мощности; б - большой мощности

Рис. 14. Кремниевые стабилитроны: а — малой мощности; б — большой мощности

Стабисторы изготавливаются из того же материала, что и стабилитроны. Их конструктивное оформление вроде конструктивного оформления стабилитронов малой мощности.

Работа. Функционирование выпрямительных диодов основывается на односторонней проводимости р-n-переходов, которые имеют малое сопротивление (единицы Ом) во время прямого смещение, когда «плюс» представлен на р, а «минус» на n-участок и большое сопротивление (единицы МОм) при обратном смещении, когда «плюс» представлен на n-, а «минус» на р— участок. Малое сопротивление обусловлено малой высотой потенциального барьера для основных носителей заряда, а большое сопротивление — большой высотой потенциального барьера (рис. 15). При отсутствии смещения через р-n-переход протекает небольшие диффузные потоки основных носителей, обусловленные разницей их концентраций в р и n-участке. В результате в приконтактном участке возникает запорный слой, образованный объемным зарядом, электрическое поле которого вызывает дрейф неосновных носителей заряда в обратном направлении. При отсутствии смещения встречные потоки основных и неосновных носителей выравниваются и ток через р-n-переход отсутствует. Если приложено прямое смещение U, потенциальный барьер для основных носителей уменьшается на величину действия qU, в результате чего прямой ток возрастает. Обратный ток практически не меняется, поскольку дрейфовые потоки неосновных носителей от высоты потенциальных барьеров не зависят. При приложении обратного смещения величиной Безымянный потенциальный барьер для основных носителей возрастает на величину Безымянный вследствие чего прямой ток падает до нуля, а обратный растет, но незначительно, так как концентрация неосновных носителей примерно в 106 раз меньше концентрации основных носителей заряда.Изменение высоты потенциального барьера и толщины запорного слоя при представление р-n-перехода смещение

Рис. 15. Изменение высоты потенциального барьера и толщины запорного слоя при представление р-n-перехода смещение

Небольшой обратный ток выпрямительных полупроводниковых диодов, который, кстати, отсутствует в вакуумных диодах, вызванный движением неосновных носителей, генерируемые преимущественно теплом и перемещаются через р-n-переход электрическим полем запорного слоя. Но при большом обратном смещение обратный ток диода начинает резко расти (рис. 16), что свидетельствует о переходе диода в область лавинного, туннельного или теплового пробоя. Импульсные диоды работают в импульсном режиме. Положительным импульсом их р-n-переходы смещаются в прямом направлении, а отрицательным — в обратном. Во время прямого смещения происходит «впрыска» (инжекция) избыточных неосновных носителей в n- и р-участки, в которых они, экранизируются привлечены соответственно
дырками и электронами, что накапливаются. Во время обратного смещения происходит их рассасывания в результате диффузии в свои участки и рекомбинации в тех участках, в которых они являются не основными. Накопление неосновных носителей при прямом смещении и рассасывания их во время обратного смещения р-n-переходов ограничивает быстродействие диодов время жизни избыточных неосновных носителей, который составляет ≈10-8 с. Легирования базы импульсных диодов золотом, которое создает для основных носителей рекомбинационные центры, уменьшает время жизни неосновных носителей в 10-9 с. Из сказанного выше следует, что импульсный диод во время переключения ведет себя как сопротивление R, созданный участком объемного заряда, и зашунтирован диффузной емкостью
Безымянный, обусловленной накоплением заряда неосновных носителей во время прямого смещения и рассасыванием его во время обратного смещения p-n-перехода. Именно диффузионная емкость определяет характер и скорость переходных процессов при переключении импульсных диодов (рис. 16). При подаче прямого смещение ток в диоде в начальный момент является, в основном, током заряда диффузной
емкости, а при переключении на обратное смещение — током разряда этой емкости.Установление работы импульсного диода: а - участок установки обратного тока; б - участок установки прямого падения напряжения

Рис. 16. Установление работы импульсного диода: а — участок установки обратного тока; б — участок установки прямого падения напряжения

Барьерную емкость в точечных импульсных диодов не учитывают, так как точечная конструкция p-n-перехода уменьшает ее до величины ≤1 пФ. Дальнейшее сокращение продолжительности переходных
процессов достигают в диодах с накоплением заряда, которые имеют неравномерное легирования р и n-участков. Оно приводит к тому, что основные носители n— и p— участков диффундируют от удаленных от p-n-перехода зон, где их концентрация выше, в приближенным, где их концентрация ниже, оставляя нескомпенсированный объемный заряд. Сам же нескомпенсированный объемный заряд создает
электрическое поле (рис. 17), которое прижимает дифундированые неосновные носители до предела p-n-перехода, ускоряя таким способ их обратный переход через p-n-переход при изменении полярности напряжения. Схема образования встроенного поля (а) и характер восстановления обратного тока (б) диода с накоплением заряда во время его переключения с прямого на обратное смещение

Рис. 17. Схема образования встроенного поля (а) и характер восстановления обратного тока (б) диода с накоплением заряда во время его переключения с прямого на обратное смещение

Сокращение продолжительности переходных процессов достигают в диодах Шоттки, построенных на контакте металл-полупроводники. Особенности их функционирования заключаются в том, что они работают только на основных носителях. А это означает, что в них отсутствует инжекция неосновных носителей в базу. Поэтому они не накапливаются в базе во время прямого смещения контакта и обычно не
рассасываются во время его обратного смещения. При приложении к контакту прямого смещения (плюс к металлу, а минус к полупроводнику n-типа) высота потенциального барьера для электронов,
движущихся из полупроводника в металл, равна разности их уровней Ферми и снижается на qU (рис. 18), то есть Безымянный

где — напряжение прямого смещения контакта; Безымянный и Безымянный — уровне Ферми соответственно полупроводника и металла.Контакт металла с полупроводником n-типа

Рис. 18. Контакт металла с полупроводником n-типа

Во время обратного смещения контакта (плюс к полупроводнику, а минус к металлу) снижается потенциальный барьер для электронов, движущихся от металла в полупроводник, на Безымянный(рис. 18, в), то естьБезымянный

где Безымянный — напряжение обратного смещение контакта. Это приводит к появлению через контакт небольшого обратного тока. Иначе решается вопрос повышения быстродействия в р-i-n-диодах. Высокоомный i-слой выполняет двойную функцию. Во-первых, он уменьшает барьерную емкость диода и вследствие этого улучшает импульсные и частотные свойства прибора. Во-вторых, он обеспечивает возникновение в нем как во время прямого, так и во время обратного смещения сильного электрического поля, которое ускоряет движение носителей заряда. При подаче на диод прямого смещения (плюс на р-участок, а минус на n-участок) происходит быстрая инжекция дырок из р-области и электронов с n-участка в i-слой, в результате чего его сопротивление становится очень малым. Во время обратного смещение (плюс на n-участок, а минус на р-участок) происходит быстрая экстракция электронов и дырок с i-участока в n- и р-участка, в результате чего сопротивление диода становится очень большим.
Работу диодов Ганна проиллюстрируем на примере образцов, изготовленных из арсенида галлия n-типа проводимости, длина которых совпадает с кристаллографическим направлениям (100), в котором размещены энергетические минимумы зоны проводимости. В исходном состоянии их электроны в первом минимуме имеют эффективную массу Безымянный  и подвижность Безымянный. При приложении к образцу электрического поля величиной Е электроны получают дрейфовую скорость Безымянный, которая растет пропорционально Е. Достигнув энергии, достаточной для перехода в верхней минимум, они туда переходят, вследствие чего их еффективная масса возрастает до Безымянный, а подвижность падает до уровня Безымянный. Такой переход сопровождается резким уменьшением скорости дрейфа носителей заряда и соответствующим уменьшением тока при напряжении растущей есть появлением отрицательного дифференциального сопротивления. Дальнейший рост напряженности электрического поля за счет повышения напряжения, приложенного к выводам диода Ганна, приводит к увеличению количества электронов, которые переходят на верхней энергетический минимум, в результате чего ток постепенно растет. Лавинно-пролетные диоды относятся к тем полупроводниковым приборам, электропроводность которых обеспечивается в сильных электрических полях. У них при обратном смещении р-n-перехода при напряженности электрического поля Безымянный свободные носители заряда (электроны и дырки) приобретают энергию, достаточною для ударной ионизации нейтральных атомов. Вновь ионы и электроны вместе с ранее созданными заряженными частицами в условиях действия электрического поля продолжают приобретать высокие энергии и ионизировать нейтральные атомы. Процесс нарастает лавинообразно. На обратной ветви вольтамперной характеристики это проявляется в виде роста тока за падения напряжения, то есть появления отрицательного дифференциального сопротивления. Дальнейшее вид кривой зависимости I (U) свидетельствует о том, что процессы генерации носителей заряда частично компенсируются процессами их рекомбинации. Туннельные диоды относятся к тем полупроводниковым приборам, электропроводность которых обеспечивается в сильных электрических полях, причем высшей напряженности (107 В/см), чем лавинно-пролетных. Высокая концентрация примесей способствует формированию узких р-n-переходов с высокими потенциальными барьерами для носителей заряда, энергетические уровни которых в n-участок размещены напротив энергетических уровней р-участков. При таких условиях при высокой напряженности электрического поля возможные переходы электронов с валентной зоны в зону проводимости и наоборот через р-n-переход туннельным способом. Для этого необходимо выполнение двух условий: 1) энергетические состояния на той стороне перехода, откуда туннелируют электроны, что должны быть заполнены; 2) на другой стороне перехода энергетические состояния с той же энергией должны быть свободны. При прямом смещении р-n-перехода электроны туннелируют из зоны проводимости через р-n-переход в валентную зону. На прямой ветке вольтамперной характеристики это проявляется дополнительным ростом тока, после окончания туннельного эффекта постепенно приходит и дальше по мере увеличения напряжения начинает снова расти за счет обычного диодного эффекта. Во время обратного смещения р-n-перехода электроны туннелируют с валентной зоны через р-n-переход в зону проводимости, что приводит к линейной зависимости I (u). Принцип работы светодиодов основывается на излучении квантов электромагнитной энергии при переходов частиц из высшего энергетического уровня на более низкий. Как известно, не все такие переходы сопровождаются излучением фотонов. Во время таких переходов энергия может освобождаться также в виде фононов — квантов теплового излучения. Частицы, которые находятся в высоких энергетических состояниях (на высоких энергетических уровнях), называют возбужденными. Аналогичное название дают также кристаллам, которые содержат возбуждены частицы. Возбуждение кристаллов, а, следовательно, и частиц, может осуществляться различными способами, в том числе нагревом, облучением, электрическим полем и т. п. В светодиодах возбуждения полупроводникового кристалла осуществляется электрическим полем путем инжекции основных носителей через прямосмещенный р-n-переход в участки, где они становятся неосновными. Принцип действия фотодиодов основывается на явлении генерации светом электронно дырочных пар. При отсутствии светового потока в фотодиоде, смещенном в оборотном направлении, течет обратный ток, который определяется концентрацией тепловых носителей, площадью р-n-перехода и физическими процессами в запорном слое. При наличии светового потока в базе фотодиода генерируются электронно-дырочные пары, которые диффундируют через толщу базы в р-n-перехода. Те из них, которые являются для базы неосновными, перебрасываются полем обратносмещенного р-n-перехода в другой участок, увеличивая таким образом поток неосновных носителей через обратносмещенный р-n-переход. В стабилитронах рабочей является обратная ветвь вольтамперной характеристики, а в стабисторы — прямая. Это дает возможность с помощью стабилитронов стабилизировать выше напряжения, чем с помощью стабисторов. Как стабилитроны, так и стабисторы включают в электрическую цепь параллельно к нагрузке, на которой необходимо стабилизировать напряжение, с той лишь отличием, что стабилитроны включаются в обратном направлении, а стабисторы в прямом (рис. 19).

 Схемы включения стабилитронов (а) и стабисторы (б) в электрическую цепь

Рис. 19. Схемы включения стабилитронов (а) и стабисторы (б) в электрическую цепь

Свойства и применение. Общим свойством для всех полупроводниковых диодов является их асимметричная проводимость, в отличие от вакуумных диодов, которые имеют одностороннюю проводимость. В этом заключается их основной недостаток. Но, вместе с тем, полупроводниковые диоды имеют меньший вес и габариты, меньше стеклянных
элементов конструкции, а потому отличаются большей устойчивостью к ударам, вибрации, ускоренний и тому подобное. Кроме этого, полупроводниковые диоды используют в своей работе различные физические явления и эффекты (диффузию через р-n-переход носителей заряда, дрейф носителей в электрическом поле, ударную ионизацию, электролюминесценция,
туннельный эффект, эффекты Ганна, Шоттки и т.д.), поэтому они имеют большие функциональные возможности, а, следовательно, и более широкие границы применения. Большое разнообразие полупроводниковых диодов требует подход дифференцированно к рассмотрению их свойств. Современные выпрямительные полупроводниковые диоды работают в широком диапазоне напряжений и токов — от долей вольта до десятков и даже сотен киловольт и от единиц микроампер до сотен ампер. Частотный диапазон выпрямленных переменных напряжений также очень широк — от промышленной частоты в источниках вторичного питания, которые работают от стандартных кругов энергосбыта, к десятков и сотен килогерц в источниках вторичного питания с промежуточной частотой преобразования. Типичную вольт-амперную характеристику выпрямительных диодов приведены на рис. 20.

Вольт-амперная характеристика выпрямительного диода

Рис. 20. Вольт-амперная характеристика выпрямительного диода

Ток через р-n-переход можно определить по формуле:

Безымянныйгде I — прямой ток через р-n-переход, вызванный движением основных носителей; Безымянный — обратный ток, вызванный движением неосновных носителей, которые генерируются теплом, что выделяется в р-n-переходе, U — напряжение на р-n-переходе.
Для реальных диодов выражение принимает следующий вид:

Безымянный

где Безымянный — обратный ток через р-n-переход, который, кроме Безымянный, имеет две составляющие — ток стока по поверхности р-n-перехода Безымянный и генерационный Безымянный, вызван генерацией носителей электрическим полем
возвратно-смещенного р-n-перехода, то есть Безымянный

Вид вольтамперной характеристики существенно зависит от материала диодов (рис. 21).Влияние материала на вид ВАХ характеристик выпрямительных диодов: 1 - германиевые; 2 - кремниевые

Рис. 21. Влияние материала на вид ВАХ характеристик выпрямительных диодов: 1 — германиевые; 2 — кремниевые

Из рис. 21 видно, что кремниевые диоды имеют большое обратное напряжение, которое в них может достигать 1500 … 2000 В, в то время как в германиевых она достигает лишь 400 … 500 В. В то же время кремниевые диоды имеют меньший прямой ток, хуже частотные свойства, в основном из-за меньшей подвижности носителей заряда. На вид вольт-амперных характеристик выпрямительных диодов влияет температура (рис. 22). Влияние температуры на вид ВАХ характеристик выпрямительных диодов: 1,2, 3 - повышенная, нормальная и пониженная температура

Рис. 22. Влияние температуры на вид ВАХ характеристик выпрямительных диодов: 1,2, 3 — повышенная, нормальная и пониженная температура

Чувствительными к температуре является германиевые диоды, так как германий имеет меньшую ширину запрещенной зоны. Свойства выпрямительных диодов во многом определяют их параметры. К важнейшим параметрам относятся:

— средний выпрямительный ток, Безымянный,
— прямой ток при напряжении Безымянный

— обратный ток при напряжении Безымянный
— сопротивление постоянному току:Безымянный

Сопротивление переменному тока (дифференциальное сопротивление):

Безымянный

Оба сопротивление могут быть определены графически с вольтамперной характеристики по наклону к оси абсцисс в соответствии секущей и касательной к кривой в рабочей точке А (рис. 23).Графическое определение сопротивлений диода при постоянном и переменном токе

Рис. 23. Графическое определение сопротивлений диода при постоянном и переменном токе

К параметрам выпрямительных диодов принадлежат также сопротивление базы Безымянный, барьерная и диффузионная емкости. Барьерная емкость Безымянный — это емкость возвратно смещенного p-n-перехода. Она обусловлена наличием в области объемного заряда ионизированных примесных атомов. Ее определяют по формуле:Безымянный

где Безымянный и Безымянный — диэлектрические проницаемости вакуума и полупроводника; S — площадь; p-n-перехода; Безымянный — контактный потенциал. Диффузионная емкость Безымянный — это емкость прямосмещенного p-n-перехода. Она обусловлена сравнительно медленной диффузией носителей заряда. В отличии от барьерной, диффузная емкость зависит от частоты, уменьшаясь с повышением частоты. Для диода, у которого эмиттером есть p — участок, его можно определить по формуле

Безымянный

где Безымянный — время жизни дырок в базе, Безымянный — диффузионная длина дырок в базе, Безымянный — толщина базы.
Суммарная емкость p-n-перехода Безымянный равна сумме составляющих Безымянный и Безымянный, то есть
Безымянный
Она в значительной степени определяет частотные и импульсные свойства диодов.

Для выпрямления ВЧ переменных токов и напряжений мегагерцового диапазона частот применяют ВЧ-диоды. Рабочую частоту в них удалось повысить преимущественно вследствие замены плоскостного р-n-перехода точечным, который имеет меньшую барьерную и диффузионную емкости. Но такая замена одновременно привела к уменьшению рассеиваемой мощности до величины, не превышающей нескольких десятков Вт.

ВЧ-диоды — это приборы универсального назначения (поэтому иногда их называют универсальными). Их применяют не только для выпрямления ВЧ-токов и напряжений, но и для детектирования, модуляции и других нелинейных преобразований. Основными их параметрами являются постоянный прямой ток при напряжении 1 В, максимально допустимый выпрямленный ток, максимально допустимое обратное напряжение, максимальный обратный ток, максимальная рабочая частота, емкость диода. Точечные р-n-переходы используют также в импульсных диодах, предназначенных для преобразования импульсных сигналов. Их специфической особенностью является малая продолжительность переходных процессов (малое время установления прямого напряжения и восстановления обратного сопротивления), который в современных импульсных диодах составляет Безымянный Основными параметрами импульсных диодов являются величины, характеризующие переходные процессы. К ним относятся: время установления прямого напряжения Безымянный, который определяется временем диффузии инжектированных в базу носителей заряда и уменьшением вследствие этого сопротивления базы; время восстановления обратного сопротивления базы и Безымянный зависит от времени рассасывания избыточной концентрации в базе носителей заряда за счет диффузии и рекомбинации; максимальная (прямая) импульсное напряжение Безымянный и максимальный (прямой) импульсный ток Безымянный, полная емкость диода Безымянный; заряд переключения Безымянный. В импульсном режиме хорошо работают также диоды с накоплением заряда. Их специфическим свойством является меньше по сравнению с точечными импульсными диодами продолжительность переходных процессов. В них, например, время восстаноления обратного сопротивления составляет менее 10-12 с. Это достигается прижатием в р-n-перехода встроенным электрическим полем неосновных носителей заряда, что сокращает время их возвращения в участки, где они являются основными. Вследствие малой длительности переходных процессов и особенно малого времени восстановления обратного сопротивления и малого времени падения обратного тока диоды с накоплением заряда широко используют в схемах формирования прямоугольных импульсов. Малой продолжительностью переходных процессов и соответственно высоким быстродействием отмечаются диоды с барьером Шоттки, в которых выпрямительными свойствами характеризуется контакт металл-полупроводник. В них отсутствует инжекция неосновных носителей, поскольку они работают только на основных носителях. Отсюда следует, что в них отсутствует диффузионная емкость, связанная с накоплением и рассасыванием неосновных носителей в базе. Это существенно повышает быстродействие при изменении токов и напряжений, в частности во время переключения с прямого направления на обратный и наоборот. Время таких переключений составляет десятые и даже сотые доли
наносекунды, что соответствует частотам в десятки ГГц. Это позволяет применять их в наносекундных схемах переключения и СВЧ-устройствах с рабочими частотами до 15 .. .20 ГГц. Еще одной важной особенностью диодов Шоттки является меньше прямое напряжение по сравнению с напряжением р-n-перехода и большие прямые токи (рис. 24). Вследствие этого они могут, например, при напряжении 0,5… 1 В пропускать токи в десятки ампер. Учитывая это их используют в мощных выпрямителях переменного тока, в том числе и высокочастотных.Вольт-амперные характеристики диодов с барьером Шоттки: 1 - диод Шоттки; 2 - выпрямительный диод

Рис. 24. Вольт-амперные характеристики диодов с барьером Шоттки: 1 — диод Шоттки; 2 — выпрямительный диод

Еще одна особенность диодов Шоттки заключается в том, что их прямая вольт амперная характеристика строго подчиняется экспоненциальному закону в очень широком диапазоне токов (10-12 … 10-14 А). Это делает возможным использование диодов Шоттки как прецизионных логарифмических элементов. Недостатком диодов Шоттки по сравнению с выпрямительными диодами является малая обратная напряжение и большие обратные токи при максимальной рабочей температуре. Высокое быстродействие имеют также р-i-n-диоды. Она обеспечивается электрическим полем, которое возникает i-шаре — меньшим, чем во время прямого и большим чем при обратном смещении р-n-перехода. Оно заставляет носители заряда, которые перед этим находились в медленном диффузионном движении, быстро дрейфовать. Эффективность дрейфового процесса по сравнению с диффузным (характерным для р-n-перехода) подтверждает сравнения времен пролета носителей заряда Безымянный через базу толщиной W:

Безымянный

где Безымянный— эффективная подвижность носителей заряда; Безымянный — коэффициент диффузии дырок в базе.

Видно, что для реальных значений БезымянныйБезымянный
Повышению быстродействия p-i-n -диодов способствует малая барьерная емкость, обусловленая большей (по сравнению с p-n-диодами) расстоянием между участками объемных зарядов возвратно-смещенного p-n-перехода. Под действием внешнего электрического поля очень меняется внутренний импеданс p-i-n-диодов, что дает возможность использовать их в устройствах управления сигналами — аттенюатора, модуляторах, ограничителях уровня и тому подобное. При использовании p-i-n-диодов в аттенюаторах, системах автоматического регулирования усиления, сохраняется высокая линейность тракта при изменении усиления, а также уменьшается уровень шумов, которые вносятся. Что касается туннельных диодов, то в них эффект туннелирования вместе со структурой энергетических зон приводит N-образную вольт-амперную характеристику с отрицательным дифференциальным сопротивлением на определенном интервале напряжений при прямом смещении и с очень большой крутизной и большим током во время малого обратного смещения (рис. 25, а).

Вольт-амперная характеристика (а) и эквивалентная схема (б) туннельного диода

Рис. 25. Вольт-амперная характеристика (а) и эквивалентная схема (б) туннельного диода

Туннельные диоды могут работать в широком частотном диапазоне (0 … 1012 Гц) и большом температурном интервале (-60 … + 70 °С). Они имеют высокую радиационную стойкость, низкий уровень собственных шумов, малую потребляемую мощность (10-3 … 10-4 Вт). Все это позволяет использовать их в усилителях и генераторах электрических колебаний, а также в различных импульсных устройствах. Их недостатки — малая электрическая прочность и большой разброс параметров от образца к образцу. Качество диодов определяют протяженность и крутизну нисходящего участка АБ вольтамперной характеристики. Частотные свойства диодов, работающих на малых уровнях сигнала, на участке с отрицательным сопротивлением определяются параметрами элементов эквивалентной схемы (рис. 25, б).
Активная составляющая полного сопротивления имеет отрицательный знак к частоте Безымянный

где Безымянный — сопротивление потерь; Безымянный — емкость диода; Безымянный — дифференциальное сопротивление.
Усиления и генерирования колебаний возможно на частотах, что не превышают Безымянный. Основными параметрами туннельных диодов является пиковый ток Безымянный и пиковое напряжение Безымянный; напряжение впадины Безымянный; напряжение розхилу Безымянный — прямое напряжение, при котором ток равен пиковому; индуктивность Безымянный; емкость Безымянный; дифференциальное сопротивление Безымянный — величина, обратная крутизны вольт-амперной характеристики; сопротивление потерь Безымянный; предельная частота Безымянный — частота, на которой активная составляющая полного сопротивления р-n-перехода и сопротивления потерь превращаются в ноль.

Обратный туннельный диод — это диод с очень малым значением пикового тока. В обратных туннельных диодов ток при малых обратных смещениях больше, чем за прямых. Поэтому ведущей в последних есть обратная ветвь вольт амперной характеристики (рис. 26).

Вольт-амперная характеристика обратного туннельного диода

Рис. 26. Вольт-амперная характеристика обратного туннельного диода

Основные параметры обратных туннельных диодов те же, что и в туннельных диодах. Дополнительно задают параметры обратной ветви вольтамперной характеристики (напряжение при заданном
обратном токе). Обратные туннельные диоды широко используются в схемах детектирования и смешивания колебаний. Они имеют преимущества перед известными детекторными и смесительными диодами, которые также в них применяют. Детекторы на обратных диодах имеют большую токовую чувствительность и меньше температурный коэффициент, а смесители на них низкий уровень собственных шумов. N-образную вольт-амперную характеристику, нисходящий участок которой образуется в результате перехода электронов на верхней энергетический уровень, что имеют также диоды Ганна (рис. 27). Поскольку она подобна вольтамперной характеристики туннельных диодов, то диоды Ганна описывают теми же основными параметрами, и туннельные диоды.Вольт-амперная характеристика диодов Ганна

Рис. 27. Вольт-амперная характеристика диодов Ганна

Участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением позволяет конструировать на основе эффекта Ганна генераторы и усилители СВЧ-колебаний, работающих на частотах 100 и более ГГц, обеспечивая на частотах сантиметрового диапазона мощности до 100 и более Вт в импульсе, и до 10 и более Вт в непрерывном режиме при КПД до 30% и более. В отличие от туннельных и диодов Ганна, которые имеют N-образные вольт-амперные характеристики, лавинно-пролетные диоды имеют 5-образную вольт амперную характеристику (рис. 28), отрицательный дифференциальный
участок которой образуется в результате лавинного умножения носителей заряда, вызванного ударной ионизацией при обратном смещении p-i-n-перехода.

Вольт-амперная характеристика лавинно-пролетных диодов

Рис. 28. Вольт-амперная характеристика лавинно-пролетных диодов

Видно, что вольт-амперная характеристика лавинно-пролетных диодов описывается следующим параметрам: Безымянный.
Нарастание лавины носителей заряда в лавинно-пролетных диодах происходит быстро, поэтому время их переключения очень малое (10-9 с), что обеспечивает им высокое быстродействие (до 10 и более ГГц).

Недостатками лавинно-пролетных диодов являются:
— их работа только в режиме усиления малых сигналов, что не позволяет применять их в ключевых схемах;
— высокое рабочее напряжение, большие потери мощности и как результат — низкий коэффициент полезного действия;
— необходимость обеспечения жесткой стабилизации рабочего напряжения;
— значительный разброс параметров;
— высокие шумы.
Все это ограничивает применение лавинно-пролетных диодов.

Основным свойством стабилитронов является их способность стабилизировать напряжение на включенной параллельно нагрузке. Это достигается благодаря специальной форме обратной ветви вольт
амперной характеристики — длительной горизонтальной области и резкому переходу в область пробоя (рис. 29).Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Рис. 29. Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Основными параметрами стабилитрона является напряжение и ток стабилизации Безымянный, минимальный и максимальный ток стабилизации Безымянный и Безымянный дифференциальное сопротивление Безымянный. Напряжение стабилизации Безымянный — это напряжение между выводами стабилитрона в рабочем режиме. Ток стабилизации Безымянный — это ток через стабилитрон во время стабилизации напряжения
на нагрузке. Минимальный ток стабилизаии Безымянный — это наименьшее значение тока стабилизации, при котором режим пробоя является устойчивым. Максимально допустимый ток стабилизации Безымянный — это наибольший ток стабилитрона, при котором нагрев стабилитрона не выходит за пределы допуска. Что касается стабисторов, то в них, в отличие от стабилитронов, рабочая прямая ветвь вольтамперной характеристики. Именно на ней большие изменения тока не влекут большие изменения напряжения (рис. 30).Вольт-амперная характеристика стабисторов

Рис. 30. Вольт-амперная характеристика стабисторов

Основными параметрами стабисторов есть минимальное и максимальное напряжение стабилизации Безымянный, максимальный и минимальный ток стабилизации Безымянный и Безымянный максимальное
значение, обратного тока и напряжения Безымянный, Безымянный (рис. 30).
Светодиоды излучают некогерентный свет при прямом смещении р-n-переходов. Его цвет зависит от материала (ширины запрещенной зоны) и вида и количества примесей (табл. 1.7).

Таблица 1.7 Влияние материала и примеси на цвет свечения светодиода

Безымянный

Свойства светодиодов оцениваются совокупностью электрических и спектральных характеристик. Типичные электрические (вольт-амперные) характеристики светодиодов приведены на рис. 31. Спектральные характеристики светодиодов выражают зависимость интенсивности излучения от длины световой волны. Они имеют вид, что приведен на рис. 32, кривая 1. Необходимо отметить, что светодиоды отличаются высокой стабильностью параметров, что потребляют малую мощность, имеют большой срок службы и низкие весогабаритных показатели. В отличие от светодиодов, излучающих свет во время прямого смещение р-n-переходов, фотодиоды реагируют на свет изменением внутреннего сопротивления при обратном смещении p-n-переходов.

 Вольт-амперные характеристики светодиодов: 1,2, 3 - по сниженной, нормальной, повышенной температуре; 4 -границы допусков при температуреРис. 31. Вольт-амперные характеристики светодиодов: 1,2, 3 — по сниженной, нормальной, повышенной температуре; 4 -границы допусков при температуре

Типичная спектральная характеристика светодиода (1), фотодиода (2)

Рис. 32. Типичная спектральная характеристика светодиода (1), фотодиода (2)

Основной для них есть спектральная характеристика, выражающая зависимость фототока от длины световой волны (рис. 32, (2)). Сравнивая спектральные характеристики свето- и фотодиодов, делаем
вывод, что последние имеют более широкий спектр, что облегчает в оптоэлектронике согласования фотоприемников с источниками света. Основными параметрами фотодиодов является светочувствительность, быстродействие, паразитная емкость, ток стока. В общем фотодиоды характеризуются наилучшим сочетанием фотоэлектрических параметров: высокие чувствительность, быстродействие, линейность характеристик в широком диапазоне изменения мощности облучения, малые значения паразитной емкости, токов стока. Как фотодиоды используют не только диффузные
диоды, но и приборы p-i-n-структуры, барьером Шоттки и т.п., имеют лучшие частотные характеристики.

Применение. Каждый класс и подкласс диодов имеет основное применение. Некоторые из них являются многофункциональные элементами, то есть, помимо основной, выполняют еще другие вспомогательные функции. Так, например, выпрямительные диоды применяют для выпрямления переменного тока частотой до 50 кГц. Ту же функцию выполняют выпрямительные столбы, но к высоким напряжениям, а выпрямительные блоки выполняют ту же функцию в мостовых схемах и схемах удвоения выпрямленного напряжения. Выпрямительные универсальные диоды фактически является многофункциональными широкополосными приборами. Их применяют для выпрямления переменного тока в широком диапазоне частот (до 1 ГГц), модуляции, детектирования и других нелинейных
преобразований сигналов. Импульсные диоды, в свою очередь, используют для формирования и преобразования импульсных сигналов, коммутации электрических цепей. Аналогичное применение имеют диоды с накоплением заряда. Смесительные СВЧ-диоды используют для преобразования частоты сигналов, а детекторные — для детектирования модулированных СВЧ-колебаний. Параметрические
или варакторные СВЧ-диоды применяют для модуляции или переключения СВЧ-сигналов изменением реактивного (емкостного) сопротивления диода под действием управляющего напряжения, для генерации гармоник управляющего сигнала, для усиления или преобразования в сторону увеличения частоты одного из двух СВЧ-сигналов, поданных одновременно на прибор. К регулитивных СВЧ-диодов относятся преимущественно р-i-n-диоды. Их применяют для управления уровнем импульсно-кодовой модуляции и ограничения сигнала во время работы в режиме частотной модуляции. Группу генерирующих СВЧ-диодов составляют лавинно-пролетные диоды и диоды Ганна. Их используют для генерации мощных электромагнитных колебаний и построения усилителей СВЧ-сигналов.
Универсальные есть туннельные диоды, их используют для детектирования модулированных сигналов, преобразования частоты, усиления и генерации СВЧ-колебаний, для переключения электрических цепей. Туннельные диоды с малым пиковым током (обратные диоды) применяют для детектирования и смешивания колебаний. Что касается других диодов, то они имеют такое применение. Варикапы выполняют функции конденсаторов переменной емкости с электрическим управлением. Для этого используют их барьерную емкость, то есть емкость возвратно-смещенного р-n-перехода. Варакторы используют для создания в электрической цепи реактивного (емкостного) сопротивления, который можно менять изменением напряжения обратного смещение р-n-перехода. Светодиоды применяют для непосредственного преобразования электрической энергии в световую. В отличие от них, фотодиоды поглощают свет, изменяя свое внутреннее сопротивление. Они выполняют функции фотоприемников.
Стабилитроны и стабисторы имеют другое применение — их используют для стабилизации напряжения на нагрузке.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

CAPTCHA image
*