Полупроводниковый прибор с р-и-переходом получил название полупроводникового диода. Классификацию полупроводниковых диодов производят по разным признакам: по используемому материалу (типу полупроводника), по характеру контакта, по способу изготовления и т.д. Диоды с контактом типа «металл - полупроводник» образуют группу точечных диодов, а диоды, использующие р-п-переход, - группу плоскостных диодов. В зависимости от функционального назначения и с учетом конструктивных особенностей можно выделить следующие группы диодов.
Выпрямительные диоды (в основном плоскостные) предназначены для работы в цепях токов низкой частоты, рассчитаны на прохождение больших прямых токов. Для изготовления выпрямительных диодов обычно используют кремний и германий.
Детекторные диоды, диоды СВЧ, смесительные. Эти диоды точечные с минимальными значениями паразитной индуктивности и проходной емкости.
Импульсные диоды предназначены для применения в импульсных схемах в режимах с большими импульсами прямого тока (при данных длительности и скважности импульсов). Обладают малым временем рассасывания зарядов из области />~/?-перехода.
Коммутационные диоды. Обладают минимальным значением динамического сопротивления. Динамическое сопротивление Яд -сопротивление диода переменному току (см. рис. 3.5, а).
Статическое сопротивление Rn - сопротивление постоянному току - зависит, как и динамическое сопротивление, от места расположения точки выбора, но при этом всегда больше динамического. Оно определяется, например, для точки «1» как простое отношение:
Туннельные диоды - плоскостные полупроводниковые диоды с очень узким р-«-переходом. Применяются для усиления и генерирования высокочастотных (в том числе и СВЧ) колебаний и как ключевой элемент в быстродействующих переключающих схемах и имеют вольтамперную характеристику, изображенную на рис. 3.5, б.
Стабилитроны - плоскостные кремниевые диоды с нормированным напряжением пробоя и резким увеличением обратного тока в точке пробоя. Используются для стабилизации постоянного напряжения.
Характеристика прямой ветви стабилитрона совпадает с характеристикой обычного диода. А обратная ветвь отличается тем, что в стабилитронах происходит восстанавливаемый пробой (рис. 3.6, а). Начало пробоя соответствует напряжению стабилизации Un. Минимальное значение тока стабилизации определяется началом пробоя, т-е. напряжением стабилизации
На рис. 3.6, б, приведена схема простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне. На схеме использованы следующие обозначения: R0 - гасящее (дополнительное) сопротивление; УД] -стабилитрон; RH - сопротивление нагрузки, на котором требуется поддерживать постоянное напряжение (стабильное). Для стабилизации выходного напряжения (напряжения на нагрузке) должно выполняться условие* U6X > исж- При расчетах простейших стабилизаторов учитываются следующие параметры стабилитронов:
иСт- напряжение начала пробоя, при котором через стабилитрон протекает нормированный минимальный ток 1сттт> Часто это напряжение принимается за минимальное значение напряжения стабилизации UcTminl
Істтіп- минимальный ток стабилитрона, при котором считается, что наступило начало пробоя, т.е. стабилизации;
Варикапы - полупроводниковые диоды, у которых емкость р-п-перехода используется как управляемая напряжением емкость. Управление обычно осуществляется обратным напряжением. Разновидность варикапа, предназначенная для работы в качестве нелинейной емкости параметрических схем, получила название варактора, или параметрического диода. Зависимость емкости от приложенного обратного напряжения и схемное обозначение варикапа приведены на рис. 3.7, где кривая 1 соответствует резкому ^-«-переходу; 2 - переходу с обратным градиентом концентрации примесей.
Основные области применения варикапов: параметрические усилители и умножители частоты, системы автоматической подстройки частоты, частотные модуляторы.
Фотодиоды работают в режиме фотосопротивления в цепях постоянного тока при обратном включении напряжения.
Светодиоды. При протекании через светодиод прямого тока, электронно-дырочный переход излучает свет в видимой части спектра или же в инфракрасном диапазоне. Излучение светодиода бывает Узконаправленным и рассеивающим, в зависимости от конструкции и
наличия специальной линзы. Светодиоды применяют в качестве элементов индикации, в качестве источника света в оптронах, позволяющих обеспечить гальваническую развязку между каскадами, а светодиоды инфракрасного излучения - в системах дистанционного управления, охраны объектов, передачи информации и т.д.