Выпрямительные плоскостные диоды

Это большая группа диодов, предназначенных для преобразования (выпрямления) переменного напряжения низкой частоты от 50 Гц до 200 КГц в постоянное напряжение. Их также называют силовыми диодами. Различают силовые диоды – германиевые и кремниевые.

Германиевые плоскостные диоды изготавливаются методом вплавления индия в германий n –типа, а кремниевые вплавлением алюминия, или сплава олова с фосфором, или золота с сурьмой в кремний p- типа. Применяются и диффузионные методы.

В справочной литературе приводятся наихудшие значения параметров для данного типа диода.

Основными параметрами выпрямительных диодов, приводимыми в справочниках, являются:

1. -максимально допустимое обратное постоянное напряжение.

2. -максимально допустимое обратное импульсное напряжение, при скважности не превышающей указанное значение , где и - соответственно длительность и период следования импульсов обратного напряжения любой формы.

3. ,()-максимально допустимое значение прямого (выпрямленного) тока.

4. -максимально допустимое значение прямого импульсного тока, при заданной скважности импульсов.

5. -максимально возможное значение обратного тока диода, при заданном значении обратного напряжения.

6. -максимальная частота выпрямления, которая определяется следующим образом:

Измеряется среднее выпрямленное значение напряжения на выходе выпрямителя при частоте генератора 50 Гц. Затем частота повышается до тех пор, пока выходное напряжение не уменьшится до оговоренной заранее величины, -например до от значения при частоте 50 Гц.

Отсчитанное при этом значение частоты принимается за .

7. -рабочий диапазон температур. У современных диодов он лежит в пределах от –60^о до +125^о С. Все параметры диодов приводятся обычно при комнатной температуре .

Плоскостные выпрямительные диоды бывают малой, средней и большой мощности, что соответствует значениям до 300мА, от 300мА до 10А и свыше 10А, а обратные напряжения лежат в пределах от 50В до 1500В. Их вольтамперные характеристики по виду и поведению совпадают с ВАХ реального p-n перехода. Из за большой емкости перехода плоскостные диоды непригодны для выпрямления высокочастотных колебаний (детектирования). Для этой цели разработаны точечные диоды.

Высокочастотные диоды

В высокочастотных диодах с целью уменьшения емкости перехода уменьшают его площадь S.

В зависимости от способа изготовления перехода с малой площадью различают точечные и микросплавные (микроплоскостные) диоды. Последние имеют несколько большую площадь перехода и пригодны для работы на частотах до 20МГц.

Германиевые точечные диоды обычно изготавливаются из n –германия к которому подпружинивают проволочку (иглу) из бериллиевой бронзы или вольфрама, покрытого индием. Для кремниевых точечных диодов используют n –кремний и иглу покрытую алюминием, который служит акцептором. Вся конструкция помещается в стекляный корпус с герметично впаяными выводами. Однако p-n перехода здесь ещё нет.

Затем следует процесс формовки импульсом тока определённой амплитуды и длительности. В результате точечного разогрева из иглы в основной полупроводник диффундируют примеси, создающие область с противоположным типом проводимости.

Таким образом, в месте контакта иглы с полупроводником образуется миниатюрный p-n переход полусферической формы.

Малая площадь перехода ограничивает величину прямого тока значениями порядка 100мА, но барьерная ёмкость перехода большинства точечных диодов не превышает значения в 1пФ, хотя их диффузионная ёмкость сравнительно велика. до 150В.

Особенностью ВАХ точечного диода является отсутствие участка насыщения на обратной ветви, значительные ток утечки и тепловой ток, из за ухудшенного отвода тепла от перехода. Сопротивление растекания определяется областью полупроводника вблизи p-n перехода где сгущаются линии тока.