2 Полупроводниковые диоды.

2.1 Понятие, конструкция p–n перехода диода, системы маркировки диодов.

Полупроводниковым диодом называется ПП прибор с двумя выводами и содержащий один или несколько p–n переходов.

В группу ПП диодов входят выпрямительные, высокочастотные, импульсные диоды, стабилитроны, варикапы, туннельные диоды, неуправляемые и управляемые многослойные переключающие диоды (динисторы и тринисторы), свето и фотодиоды.

Конструкция p–n перехода. По конструкции p–n перехода диоды делятся на плоскостные и точечные. Плоскостной диод характеризуется тем, что размер площади p–n перехода значительно больше его толщины (рисунок 2.1,а).

Рисунок 2.1 – Плоскостной (а) и точечный (б) p-n переход

Такие диоды могут пропускать большой ток, но из-за значительной площади p-n перехода у них велика барьерная ёмкость. Это снижает величину максимальной частоты проходящего через них тока.

Точечные диоды характеризуются тем, что площадь p – n перехода соизмерима с толщиной перехода или меньше его (рисунок 2.1,б). При его изготовлении к поверхности отшлифованной пластины германия или кремния n–проводимостью прижимают (подпружинивают) заострённую металлическую иглу, выполненную, например, из бериллиевой бронзы. В месте соприкосновения бериллиевой иглы с полупроводником в результате дефундирования бериллия образуется некоторая область с дырочной проводимостью. Между этой областью P и полупроводником образуется p–n переход. Алюминиевые пластины (рисунок 2.1) используются для присоединения выводов к полупроводникам. Из-за малой площади точечного p–n перехода через точечный диод может протекать ток небольшой величины. По этой же причине барьерная ёмкость точечного диода мала, что значительно увеличивает значение максимальной частоты протекающего тока.

Маркировка. В системе обозначений (маркеров) диодов отображаются материал, конструкция перехода, область применения и предельные электрические свойства диода [2]. Существенно отличается система условных обозначений до 1964 г. после 1964 г.

У диодов малой мощности (радиотехнического применения), разработанных до 1964 г. условные обозначения состояли из трёх элементов.

Первый элемент обозначения – буква Д, которая характеризует всю группу полупроводниковых диодов.

Второй элемент обозначения – число от однозначного до четырёхзначного, которое указывает на материал, конструкция p–n перехода, область применения диода. Приведём некоторые из этих чисел.

от 1 до 100 – точечные германиевые диоды,

от 101 до 200 – точечные кремниевые диоды,

от 201 до 300 – плоскостные кремниевые диоды,

от 301 до 400 – плоскостные германиевые диоды,

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

от 701 до 800 – какие – то диоды

от 801 до 900 – стабилитроны, (Д814, Д816)

от 901 до 950 – варикапы,

от 951 до 1000 – туннельные диоды,

от 1001 до 1100 – выпрямительные столбы.

Третий элемент обозначения – буква, указывающая на разновидность прибора по электрическим величинам (ток, прямое и обратное напряжение и т.д.).

В 1964 г. была утверждена новая система обозначений (ГОСТ 10862 – 64). Она стала базовой для дальнейших гостов, несколько уточняющих её, таких как ГОСТ 10862 – 72, который начал действовать с 1973 г. и отраслевой стандарт ОСТ 11 336.919 – 81, который начал действовать с 1982 г. и действует в настоящее время. В соответствии с ним в условных обозначениях диодов используются четыре основных элемента и пятый – дополнительный.

Первый элемент – буква или цифра, определяющая исходный полупроводнивый материал:

1 или Г – германий или его соединения;

2 или К – кремний или его соединения;

3 или А – соединения галлия;

4 или И – соединения индия.

Присутствие цифры говорит о том, что этот диод может использоваться при более высоких температурах, чем диод с буквенным обозначением материала.

Второй элемент – буква, обозначающая назначение прибора (подкласс или группу):

Д – диоды выпрямительные, импульсные, диоды преобразователи (термодиоды, магнитодиоды и т. д.);

Ц – выпрямительные столбы и блоки;

В – варикапы;

И – туннельные и обращенные диоды;

А – сверхвысокочастотные диоды;

Ж – стабилизаторы тока;

С – стабилизаторы напряжения (стабилитроны).

Третий элемент – цифра (1÷9), определяющая назначение или принцип действия прибора.

Для диодов:

1 – выпрямительные, со средним значением тока не более 0,3 А;

2 – со средним значением тока более 0,3 А;

3 – диодные преобразователи, и т. д.

Четвертый элемент – двузначные числа от 01 до 99, указывающие порядковый номер разработки, в котором отображается отличие электрических параметров. Допускается использование трехзначных чисел от 101 до 999 при условии, что порядковый номер разработки превышает число 99.

Пятый элемент – буква русского алфавита (с некоторым исключением [г]), в качестве классификационной литеры (буквы).

Возможно дополнительное шестое обозначение [2]. – через дефис цифра.