Полупроводниковый диод - прибор, обладающий способностью хорошо
пропускать через себя электрический ток одного направления и плохо -
противоположного направления. Это свойство диода используют, например, в
выпрямителях для преобразования переменного тока в постоянный (ток
одного направления).
Слово <диод> образовалось от греческой приставки <ди> - <дважды> и
сокращения слова <электрод>.
Полупроводниковый диод (см. Полупроводники) представляет собой
полупроводниковую пластинку с двумя областями разной проводимости:
электронной (л-типа) и дырочной (р-типа). Между ними - разделяющая
граница, называемая р-n-переходом.
Область л-типа называют отрицательным электродом, а область р-типа -
положительным электродом полупроводникового диода. Диод хорошо
пропускает ток, когда его отрицательный электрод соединен с
отрицательным полюсом источника напряжения (батареи), а положительный с
положительным полюсом, т. е. когда на диод подается напряжение прямой
полярности, или, короче, прямое напряжение. В этом случае электроны в
л-области полупроводниковой пластинки будут двигаться к положительному
полюсу батареи, т. е. к границе с р-областью; в то же время <дырки> в
р-области будут двигаться к отрицательному полюсу батареи и,
следовательно, к границе с <-областью. В результате вблизи р-n-перехода
произойдет накопление положительных и отрицательных зарядов, и поэтому
сопротивление перехода уменьшится. При напряжении противоположной
(обратной) полярности, когда положительный полюс батареи соединен с
л-областью, а отрицательный с р-областью, электроны в л-области и
<дырки> в р-области движутся от границы р-n-перехода.
Вследствие этого происходит уменьшение положительных и отрицательных
зарядов вблизи р-n-перехода, и его
сопротивление увеличивается. Это и означает, что при переменном
напряжении ток через диод в одном направлении будет большей силы, чем в
другом, т. е. в цепи появится практически ток одного направления -
произойдет выпрямление переменного тока.
Принцип действия полупроводникового диода
Схема устройства полупроводникового диода
Полупроводниковый кремниевый диод
Наряду с выпрямительными свойствами р-п-переход обладает емкостью,
зависящей от значения и полярности приложенного напряжения. При прямом
напряжении емкость диода больше, чем при обратном. С увеличением
обратного напряжения емкость диода уменьшается.
Один из способов изготовления диода состоит в следующем. На пластинку
полупроводника, например германия, обладающего электронной
проводимостью, накладывают небольшой кусочек индия и помещают в печь.
При высокой температуре (около 500° С) индий вплавляется в пластинку
германия, образуя в ней область дырочной проводимости. К самой пластинке
германия и к затвердевшей "капле" индия припаивают два проволочных
вывода электродов и прибор заключают в герметический и непрозрачный
корпус, чтобы защитить р-n-переход от
воздействия влаги и света.
Управляемые диоды (тиристоры, симисторы)
Существует много разновидностей полупроводниковых диодов, обладающих
специальными свойствами. Стабилитрон - диод, у которого сопротивление в
обратном направлении уменьшается с увеличением силы тока, так что
напряжение на диоде практически не меняется. Варикап - диод, емкость р-n-перехода
которого зависит от значения приложенного к нему напряжения. Он может
быть использован в качестве конденсатора, емкостью которого управляют,
изменяя приложенное напряжение. Фотодиод - полупроводниковый диод, в
корпусе которого имеется окно для освещения р-n-перехода.
Под действием света изменяется сопротивление диода и, следовательно,
сила тока в его цепи. Кроме того, под действием света в диоде возникает
электродвижущая сила, так что освещенный фотодиод является источником
электрической энергии.
Светодиоды и их модификация, светодиодные модули
и светодиодные ленты
Полупроводниковые диоды применяют для выпрямления переменного тока,
для детектирования слабых радиосигналов, например, в радиоприемниках,
для выделения и обработки электрических сигналов в различных
автоматических устройствах и электронных вычислительных машинах (ЭВМ).
