11. Германиевые и кремниевые
диоды
Полупроводниковым диодом или полупроводниковым вентилем
называется прибор, предназначенный для
преобразования одних электрических величин
в другие электрические величины, имеющий
электроннодырочный
-переход. Диод имеет два внешних вывода.
В германиевых и кремниевых
диодах используются явления, происходящие
в
-переходах между областью кристалла германия
с
-проводимостью и областью с
-проводимостью. Они изготовляются точечными,
микроплоскостными и плоскостными.
Рис. 17-6. Германиевый точечный
вентиль.
Рис. 17-7. Вольт-амперная характеристика
германиевого точечного вентиля.
Точечный германиевый диод (рис. 17-6) состоит из стеклянного
(или металлостеклянного) баллона диаметром
около 3 и длинои 9 мм, в который впаяны
два проводниковых вывода, на конце одного
из них укреплен кристалл германия 1 с
-проводимостью, на конце другого — тонкая
заостренная проволочка — игла 2 из индия.
Рис. 17-8. Германиевый плоскостной
вентиль типа Д-7.
Запирающий слой (
-переход) образуется в процессе формовки
диода при пропускании; импульсов тока,
под действием которых атомы индия диффундируют
в кристалл германия, образуя в нем полусферическую
область (рис. 17-6) с дырочной проводимостью.
Наибольший прямой ток этого вентиля 16
мА, максимальное допустимое обратное
напряжение 50 В. Вольт-амперная характеристика
вентиля показана на рис. 17-7.
Микроплоскостные диоды отличаются
от точечных несколько большей поверхностью
-перехода.
Плоскостной вентиль (рис. 17-8,
а) состоит из пластины германия 1 с примесью
мышьяка или сурьмы, имеющей электронную проводимость, и индиевой таблетки 2. При
изготовлении диода они нагреваются до
температуры около 500° С, при которой таблетка
индия плавится, ее атомы диффундируют
в германий, образуя область 2а (рис. 17-8,
а) с дырочной проводимостью. На границе
двух областей и создается
-переход.
На рис. 17-8, б показано устройство
одного из плоскостных германиевых диодов.
Рис. 17-9. Вольт-амперная характеристика
плоскостного вентиля.
Рис. 17-10. Кремниевый диод типа ВК-100.
В металлическом корпусе 5 укреплен проводник 4 с рас положенным на конце
кристаллом германия 1. Электрод2 из индия соединен с одним
из выводов 7 проводником 3, проходящим
через изолятор 6. Выпрямленный наибольший
ток вентиля 300 мА, максимальное допустимое
обратное напряжение 50 В. На рис. 17-9 дана
вольт-амперная характеристика плоскостного
вентиля.
Германиевые диоды допускают
плотность тока до 100 А/см2 при прямом напряжении
до 0,8 В. Рабочая температура
С.
Выпрямительные кремниевые
диоды изготовляются вплавлением алюминия в кремний
-типа. У этих диодов плотность тока доходит
до 200 А/см2 при прямом напряжении до 1-1,2
В. Рабочий ток до 1 000 А, допустимое обратное
напряжение обычно 700—800 В, иногда более
1 000 В.
В кремниевых вентилях обратный
ток на несколько порядков. меньше, чем
у германиевых. Рабочая температура -60
- +150° С. На рис. 17-10 показан кремниевый диод типа ВК-100 с воздушным охлаждением
на номинальный ток 100 А.