Физические основы электроники. Глазачев А.В - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
26
2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ
2.1. Общие сведения о диодах
Полупроводниковый диод – это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим
электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство
выпрямляющего электрического перехода.
В полупроводниковых диодах выпрямляющим электрическим переходом может быть электрон-
но-дырочный (p–n) переход, либо контакт «металл – полупроводник», обладающий вентильным
свойством, либо гетеропереход.
В зависимости от типа перехода полупроводниковые диоды имеют следующие структуры
(рис. 2.1): а) с p–n-переходом или гетеропереходом, в такой структуре кроме выпрямляющего перехо-
да, должно быть два омических перехода, через которые соединяются выводы диода; б) с выпрямляю-
щим переходом в виде контакта «металл – полупроводник», имеющей всего один омический переход.
p
n
M
M
H
H
B
M
M
H
B
ник
Полупровод
а
б
Рис. 2.1.
Струк
ту
ры полупроводниковых диодов:
с выпрямляющим
p–n
-
переходом
(а);
с выпрямляющим перех
о
дом
на контакте «металл – полупроводник» (б); Н – невыпрямляющий электрический (омический) переход;
В – выпрямляющий электрический переход; М – металл
В большинстве случаев полупроводниковые диоды с р-n-переходами делают несимметричными,
т.е. концентрация примесей в одной из областей значительно больше, чем в другой. Поэтому количест-
во неосновных носителей, инжектируемых из сильно легированной (низкоомной) области, называемой
эмиттером диода, в слабо легированную (высокоомную) область, называемую базой диода, значи-
тельно больше, чем в противоположном направлении.
Классификация диодов производится по различным признакам: по типу полупроводникового
материала – кремниевые, германиевые, из арсенида галлия; по назначению – выпрямительные, им-
пульсные, стабилитроны, варикапы и др.; по технологии изготовления электронно-дырочного перехода
– сплавные, диффузионные и др.; по типу электронно-дырочного перехода – точечные и плоскостные.
Основными классификационными признаками являются тип электрического перехода и назначение
диода.
В зависимости от геометрических размеров p–n-перехода диоды подразделяют на плоскостные и
точечные.
Плоскостными называют такие диоды, у которых размеры, определяющие площадь p–n-
перехода, значительно больше его ширины. У таких диодов площадь p–n-перехода может составлять
от долей квадратного миллиметра до десятков квадратных сантиметров.
Плоскостные диоды (рис. 2.2) изготавливают методом сплавления или методом диффузии.
Плоскостные диоды имеют сравнительно большую ве-
личину барьерной емкости (до десятков пикофарад), что ог-
раничивает их предельную частоту до 10 кГц.
Промышленностью выпускаются плоскостные диоды в
широком диапазоне токов (до тысяч ампер) и напряжений (до
тысяч вольт), что позволяет их использовать как в установках
малой мощности, так и в установках средней и большой
мощности.
Точечные диоды имеют очень малую площадь p–n-
перехода, причем линейные размеры ее меньше толщины p–
n-перехода.
Точечные р–n-переходы (рис. 2.3) образуются в месте
контакта монокристалла полупроводника и острия метали-
i
n
S
-
Si
-
p
In
Рис. 2.2. Структура плоскостного диода,
изготовленного методом сплавления

Страницы