Послідовне й паралельне з’єднання діодів

1. Послідовне з’єднання діодів. При використанні високих напруг доводиться з’єднувати діоди послідовно (рис.35), для того, щоб зворотна напруга на кожному діоді не перевищувала граничну. Щоб рівномірно розподілити зворотну напругу між діодами незалежно від їх зворотних опорів, застосовують шунтування діодів резисторами(зазвичай десятки-сотні кОм).

Рис.35

2. Паралельне з’єднання діодів. У випадку, коли необхідно одержати прямий струм, більший за граничне значення струму одного діода, використовують паралельне з’єднання діодів (Рис.36). Щоб встановити правильний режим роботи діодів при паралельному з’єднанні, необхідно підвести до них задану напругу. Але, зважаючи на те, що струми діодів різні, послідовно до кожного з діодів вмикають зрівняльний резисторОм (значення опору встановлюється експериментально).

Рис.36

Розглянемо технологію виготовлення випрямних діодів.

Германієві діоди. Електронно-діркові переходи більшості германієвих площинних діодів формують шляхом вплавлення індію у германій з електропровідністю n-типу. Вихідні пластинки товщиною 0,3-0,4 мм вирізають з монокристалічного германію з питомим опором близько 30 Ом. Платівку германію з p-n-переходом припаюють до металевого крісталлодержателю. Пайку кристала n-германію крісталлодержателю виробляють припоєм з домішкою сурми, яка є донором для германію та забезпечує невипрямляючий контакт.

Для захисту p-n-переходу від зовнішніх впливів кристал германію вміщують у корпус. У корпус вварили скляний прохідний ізолятор, через який проходить трубка для виводу. Зовнішня поверхня скляного прохідного ізолятора покривається світлонепроникні лаком, щоб світло не проник в кристал германію. Кванти світла могли б створити поблизу pn-переході пари електрон-дірка і тим самим збільшити зворотний струм діода.

Кремнієві діоди. Сплавні p-n-переходи кремнієвих діодів формують у монокрісталічних платівках кремнію з електропровідністю n-типу вплавленням алюмінію; в пластинках кремнію з електропровідністю p-типу - вплавленням сплаву золота з сурми. Дифузійні pn-переходи формують дифузією алюмінію або бору в пластини кремнію з електропровідністю n-типу і дифузією фосфору в пластини кремнію з електропровідністю p-типу.

Пробій реальних p-n-переходів часто відбувається поблизу поверхні напівпровідника, в місцях виходу p-n-переходу на поверхню монокристала. Для виключення можливості поверхневого пробою товщину дифузійного p-n-переходу в місцях виходу його на поверхню пластинки кремнію, тобто в кільцевій частині по периферії платівки, роблять більшою в порівнянні з товщиною p-n-переходу в центральній частині пластинки. Пробивна напруга центральної частині p-n-переходу виявляється меншою за пробивну напруги кільцевої його частини. Пробивна напруга всього діода не залежить від стану поверхні; створюються умови для рівномірного розподілу щільності зворотного струму при лавинному пробої.

Напівпровідниковий стабілітрон (опорний діод)

Напівпровідниковим стабілітрономназивають напівпровідниковий діод, що призначений для стабілізації напруги, робочою ділянкою якого є ділянка електричного пробою зворотної вітки ВАХ. Умовне графічне позначення стабілітрону наведене на рис.37.

Рис. 37

Найчастіше стабілітрони виготовляють з кремнієвим кристалом з площинним p-n-переходом, так як кремній має малий зворотний струм й працює при більш високих температурах. ВАХ стабілітрону наведена на рис.38.

Рис.38