Электроника

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования перем. тока в пульсирующий ток одной полярности. Действие В. п. д. основано на использовании зависимости электропроводности электронно-дырочного перехода (р—n-перехода) или контакта металл—полупроводник от величины и знака приложенного внеш. напряжения. При подаче на В. п. д. прямого напряжения происходит понижение потенциального барьера ПП перехода и через Диод протекает большой ток. Если приложить напряжение в обратном направлении, то потенц. барьер повышается и ток через диод близок к нулю. Т. о., в электрич. цепи, в к-рую включён В. п. д., протекает ток преим. одного направления.
Основу В. п. д. составляет ПП кристалл (Се, Si, Se и др.). Различают плоскостные и точечные В. п. д. Первые В. п. д., изготовленные на основе селена и закиси меди, появились в 20-х гг. 20 в. В 50-х гг. созданы плоскостные германиевые и кремниевые выпрямит, диоды. Благодаря высокой электрич. прочности, термостойкости и надёжности наибольшее распространение получили кремниевые диффузионные и сплавные В. п. д. Для формирования р—п-перехода в пластине кремния с электропроводностью п-типа проводят диффузию атомов бора, в результате чего диффузионная область приобретает электропроводность р-типа. При изготовлении сплавного р—п-перехода в пластину кремния п-типа вплавляют алюминий. После охлаждения расплава образуется слой кремния р-типа, легированный алюминием. Площадь р—п-перехода составляет 0,1—25 мм', толщина исходной пластины 0,25— 0,35 мм. Для защиты от внеш. воздействий, обеспечения теплоотвода и т. д. кремниевые выпрямит, диоды обычно оформляют в металлич. или пластмассовые корпуса. Существуют также бескорпусные В. п. д., предназначенные для гибридных интегральных схем, представляющие собой кристалл с двумя выводами из тонкой проволоки, заключённой в «каплю» из компаунда.
В. п. д. характеризуются средним за период значением обратного тока l^p, ср. значением прямого напряжения Unp при допустимом ср. значении прямого тока /пр, допустимым амплитудным значением обратного напряжения Uo6_ и др. В. п. д. малой мощности рассчитаны на /пр до 0,3 А, диоды ср. мощности — до 10 А. Для плоскостных кремниевых диодов Unp (определяемое гл. обр. высотой потенц. барьера) составляет 0,6—0,8 В, a U^p (ограниченное напряжением электрич. или теплового пробоя р—п-перехода) достигает 1 кВ и более. Диапазон рабочих частот определяется временем жизни неравновесных носителей заряда и, как правило, охватывает полосу от 50 Гц до 5 кГц. Имеются кремниевые В. п. д., предназначенные для работы иа частотах до 200 кГц. Макс, рабочая темп-pa В. п. д. пропорциональна ширине запрещённой зоны ПП. Для большинства кремниевых диодов диапазон рабочих темп-р составляет от —60 до + 125 °С.
На рубеже 70-х и 80-х гг. разработаны диффузионные В. п. д. на основе GaAs с макс, рабочей темп-рой 250 "С и частотой (без снижения режимов) 1 МГц, а также диоды на основе SiC, способные работать при темп-pax до 500 °С.
Для выпрямления тока в области ВЧ в слаботочных цепях используют германиевые и кремниевые точечные диоды с р—п-переходом, образованным в результате формовки импульсами тока. Частотный диапазон таких В. п. д. простирается до 100 МГц и ограничен явлением накопления неосновных носителей заряда в базе. В качестве высокочастотных В. п. д. применяются также плоскостные В. п. д. с выпрямлением на контакте металл — полупроводник (см. Шот-тки диод). Для их изготовления используют подложки из ннэкоомного n-кремния с высокоомным тонким эпитакси-альным слоем, на поверхности к-рого расположен электрод. В таких В. п. д. отсутствует инжекция неосновных носителей заряда, в результате инерционность определяется величиной   барьерной   ёмкости   выпрямляющего   контакта.
Большинство СВЧ В. п. д. представляют собой точечные диоды на основе контакта металл—полупроводник. Подробнее см. в статьях Детекторный СВЧ днод и СВЧ выпрямитель.
В- п. д. широко применяются в выпрямителях тока для питания пром. радиоэлектронных приборов и систем, в бытовой электронной аппаратуре, зарядовых устр-вах, преобразователях электрич. сигналов и др.