Site Loader
Posted on 29.07.1971

Содержание

Германиевые диоды-вольт-амперная характеристика, как работает диод

Как и любой полупроводниковый диод, германиевый состоит из двух, контактирующих друг с другом, частей с различными легирующими примесями. Место контакта – это особая область, в ней образуется так называемый потенциальный барьер, определяющий все свойства прибора.

Для того, чтобы диод вообще мог работать, приходится принимать особые меры по очистке германия Ge от примесей. Материал должен иметь почти идеальную кристаллическую решетку, в которую вводятся легирующие донорные (с избытком электронов) или акцепторные (с недостатком электронов) примеси. После донорного легирования говорят о n-проводимости, а после акцепторного – о p-проводимости.

Как работает диод

В качестве n-примесей для германия используют сурьму Sb, а в качестве p-примесей – галлий Ga. Атомы сурьмы при этом проявляют валентность, равную пяти, а атомы галлия – трем. Что это означает? При соединении с четырехвалентным германием в n-материале появляются лишние электроны, а в p-материале вакантные места для них, называемые просто дырками. На границе между  p и n материалами возникает разность потенциалов, диффузионный ток и потенциальный барьер, имеющий свойства односторонней проводимости. Этот слой называют p-n переходом.

Нужно отметить, что концентрации легирующих примесей чрезвычайно малы и должны дозироваться с высокой точностью

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

На рисунке изображена зависимость тока через германиевый диод средней мощности от приложенного к нему напряжения и графический символ для принципиальных схем (К – катод, А – анод).

 

В области прямого тока диод отпирается когда преодолен потенциальный барьер и в дальнейшем ток возрастает приблизительно по экспоненте (уравнение Шокли для идеального диода). Чрезмерный прямой ток может вызвать тепловой пробой. Обратный ток характеризуется очень малой величиной, порядка единиц-десятков мкА. Однако при слишком большом обратном напряжении может возникнуть электрический пробой. Оба вида пробоя необратимо разрушают p-n переход и прибор становится непригодным.

Область применения и история

Германиевые диоды применяются для выпрямления переменных напряжений, переменных составляющих пульсирующих напряжений, в различных нелинейных схемах: амплитудные детекторы, частотные и фазовые дискриминаторы, смесители, ограничители напряжения, логарифмирующие цепи обратных связей операционных усилителей (компрессоры, экспандеры аналоговых сигналов, логарифмирующие усилители для измерений в децибелах).

В связи с переходом на цифровые методы обработки сигналов, данные области применения германиевых (да и кремниевых) диодов сокращаются. Что касается кремния, то он начал интенсивно вытеснять германий из полупроводниковой промышленности уже в 1970-х годах, еще в доцифровую эпоху.

Исторически именно германий был первым промышленным материалом для изготовления диодов и транзисторов. Германиевые приборы резко потеснили электронные лампы, поскольку имеют значительно меньшие габариты и не потребляют энергии для нити накала. К недостаткам полупроводникового диода следует отнести тепловой шум носителей заряда, чем не страдали лампы. Однако, в большинстве случаев, этим оказалось возможно пренебречь.

Самые первые приборы содержали кристалл германия и металлическое острие, упирающееся в этот кристалл. (Нетрудно догадаться, что германий должен иметь p-тип проводимости.) В месте контакта возникал полупроводниковый p-n барьер. Сборка заключалась в стеклянный или металлостеклянный корпус. Такой диод имел очень маленькую собственную емкость и хорошо работал в качестве детекторов, в области высоких частот и малых сигналов.

 

Мощные германиевые диоды, выпрямители

Для изготовления полупроводникового перехода в диодах, – это основа основ работы прибора, – используются несколько основных методов: диффузия (сплавление n и p-легированных материалов) и планарная эпитаксия. Первый метод считается устаревшим и сейчас не применяется. При его использовании не удавалось снизить емкость запертого перехода, и это значительно ограничивало верхнюю рабочую частоту диода. На низкой частоте, например, промышленной 50-60 Гц, диоды вполне успешно работали в мощных выпрямителях.

 

Позже появился метод ионного легирования тонких кристаллов (планарная эпитаксия) и удалось значительно повысить диапазон частот, так как при новом методе паразитная емкость, о которой только что говорилось, оказалась, соответственно, ниже. Это никак не повлияло на мощность приборов, о чем еще будет сказано дальше.

Устройство диодов

Об устройстве первых диодов уже говорилось. Диффузионные приборы изготавливали вплавлением капли материала n-проводимости в каплю большего размера из материал p-проводимости или наоборот. “Большая капля” часто охлаждалась теплоотводом в мощных приборах. Для защиты диода от повреждений его заключали в герметичный, по возможности теплоотводящий корпус из металла со стеклянным изолятором и вторым электродом.

 

 

Планарные диоды часто имеют совсем другую, более современную конструкцию. Это тонкий плоский кристалл на охлаждающей подложке, подвергнутый сложной фото- и химической обработке, и облученный ионами из легирующей пушки. “Фото” – это уже устарело, используют не свет, а жесткие УФ-лучи или рентген.

Принцип напоминает традиционную фотографию: засвечивание и легирование производится через шаблоны с последующими травлениями (подобными проявке для фото). Мощные диоды могут получать, соединяя параллельно несколько других. Это делает тепловую нагрузку равномерной по подложке. Фактически это та же технология, по которой производят микросхемы. Поэтому современные мощные диоды выполняют в корпусах из реактопластов с металлическими теплоотводами.

Параметры германиевого диода

Возьмем, для примера, типичный германиевый диод средней мощности. Он имеет следующие характеристики, важные для практики:

 

  1. Наибольший прямой ток, Iпр.                            = 10 А
  2. Прямое напряжение, Uпр.                                   = 0.35 В
  3. Максимальная рабочая температура, °C            = 70
  4. Наибольшее обратное напряжение, Uоб.          = 50 В
  5. Обратный ток, Iобр.                                             = < 2.5 мА
  6. Емкость, Cd.                                                          = не нормируется
  7. Максимальная рабочая частота, Fmax.               = 1000 Гц

 

Следует отметить, что силовые германиевые диоды в настоящее время не используются и являются большой редкостью. Они полностью вытеснены кремниевыми, как имеющими несравнимо лучшие характеристики, особенно по времени переключения, что очень важно при имеющейся тенденции постоянного возрастания рабочих частот силовых преобразователей самого различного назначения.

 

Похожее

Что такое германиевый диод?

Германиевые диоды являются частью электрической цепи и пропускают электрический сигнал через диод, проходящий только в одном направлении. Диоды, такие как германиевый диод, изготовлены из полупроводникового материала, и в германий добавляются примеси, что позволяет пропускать необходимое количество тока. Хотя он не так популярен, как силиконовый диод, у германиевого диода есть определенные преимущества перед силиконом. По мере прохождения тока в германиевом диоде теряется меньше энергии по сравнению с потерями в силиконовом диоде. Это делает его идеальным выбором для работы с сигналами, вызванными малыми токами, когда большая потеря энергии может нарушить сигнал.

Диод позволяет току течь только в одном направлении. В идеальном случае диоды не будут терять энергию, поскольку ток проходит через них, и ток не будет течь в обратном направлении. В действительности, однако, определенное количество тока проходит через неправильное направление, и некоторая энергия теряется в виде тепла от тока, проходящего через диод. Когда-то германиевый диод страдал от потери тока из-за перемещения тока в неправильном направлении, но улучшения в его конструкции значительно уменьшили эту проблему. Он имеет преимущество перед силиконовыми диодами, когда речь идет о потере тока при нагревании.

В то время как силиконовые диоды теряют около 0,7 В на каждый диод, через который проходит ток, каждый германиевый диод теряет только около 0,3 Вольт. Несмотря на это преимущество, силиконовые диоды являются предпочтительным диодом для большинства электрических цепей и оборудования. Хотя они имеют немного большую потерю напряжения при нагревании, силиконовый диод дешевле и его легче производить. Это также обрабатывает большие токи лучше. Германиевый диод хорошо работает для небольших работ, но большинству технологий нужно что-то, что может справиться с большей мощностью.

Одним из наиболее известных германиевых диодов является диод 1N34. Этот диод до сих пор используется в некоторых аналоговых технологиях и в радиоприемниках. После использования в некоторых радиоприемниках эти диоды все еще можно найти, хотя они постепенно становятся все более редкими. Диод 1N34 представляет стандартную структуру германиевых диодов до того, как силиконовые диоды стали популярными и начали заменять германий для большинства применений.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Плоскостной германиевый диод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Плоскостной германиевый диод

Cтраница 1

Плоскостные германиевые диоды могут соединяться параллельно при выпрямлении сравнительно больших токов или последовательно при повышенных напряжениях.  [1]

Плоскостные германиевые диоды имеют емкость 20 — 50 nip и могут применяться при частотах 40 — 50 кгц.  [2]

Плоскостные германиевые диоды обладают величиной обратного сопротивления, находящейся в пределах от 2 Мом до 100 ком. Измеренная величина обратного сопротивления после выдержки диода под напряжением в течение 10 — 15 сек не должна изменяться.  [3]

Плоскостные германиевые диоды марок Д7 — Д9 имеют более высокую междуэлектродную емкость, чем точечные, что позволяет их использовать лишь до частот порядка 100 кгц.  [4]

Выпрямительные плоскостные германиевые диоды Д226 и Д7 ( рис. 37) предназначены для выпрямления переменного тока.  [5]

Выпрямительные плоскостные германиевые диоды Д226 и Д7 ( рис. 75) предназначены для выпрямления переменного тока.  [6]

В плоскостном германиевом диоде ( рис. 135, б) на пластину германия 5 с электронной проводимостью накладывается таблетка из индия, которая в процессе изготовления диода нагревается до 500 С и плавится так, что ее атомы диффундируют в германий, образуя область с дырочной проводимостью. На границе двух областей ( с электронной и дырочной проводимостью) появляется запирающий p — n — переход. Вывод анода 3 также припоем 4 укрепляется в области с дырочной проводимостью и выводится наружу в верхней части диода.  [7]

Промышленностью выпускаются плоскостные германиевые диоды, рассчитанные на выпрямление больших токов.  [8]

Большим недостатком плоскостных германиевых диодов является сильная зависимость их параметров от температуры. Верхний предел рабочих температур примерно 75 С.  [10]

Ниже приводятся результаты экспериментального исследования плоскостных германиевых диодов.  [11]

Исключением из этой системы маркировки являются плоскостные германиевые диоды Д7 и ДГЦ, маркировка которых была принята ранее.  [12]

На рис. 10.20 показан в разрезе плоскостной германиевый диод небольшой мощности. Второй вывод ( со стороны индия) выполняется медной проволокой 3, изолированной от корпуса диода. Кремниевые диоды такого рода имеют аналогичную конструкцию. На рис. 10.20, б показан мощный кремниевый диод-вентиль.  [13]

С этой же целью могут быть использованы плоскостные германиевые диоды ДЕ7 при прямом последовательном их включении. Схема последовательного включения стабилитронов в обратном и прямом направлениях и германиевых диодов в прямом направлении с целью температурной компенсации приведена на фиг.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

германиевый диод — это… Что такое германиевый диод?

германиевый диод
germanium diode

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • германиевый детектор
  • германиевый транзистор

Смотреть что такое «германиевый диод» в других словарях:

  • германиевый диод — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN germanium diodegermanium rectifier …   Справочник технического переводчика

  • германиевый диод — germanio diodas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. germanium diode vok. Germaniumdiode, f rus. германиевый диод, m pranc. diode au germanium, f …   Automatikos terminų žodynas

  • германиевый диод — germanio diodas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. germanium diode vok. Germaniumdiode, f rus. германиевый диод, m pranc. diode du germanium, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Диод — У этого термина существуют и другие значения, см. Диод (значения). Четыре диода и диодный мост. Диод (от др. греч …   Википедия

  • Полупроводниковый диод —         двухэлектродный электронный прибор на основе полупроводникового (ПП) кристалла. Понятие «П. д.» объединяет различные приборы с разными принципами действия, имеющие разнообразное назначение. Система классификации П. д. соответствует общей… …   Большая советская энциклопедия

  • ГД — германиевый диод гибкий диск гидрореактивный движитель главный двигатель головной дозор горизонтальная дальность Горное дело (энциклопедический справочник) городская дума Гостиный двор (универмаг) Государственная Дума громкоговоритель… …   Словарь сокращений русского языка

  • Выпрямитель — У этого термина существуют и другие значения, см. Выпрямитель (значения) …   Википедия

  • Диодный выпрямитель — Выпрямитель электрического тока механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.[1] [2] Большинство… …   Википедия

  • Germaniumdiode — germanio diodas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. germanium diode vok. Germaniumdiode, f rus. германиевый диод, m pranc. diode au germanium, f …   Automatikos terminų žodynas

  • diode au germanium — germanio diodas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. germanium diode vok. Germaniumdiode, f rus. германиевый диод, m pranc. diode au germanium, f …   Automatikos terminų žodynas

  • germanio diodas — statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. germanium diode vok. Germaniumdiode, f rus. германиевый диод, m pranc. diode au germanium, f …   Automatikos terminų žodynas

отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru

Мы доставляем посылки в г. Калининград и отправляем по всей России

  • 1

    Товар доставляется от продавца до нашего склада в Польше. Трекинг-номер не предоставляется.

  • 2

    После того как товар пришел к нам на склад, мы организовываем доставку в г. Калининград.

  • 3

    Заказ отправляется курьерской службой EMS или Почтой России. Уведомление с трек-номером вы получите по смс и на электронный адрес.

!

Ориентировочную стоимость доставки по России менеджер выставит после оформления заказа.

Гарантии и возврат

Гарантии
Мы работаем по договору оферты, который является юридической гарантией того, что мы выполним свои обязательства.

Возврат товара
Если товар не подошел вам, или не соответсвует описанию, вы можете вернуть его, оплатив стоимость обратной пересылки.

  • У вас остаются все квитанции об оплате, которые являются подтверждением заключения сделки.
  • Мы выкупаем товар только с проверенных сайтов и у проверенных продавцов, которые полностью отвечают за доставку товара.
  • Мы даем реальные трекинг-номера пересылки товара по России и предоставляем все необходимые документы по запросу.
  • 5 лет успешной работы и тысячи довольных клиентов.

Германиевые и кремниевые диоды. Полупроводниковые диоды. Общие характеристики диодов. Прямая ветвь ВАХ

Если входное напряжение изменить на ΔU нест, то ток через стабилитрон получит приращение ΔI ст, а

выходное напряжение . Так как подставляя получим:

Выпрямительные диоды — это электронные устройства, которые используются для управления направлением тока в электрической цепи. Двумя широко используемыми материалами для диодов являются германий и кремний. В то время как оба германиевых диода и кремниевые диоды выполняют аналогичные функции, существуют определенные различия между ними, которые необходимо учитывать перед установкой одного или другого в электронную схему.

Конструкция кремниевого диода начинается с очищенного кремния. Силиконовые диоды имеют прямое смещение напряжения 7 вольт. Поскольку кремний является относительно простым и недорогим для получения и обработки, кремниевые диоды более распространены, чем германиевые диоды.

или Отсюда следует, что чем меньше дифференциальное сопротивление стабилитрона тем меньше изменение выходного напряжения вызванное изменением входного.

Такой стабилизатор напряжения называется параметрическим.

Параметры стабилитронов

1. -номинальное напряжение стабилизации – падение напряжения на стабилитроне при заданном значении тока. Как у отечественных, так и у зарубежных стабилитронов эта величина лежит в пределах от 2 до 300 В. Низковольтные стабилитроны (от 2 до5 В) изготавливаются на основе сильно легированного кремния и в них имеет место туннельный пробой. В стабилитронах с U ст.ном от 5 до 7 В одновременно имеет место как туннельный, так и лавинный пробой, при U ст.ном выше 10 В основную роль играет лавинный пробой.

Германиевые диоды изготавливаются аналогично кремниевым диодам. Однако германиевые диоды имеют прямое смещение напряжения 3 вольта. Германий — это редкий материал, который обычно встречается с медными, свинцовыми или серебряными отложениями. Из-за своей редкости германий стоит дороже в работе, что затрудняет поиск германиевых диодов, чем кремниевые диоды.

Плоскостные и точечные диоды

Гермиевые диоды лучше всего использовать в маломощных электрических цепях. Нижнее напряжение прямого смещения приводит к меньшим потерям мощности и позволяет электричеству более эффективно электрически. Гермиевые диоды также подходят для прецизионных цепей, где колебания напряжения должны быть сведены к минимуму. Однако германиевые диоды повреждены более легко, чем кремниевые диоды.

2. и -соответственно минимальный и максимальный ток стабилизации. Минимальный ток стабилизации ограничивается условием существования устойчивого пробоя и имеет порядок единиц – десятков миллиампер. максимальный ток стабилизации ограничен допустимым перегревом

перехода т.е. максимальной мощностью рассеивания . У современных стабилитронов I ст.мах лежит в пределах от единиц миллиампер до единиц ампер, а P мах от сотен милливатт до единиц ватт.

Полная вольт – амперная характеристика диода

Кремниевые диоды являются отличными диодами общего назначения и могут использоваться практически во всех электрических цепях, где требуется диод. Кремниевые диоды более долговечны, чем германиевые диоды, и их намного легче получить. В то время как германиевые диоды подходят для прецизионных цепей, если только не существует специального требования к диоду германия, обычно предпочтительнее использовать кремниевые диоды при изготовлении схемы.

Обмен носителей заряда происходит между кристаллами полупроводника с различной допировкой. Их привлекают положительные носители заряда, дырки или дефектные электроны. Оба полупроводниковых кристалла более не являются электрически нейтральными в области контакта. В неточном состоянии сам процесс диффузии останавливается. Зона пространственного заряда строится в области контакта двух полупроводниковых типов — пограничного слоя.

3. -дифференциальное сопротивление на рабочей ветви ВАХ от десятых долей ом у мощных низковольтных стабилитронов, до сотен ом у высоковольтных. Этот параметр в основном определяется сопротивлением толщи полупроводника за пределами p-n перехода. У наиболее распространённых в употреблении маломощных, низковольтных стабилитронов эта величина лежит в пределах 10-50 ом.

Уровень диффузионного напряжения определяется полупроводниковым материалом и толщиной легирования. В результате диффузионного процесса пограничный слой обедняется свободными носителями заряда и становится высокопрочным барьерным слоем. Силиконовые полупроводники имеют диффузионное напряжение ок. 0, 7 вольт. Он является низкоомным и позволяет течь течь. Полупроводниковый диод действует как механический обратный клапан. Текущий поток может иметь место только в одном направлении и остается заблокированным в направлении устройства.

Диод в прямом направлении

Знак переключения простого полупроводникового диода представляет собой закрытый наконечник стрелки на вертикальной линии. Два электрода обозначены как анод, характеризуемый наконечником стрелы и катодом, следующей вертикальной линией. Направление стрелки, от кончика до линии, указывает техническое направление тока проводящего диода. На следующей диаграмме показаны характеристики различных диодов в полосе пропускания.

4. -температурный коэффициент напряжения. Его размерность % / C o .

Величина и знак ТКН зависят от характера пробоя. Туннельный эффект характеризуется отрицательным ТКН, а лавинный положительным. Наименьший ТКН имеют стабилитроны с номинальным напряжением стабилизации около 5,6В. Для уменьшения ТКН лавинных стабилитронов встречно – последовательно с ними включают один или два обычных диода, которые оказываются смещены в прямом направлении, в то время как сам стабилитрон смещён в обратном. Таким образом достигается компенсация увеличения напряжения на стабилитроне при возрастании температуры, за счет уменьшения напряжения на смещеннном в прямом направлении диоде.

Рядом с напряжением шлюза барьерный слой разрушается, и ток увеличивается с нелинейным курсом. Над пороговым напряжением барьерный слой деградирует, а полупроводник очень низкоомный. Прямой ток быстро растет очень быстро. Чтобы не превышать максимальное значение производителя, ток должен быть ограничен последовательным резистором. Тепло создается при внутреннем сопротивлении проводящих полупроводников, что улучшает его проводимость. Количество свободных носителей заряда в кристалле удваивается в результате образования пар в германиевых диодах, в то время как в кремниевых диодах оно даже утроивается.

Примером таких стабилитронов, которые называются термокомпенсированными служит отечественный стабилитрон Д818, у которого последовательно со стабилитроном включены два компенсационных p-n перехода.

Варикапы

Варикапами, варикондами или параметрическими диодами называют полупроводниковые диоды, используемые в качестве переменной ёмкости, управляемой напряжением. Здесь используется свойство перехода изменять свою барьерную ёмкость при изменении приложенного к нему обратного напряжения. Диффузионная ёмкость для этих целей не используется т.к. она шунтируется малым дифференциальным сопротивлением перехода, смещённого в прямом направлении.

Обратное подключение напряжения к p-n структуре

Без эффективного ограничения тока компонент в конечном итоге уничтожается. Напряжение, необходимое для разрушения барьерного слоя, называется пороговым напряжением или пороговым напряжением. Над напряжением шлюза полупроводниковый диод является низкоомным и проводящим.

Новая система обозначений

Диод работает в прямом направлении или в полосе пропускания. Полупроводниковые диоды не имеют постоянного внутреннего сопротивления. Это зависит от выбранной рабочей точки. В крутом характеристическом диапазоне выше напряжения шлюза постоянное значение сопротивления постоянного тока может быть рассчитано в хорошем приближении по закону Ома. В рабочей точке значение сопротивления рассчитывается из коэффициента напряжения и тока.

Варикапы предназначаются для работы в параметрических усилителях, преобразователях постоянного напряжения в переменное высокой частоты, измерительных усилителях, в качестве элемента настройки высокочастотных контуров.

На рисунках приведены зависимость ёмкости варикапа Д902 от напряжения на нём пример его использования и эквивалентная схема.

Для более точных расчетов или использования диода в специальных цепях должно использоваться дифференциальное сопротивление, также называемое сопротивлением переменного тока. Его можно определить графически на характеристической линии, применив касательную к рабочей точке с помощью треугольника наклона.

Прямая ветвь ВАХ

Если потенциал анода более отрицательный, чем у катода, то диод работает в направлении блокировки. Поток тока уменьшается до минимального остаточного тока, который в 10 раз меньше по сравнению с направлением потока. Он никогда не становится равным нулю, так как в полупроводниковом кристалле всегда несколько примесей образуют свободные носители заряда. Оба могут беспрепятственно пропускать барьер и вызывать блокирующий ток.

Конденсатор С р служит для того, чтобы постоянное напряжение подаваемое на варикап через сопротивление R 1 не замыкалось через катушку индуктивности колебательного контура L 1 С 1 .

Параметры варикапов

1. -добротность варикапа есть отношение реактивной мощности , запасаемой барьерной ёмкостью, к мощности

В случае повышения температуры заметное увеличение блокирующего тока можно измерить, поскольку полупроводники относятся к теплопроводящим проводникам. По сравнению с кремниевыми диодами германиевые диоды имеют более высокие блокирующие токи. Максимальное обратное напряжение германиевых диодов ниже. На диаграмме показана основная полная характеристическая кривая обоих диодов. При прямой работе потенциал анода более положительный, чем у катода.

Диоды с высоким блокирующим напряжением

Над пороговым напряжением диод имеет очень низкое сопротивление и должен соблюдаться максимальный ток. Выпрямительные диоды в технологии с сильным током предназначены для проведения высоких токов и в то же время надежно блокируют большие напряжения. Однако высокая степень легирования, требуемая для этой цели, уменьшает максимальное блокирующее напряжение, поскольку эти полупроводники имеют только узкий барьерный слой. Этот недостаток преодолевается установкой дополнительного полупроводникового слоя.

потерь , где φ – угол между напряжением и током.

На низких частотах можно пренебречь R б, тогда Q нч = 2·π·f·R д ·C бар , а на высоких R д, тогда Q нч = (2·π·f·R б ·C бар) -1 . Отсюда видно, что для повышения добротности надо уменьшать сопротивление базы.

В транзитной операции этот промежуточный слой затем затопляется носителями заряда с обеих сторон и, следовательно, является низкоомным. Как и в случае пдп-диодов электронов и дырок, электроны дефектов затопляются с обеих сторон в прямом направлении, становясь, таким образом, низкоомными. Ограничения, указанные производителями в технических паспортах, должны строго соблюдаться. Если отдельные значения не достигнуты в рабочем состоянии, это не влияет на другие предельные значения. В случае несоблюдения компонент уничтожается.

До этого максимального напряжения постоянного тока диод остается обратным-омным в обратном или блокирующем режиме. Кремниевые диоды позволяют блокировать напряжения до 4 кВ. Значение представляет собой максимальное периодическое пиковое значение переменного напряжения в направлении блокировки при рабочей частоте более 20 Гц.

2. -номинальная ёмкость при заданных: обратном напряжении, частоте и температуре.

3. -коэффициент перекрытия по емкости.

4. -температурный коэффициент емкости.

5. -допустимое обратное напряжение.

6. -максимальный обратный ток.

7. -рабочий диапазон температур.

Значение указывает максимально допустимый ток постоянного или среднеквадратичного тока, через который диод не разрушается в полосе пропускания. Он указывается в прямом направлении для рабочей частоты более 20 Гц с синусоидальной нагрузкой. Это значение также применяется к прямоугольным сигналам с рабочим циклом 0.

Это максимальная непрерывная мощность, которая не разрушает полупроводник. Он рассчитывается из произведения напряжения на диоде и тока через диод. По сравнению с германиевыми диодами кремниевые диоды допускают более высокие потери мощности. Полупроводниковый кристалл можно нагревать до этой максимальной температуры без постоянного повреждения. Самая высокая температура корпуса компонента ниже, так как тепло от кристалла должно транспортироваться наружу.

Импульсные диоды

Это диоды, которые предназначены для работы в импульсных схемах: широкополосных ограничителях, элементах цифровых вычислительных машин, ключевых устройствах, формирователях коротких импульсов и т.д. В таких схемах напряжения и токи могут меняться скачкообразно. При этом приходится учитывать инерционность процессов накопления и рассасывания зарядов на границах p-n перехода.

Если не соблюдаются следующие важные характеристики, схема может иметь неожиданные характеристики. Силиконовые диоды имеют наименьшие блокирующие токи. Десять импульсов хуже германиевых диодов. Еще более высокие барьерные токи имеют клетки селена. Если диод заблокирован, зону пространственного заряда барьерного слоя можно сравнить с электрическим потенциалом заряженного пластинчатого конденсатора.

Различают разные времена переключения. Время обратного времени восстановления или время обратной задержки указывает, сколько времени требуется, чтобы проводящий диод попал в заблокированное состояние. Только тогда может образоваться барьерный слой. Время, требуемое для этого, называется временем отключения.

Рассмотрим два наиболее часто встречающихся на практике режима.

1. Прохождения прямоугольного импульса прямого тока через диод.

2. Переключение диода из открытого состояния в закрытое (переключение с прямого напряжения на обратное).

Считая, что E>>U д имеем I пр.и = E / R . Вследствие инерционности процессов диффузии стационарное распределение концентрации неосновных неравновесных носителей заряда в базе диода, соответствующее току I пр.и, не может установиться мгновенно. В области базы, примыкающей к p-n переходу, концентрация дырок устанавливается быстрее, чем глубине базы. Следовательно сопротивление базы в её глубине вначале велико, а по мере повышения концентрации дырок сопротивление базы понижается. Поэтому напряжение на p-n переходе устанавливается быстрее, чем на базе. Согласно рисункам p-n переход обладает ёмкостной реакцией, а область базы – индуктивной. Разница между U б (t вкл) и U б (∞) будет тем больше, чембольше величина прямого тока. Поэтому форма напряжения на диоде U(t) = U p — n (t) + U б (t) будет зависеть от величины I пр.и. При больших токах определяющими являются процессы в базе диода и реакция на перепад тока носит индуктивный характер(кр. 1). При малых токах, когда U б (t)

В особых случаях потери мощности также должны учитываться в этом случае, если диод ненадолго входит в состояние обратной проводки. Специальные переключающие диоды характеризуются особенно короткими временами переключения. Время обратной задержки определяет верхнюю частоту, при которой диод все еще работает, как ожидалось. Входной сигнал один раз является синусоидальным напряжением, а другой — напряжением прямоугольной волны с пиковым значением 15 В на частоте 50 кГц. Диод переключается как односторонний выпрямитель, а выходное напряжение измеряется при сопротивлении нагрузки 1 кОм.

Процесс установления напряжения на диоде характеризуется двумя параметрами:

1.R и.макс = U пр.и.макс / I пр.и –прямое импульсное сопротивление диода. 2. t пр.уст –время установления прямого сопротивления диода – интервал времени от начала включения импульса прямого тока до момента достижения напряжением на диоде значения 1,1·U пр.

Диод работает в прямом режиме, а выходное напряжение соответствует входному напряжению. Это состояние достигается только через 5 мкс. Затем блокируется зона блокировки, и диод становится непроводящим. В отмеченной желтой областью допустимая мощность рассеивания диода может быть очень быстро превышена.

Диод является дискретным компонентом, который позволяет в прямом направлении протекать между его терминалами, блокируя его в противоположном направлении. Активными компонентами являются те, которые способны возбуждать цепи или реализовывать выгоды или управлять ими. В основном это электрические генераторы и некоторые компоненты полупроводника. Последние, как правило, имеют нелинейное поведение, то есть зависимость между приложенным напряжением и током течения не является линейной, как в резисторе, конденсаторе или индукторе.

При выключении источника прямого тока происходит процесс рассасывания накопленных в базе неравновесных носителей заряда как вследствие их рекомбинации, так и в результате их ухода во внешнюю цепь, если она имеется. В момент выключения тока наблюдается скачок напряжения на диоде U б (t выкл), вызванный изменением падения напряжения в базе диода. В течение всего времени пока на границе перехода имеется неравновесная концентрация заряда, его можно рассматривать как заряженную ёмкость или генератор послеинжекционной э.д.с. Если R н = ∞, то спад послеинжекционной э.д.с. происходит в результате только рекомбинации. В противном случае ещё и за счёт протекания тока через R н, причем вначале, пока избыточная концентрация велика, скорость спада определяется высокой скоростью рекомбинации, а не сопротивлением R н. Форма напряжения на диоде при протекании через него прямого импульса тока приведена на рисунке.

Переключение диода с прямого напряжения на обратное .

Резистор R1 и источник E1 определяют величину прямого тока через диод, а R1 и E2 величину обратного тока.

Резистор R2 служит датчиком тока, т.е. его сопротивление выбирается настолько малым, что падением напряжения на нём можно пренебречь по сравнению с любыми другими падениями напряжения в схеме. В момент переключения ток через диод меняет направление на противоположное, дырки на границе перехода начинают втягиваться полем перехода в p-область и обратный ток, за счёт избыточной концентрации

дырок в базе диода, может скачком достичь большого значения. Так как инжекции больше нет, этот избыточный заряд в базе будет убывать как вследствие протекания обратного тока, так и в результате рекомбинации. В течении промежутка времени t 1 , пока напряжение на переходе, обусловленное неравновесным градиентом концентрации, остаётся положительным, величина обратного тока остаётся неизменной и определяется сопротивлением R 1: I 2 = E обр / R 1 . Эта фаза переключения (t 1) называется фазой высокой обратной проводимости и длится она пока граничная, избыточная концентрация не достигнет равновесной. Для плоскостных импульсных диодов если и если .

Вторая фаза (промежуток времени t 2) обусловлена рекомбинацией избыточного заряда в глубине базы, концентрация которого стремится к равновесной. В течении этой фазы обратный ток монотонно спадает до величины нормального обратного тока диода I 0 .

У плоскостных диодов . Параметрами, характеризующими импульсные диоды, являются все параметры высокочастотных диодов, приведённые выше параметры- R и.макс и t пр.уст, а также параметр t восс = t 1 + t 2 .

Диод с накоплением заряда

Это разновидность импульсных диодов, специально спроектированных для формирования коротких импульсов. Неравномерным распределением примесей в базе диода создаётся ускоряющее, либо


тормозящее поле, способствующее перераспределению инжектированного заряда в области базы.

Ускоряющее поле как бы оттягивает дырки от границы перехода, снижая граничную концентрацию, а тормозящее поле поджимает дырки к переходу, повышая их граничную концентрацию. Так как длительность первой фазы формирования обратного тока определяется временем спада граничной концентрации до равновесной, можно создавать диоды с заданной длительностью фазы высокой обратной проводимости.

Туннельный диод

Увеличением концентрации примесей в обоих полупроводниках можно добиться туннельного эффекта даже при равновесном состоянии p-n перехода. Уровень Ферми в этом случае лежит внутри разрешённых зон на расстоянии ≈3φ T от их границ. Напротив валентной зоны p-области располагаются уровни зоны проводимости n-области. Такое слияние зон происходит при некоторой критической концентрации примесей. Например для германия эта величина составляет 2·10 25 м -3 , а для кремния 6·10 25 м -3 , т.к. ширина запрещённой зоны у него больше.


При нулевом смещении перехода При небольших смещениях, как в прямом так и в обратном направлении через переход протекает туннельный ток электронов, величина которого зависит от приложенного напряжения. Обратный туннельный ток при этом может достигать весьма больших значений.

При увеличении прямого смещения прямой ток растёт за счёт увеличения прямого напряжения, затем рост тока замедляется из-за уменьшения области перекрытия валентной зоны и зоны проводимости смежных полупроводников. В точке максимума ВАХ увеличение прямого тока за счет увеличения прямого напряжения компенсируется его уменьшением вследствие сужения области перекрытия валентной зоны и зоны проводимости. Отметим, что наряду с туннельным током, при прямом смещении, через переход протекает и диффузионный ток, однако его доля в прямом токе диода при небольших смещениях ещё невелика. Дальнейшее увеличение прямого смещения приводит к уменьшению

прямого тока т.к. сужение области перекрытия валентной зоны и зоны проводимости начинает влиять на величину тока в более значительной степени, нежели увеличение прямого напряжения.

Туннельный ток, при дальнейшем увеличении прямого напряжения, стремится к нулю, а диффузионный ток начинает расти. Этим обусловлен минимум тока на ВАХ, которая по мере дальнейшего увеличения прямого напряжения переходит в ВАХ обычного диода. Приборы, имеющие ВАХ подобную ВАХ туннельного диода называют приборами с N-образной ВАХ.

История возникновения диода

Возникновение диода обязано ученому из Великобритании Фредерику Гутри и немецкому физику Карлу Фердинанду Брауну. В 1873 и 1874 годах они открыли принцип работы термионных диодов и принцип работы кристаллических диодов. Позже термионными диодами стали называть специализированные вакуумные лампы. В начале 1880 года Томас Эдиссон повторно задокументировал работу термионного диода, но развитие этого радиоэлектронного компонента произошло только через 9 лет, когда немецкий ученый Карл Браун показал действие выпрямителя на кристалле. В начале 20 века Гринлиф Пикард предъявил публике первый радиоприемник, в основе которого был положены свойства диода реагировать на электромагнитные колебания. Промышленный выпуск диодов термионного типа (ламповых диодов) был налажен в Британии с разрешения Джона Флеминга в 1904 году, а через 2 года американец Пикард запатентовал первый детектор из кристаллов кремния. Современную терминологию слова «диод» (от греч. «di» — два, «odos» — путь) ввел Вильям Генри Иклс в 1919 году. В СССР главную роль в развитии полупроводниковых компонентов сыграл физик Б. М. Вул.

Первое развитие получили ламповые диоды или кенотроны (электровакуумные диоды), а так же газонаполненные диоды (газотроны, стабилитроны, игнитроны). Однако основной вклад в развитие радиоэлектронных компонентов внесли полупроводниковые диоды на основе кремния и германия.

Физические основы работы диода

Открытый в 1882 году химический элемент «германий» Клеменсом Винклером в процессе изучения в электричестве позволил выявить эффект полупроводника тока. Эксперименты физиков для получения одностороннего проводника тока привели к такому результату, что если к германию присоединить акцепторную примесь (барий, алюминий, галлий или индий), способную захватывать электроны, накопленные в германии, то в результате получится электронный элемент, способный пропускать электроны только в одну сторону (от германия к акцепторной смеси). Как мы знаем, электрон – это отрицательно заряженная частица, притягивающаяся к положительной частице, однако в электронике принято обозначение перемещения тока от плюса к минусу. Таким образом, диод представляет собой смесь германия или кремния с акцепторным материалом. Германий, за счет накопленных электронов несет в себе отрицательный N заряд (N — negative), а акцепторная смесь насыщается положительными P ионами (P — positive). Процесс протекания тока из P области в N область через место «соединения» или p-n переход и есть принцип работы диода. Его особенностью является возможность протекания тока только в одном направлении, поэтому диод является однонаправленным полупроводником. Отрицательно заряженную сторону с германием принято называть «катодом», а положительно заряженную половину «анодом». На схемах диод обозначается в виде направления протекания тока в виде стрелки к отрицательно заряженной стороне.

Когда диод не подключен к источнику питания, p-n переход находится в состоянии покоя. И в результате притягивания электронов к положительным ионам происходит их дрейф через переход. Такой процесс называется «диффузией», предусматривающий притягивание электронов через переход к «дыркам» положительных ионов. Диффузионное движение из-за постоянно меняющейся концентрации ионов и электронов происходит возле перехода постоянно.

При подключении к p-n структуре внешнего источника напряжения или напряжения смещения происходит изменение условий переноса заряда через переход. Важным фактором здесь становится полярность внешнего напряжения, подключенного к аноду и катоду диода.

Прямое подключение напряжения к p-n структуре

При прямом включении диода, когда плюс источника питания подключен к p-области, а минус к n-области происходит прямое протекание тока через переход. При этом электроны, находящиеся в n-области за счет подключенного минуса источника питания будут передвигаться ближе к переходу. Собственно, с положительно заряженными частицами в p-области будет происходить то же эффект. В результате p-n переход будет заполняться электронами в «дырках» (положительных ионах). Возникнет электрическое поле, которое позволит свободным электронам преодолеть сопротивление перехода, пройти барьерную зону и p-область к положительному контакту источника питания. В данной цепи возникнет электрический ток, который называют прямым током смещения перехода. Величина этого тока будет ограничена техническими характеристиками диода.

Момент, когда создается электрическое поле в p-n переходе на положительной ветви Вольт — Амперной Характеристики диода (ВАХ) отмечен некоторым напряжением ∆Ua. Это напряжение определено не только силой тока, но и сопротивлением самого p-n перехода. Чем ниже это сопротивление, тем меньше необходимо энергии для того, чтобы открыть переход, а так же его закрыть. Отступив от темы статьи, стоит сказать, что энергия в переходе при исчезновении питания моментально не пропадает. Происходит эффект рассасывания заряда, обусловленный емкостью перехода. Чем ниже эта емкость, тем быстрее диод перейдет в «выключенное» состояние с успокоением всех переходных процессов в p-n переходе. Этот параметр очень важен в частотных диодах, о которых мы расскажем ниже. В современных диодах значения напряжения ∆Ua варьируется от 0,3 до 1,2 вольта (кремний 0,8 – 1,2В., германий 0,3 – 0,6В.) в зависимости от мощности диода. Так же его называют падением напряжения p-n перехода.

Обратное подключение напряжения к p-n структуре

При подключении к диоду питания в обратном направлении происходит увеличение сопротивление p-n перехода и барьер возрастает, вследствие того, что электронам в n-области и свободным ионам в p-области легче соединиться с зарядом источника питания. При увеличении напряжения питания происходит лавинообразный отток заряженных частиц от перехода. В результате диод переходит в закрытое состояние из-за обратного напряжения.

На обратной ветви ВАХ участок 0 – 1 обусловлен небольшим обратным напряжением. При этом увеличение обратного тока наблюдается за счет уменьшения диффузионной составляющей. Другими словами в p и n областях присутствуют неосновные носители. Даже когда диод закрыт, через барьер при малом напряжении они могут протекать из одной области в другую. Значение этого тока несоизмеримо мало по сравнению с прямым током, поскольку количество неосновных носителей в разных областях p и n минимально. Начиная с точки 1 основные носители уже не способны преодолеть барьер, а диффузионные неосновные носители полностью рассасываются в свои области переходов. Этим объясняется отсутствие роста тока при увеличении обратного напряжения. Поскольку концентрация неосновных носителей заряда зависит от температуры сплава (иначе «кристалла»), то обратный ток будет увеличиваться в зависимости от увеличения температуры кристалла. Именно поэтому его называют тепловым. Это лавинообразный процесс и он подчиняется экспотенциальному закону. Именно из-за обратных токов диоды начинают греться и их устанавливают на теплоотводы. Если значение обратного тока будет выше предусмотренного диодом, то начнется неконтролируемый процесс так называемого теплового пробоя, после которого следует электрический пробой, приводящий диод в негодность. Стабильная работа кремниевых диодов возможна при температуре 130 – 135 градусов. Разрушение кристалла германиевых диодов происходит при температуре 50 – 60 градусов.

Полная вольт – амперная характеристика диода

Вольт – амперная характеристика отображает зависимость протекающего через диод тока от величины приложенного прямого и обратного напряжения. Чем круче и ближе к оси Y прямая ветвь и ближе к оси X его обратная ветвь, тем лучше выпрямительные свойства диода. При несоизмеримо большом обратном напряжении у диода наступает электрический пробой. При этом резко возрастает обратный ток. Нормальная работа диода возможна в том случае, если приложенное к нему обратное напряжение не превышает максимально допустимое, называемое пробивным напряжением. Как мы уже писали, токи диодов зависят от температуры кристалла. На каждый градус падение напряжения на p-n переходе изменяется на 2мВ. Если температура кристалла растет вверх, то обратный ток германиевых диодов увеличивается в 2 раза, у кремниевых диодов обратный ток растет в 2,5 раза на каждые 10 градусов. При этом пробивное напряжение при увеличении температуры понижается.

Конструктивное исполнение диодов

По технологическому исполнению диоды могут быть плоскостные и точечные. P-n переход плоскостных диодов (на рисунке б – плоскостной сплавной диод) выполняется на границе двух слоев в полупроводнике. Слои имеют электропроводимость разных типов. За счет большей площади перехода плоскостные диоды могут пропускать большие токи через себя. Их недостатком является большая переходная емкость, что ограничивает применение плоскостных диодов в высокочастотной технике. Однако, есть гибридные диоды, сочетающие в себе и малую емкость, и малое переходное сопротивление, и возможность пропускать большие токи. Примером может быть отечественный диод КД213.

У точечных диодов p-n переход изготовляется в месте контакта полупроводниковой пластины с острием металлической иглы. Современные диоды производят с применением германия, кремния, фосфида и арсенида галлия.

Типы и характеристика диодов

Выпрямительные диоды

Выпрямительные диоды используются для выпрямления переменных токов на частотах, как правило, ниже 50 кГц. Конструктивное исполнение таких диодов преимущественно плоскостное. За счет этого диоды позволяют проводить через себя большие выпрямленные токи. Большей частью материалом изготовления выпрямительных диодов является кремний за счет устойчивости к температурным изменениям. Основными параметрами, определяющими характеристику диода, являются:

Uпр. – постоянное прямое напряжение на диоде при заданном постоянном прямом токе.

Uобр. – постоянное напряжение, приложенное к диоду в обратном направлении.

Iпр. – постоянный ток, протекающий через диод при подключении в прямом направлении.

Iобр. – постоянный ток, протекающий через диод, включенный в обратном направлении.

Iпр.ср. – прямой ток, усредненный за период.

Iобр.ср. – обратный ток, усредненный за период.

Rдиф. – отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока.

Кроме того, всех типов существуют ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДОВ, определяющие их максимальные технические возможности, к которым относятся:

Uобр.max – максимальное напряжение, приложенное при обратном включении диода.

Iпр.max – максимально допустимый постоянный прямой ток (один из важнейших параметров).

Iпр.ср.max – максимально допустимый средний прямой ток.

Iвп.ср.max – максимально допустимый средний выпрямленный ток.

К дополнительным параметрам относится интервал рабочих температур.

Выпрямительные диоды широко применены в электронной схемотехнике. На их основе нередко можно встретить диодные мосты для изменения формы тока из переменного в постоянный.

Современное развитие электроники невозможно без применения высокочастотных диодов.

Высокочастотные диоды

Данные диоды используются в широком диапазоне частот вплоть до нескольких сотен мегагерц и выше. Чаще всего их применяют для модуляции и детектирования, а так же в высокочастотных радиоцепях. В качестве высокочастотных диодов используются элементы, выполненные в точечном исполнении из-за малой емкости перехода.

Для таких диодов дополнительно важны две характеристики, это максимальная рабочая частота в МГц и емкость диода в пФ.

Импульсные диоды

Импульсные диоды предназначены для преобразования импульсных сигналов. В силовой схемотехнике мощные импульсные диоды могут работать в качестве выпрямителей. Примером может служить импульсный блок питания, где они используются во вторичной цепи после импульсного трансформатора. Так же импульсные диоды применяют в телевизионной технике (детекторах видеосигналов), в ключевых и логических устройствах. Различают двух и трех электродные импульсные диоды (спаренные). Трех электродные диоды могут быть с общим анодом или с общим катодом. Для импульсных диодов свойственны следующие дополнительные характеристики:

Uпр.и – пиковое прямое напряжение при заданном импульсе тока.

Uобр.и – соответственно, обратное напряжение в пике как однократное, так и периодически повторяющееся.

Сд – общая емкость диода при заданных напряжениях и частоте. Большой параметр Сд снижает частотные свойства диода. Так же от значения Сд напрямую зависит следующий параметр.

τ вос – время восстановления с момента окончания импульса тока в состояние заданного обратного запирающего напряжения (окончание переходных процессов рассасывания заряда в p-n переходе)

Qпк – часть накопленного заряда, вытекающего во внешнюю цепь при реверсивном изменении тока с прямого значения на обратное.

Одним из основных параметров диодов Шотки является

Iпр.и max – максимально допустимый ИМПУЛЬСНЫЙ прямой ток.

Стабилитроны и стабисторы

Данный тип диодов необходим в цепях стабилизации напряжения при изменении проходящего через диод тока. Его основными характеристиками является:

Uст — напряжение стабилизации.

Iст. max и Iст. min – максимальный и минимальный ток стабилизации.

Pmax – максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Для стабилитронов рабочим является пробойный участок ВАХ. На рисунке он отмечен расстоянием между точками Iст.min и Iст.max. На этом участке напряжение на стабилитроне остается постоянным при существенном изменении значения тока. Для стабисторов рабочим является прямой участок ВАХ. Так же существуют двуханодные стабилитроны, включающие в себя два встречно включенных p-n перехода. Каждый из этих переходов является основным при изменении полярности его подключения.

Варикап

Специальный полупроводниковый диод. Его емкость p-n перехода изменяется в значительных пределах в зависимости от приложенного к нему обратного напряжения. В случае увеличения обратного напряжения, емкость перехода уменьшается и наоборот. Варикапы активно применяются в гетеродинах (радиоблоках, где необходима регулировка частоты). К примеру, варикап довольно часто можно встретить в FM – радиоприемниках. К основным характеристикам варикапа относятся:

Сн – измеренная емкость при заданном напряжении.

Кс – соотношение емкостей при минимальном и максимально допустимом напряжении.

Iобр – максимальный ток, протекающий через варикап в обратном напрявлении. (ток утечки).

Туннельный диод

Туннельный диод используется в высокочастотных усилителях и генераторах электрических колебаний (например телевизионных усилителях). Кроме того его применяют в различных импульсных устройствах. Его особенностью является участок А-В с отрицательным дифференциальным сопротивлением, определяющим отношение между изменением напряжения к приращению тока. К его дополнительным параметрам относятся:

Iп – прямой ток в точке максимума ВАХ, при котором приращение тока к напряжению равняется 0.

Lд – индуктивность диода, препятствующая прохождению высокочастотного сигнала.

Кш – шумовая составляющая диода.

Rп – сопротивление потерь туннельного диода.

Диод Шоттки

Популярный диод в радиотехнике за счет малого шума и высокого быстродействия. Его относят к подвиду импульсных диодов. Технологически диод Шоттки выполняется из структуры металл-полупроводник. Применение диодов с барьером Шоттки самое разнообразное, от ATX блоков питания ПК, до СВЧ устройств. Переход диода Шоттки выполнен по принципу p-i-n, где в качестве i выступает высокоомный слаболегированный полупроводник. Под действием напряжения изменяются его частотные характеристики, что позволяет использовать диод в схемах управления сигналами, например аттеньюаторах, ограничителях уровня, модуляторах. Мощные диоды Шоттки могут использоваться в качестве выпрямительных радиоэлементов частотных блоков питания.

Светодиод

Специальный тип диода, который может создавать некогенерентное излучение (испускание видимых фотонов света атомами p-n перехода). В зависимости от количества легирующего материала изменяют длину спектра. За счет этого светодиоды могут изготавливать разных цветов. Применение светодиода самое широкое: от сигнальных цепей оповещения, до бытового освещения. Кроме того, при использовании специальных материалов изготовления светодиод может излучать в инфракрасном спетре. Это свойство нашло ему применение в пультах дистанционного управления и других электронных устройствах. Современные светодиоды выполняются на большие мощности (до 10Вт.) p-n переход очень чувствителен к токовым изменениям, поэтому для его использования необходим специализированный драйвер, представляющий собой стабилизатор / регулятор тока.

Фотодиод

Часто применяется для приема инфракрасного светового спектра, а так же в цепях гальванической развязки. Кроме того, первые солнечные батареи использовали именно фотодиод. Совместно с излучающими диодами или транзисторами может организовывать единое устройство, называемое оптопарой. Работа фотодиода основана на фотогальваническом эффекте, при котором за счет разделения электронов и дырок в p-n переходе начинает появляться ЭДС. В зависимости от степени освещенности уровень вырабатываемой ЭДС в фотодиоде так же изменяется.

Диод выпрямитель, германиевый — Справочник химика 21

    В настоящее время наиболее распространены три типа полупроводниковых вентилей селеновые выпрямители, германиевые и кремниевые диоды. [c.84]

    Р,ис. 175. Германиевый диод-выпрямитель  [c.329]

    Недостатком полупроводниковых выпрямителей является сравнительно большое обратное (запирающее) напряжение, которое для германия, селена и кремния неодинаково. На рис. 16.8 представлены характеристики различных полупроводниковых выпрямителей. Германиевые диоды, которые теперь уже едва ли можно получить, имеют наименьшее обратное напряжение, но, как и кремниевые диоды, они приобретают сквозную проводимость, если перенапряжение превысит обратное напряжение. При использовании кремниевых выпрямителей целесообразно применять диоды с высоким обратным напряжением. Хотя селеновые пластинки более велики по размерам, но зато в случае [c.330]


    Германий используют в качестве полупроводника в таких электронных приборах, как кристаллические выпрямители (диоды) и усилители (триоды, или транзисторы). Кристаллы германия применяют также для изготовления термисторов (измерителей температуры), Б фотоэлементах с запирающим слоем и в термоэлементах. Германиевые полупроводниковые устройства с успехом заменяют электронные вакуумные лампы, отличаясь от них компактностью, надежностью в работе и долговечностью. [c.207]

    Усиленный электрический дренаж применяется, когда сооружение и.меет положительный или знакопеременный потенциал по отношению к земле, обусловленный действием нескольких источников блуждающих токов, либо когда это экономически выгоднее, чем увеличение сечения дренажного кабеля. Принципиальная схема усиленного дренажа с выпрямителем на германиевых диодах изображена на рис. 4-14. Усиленный дренаж представляет собой [c.261]

    На рис. 175- схематично изображен германиевый плоскостной диод-выпрямитель. Такие диоды очень компактны и в зависимости от параметров могут давать выпрямленный ток до 10 а. Полупроводниковые выпрямители можно включать параллельно, последовательно, комбинировать в разные группы, что очень удобно при составлении различных схем. Эти приборы очень компактны и достаточно устойчивы. Недостатком их является большая чувствительность к изменению температуры, а также явление старения, сопровождающиеся ухудшением выпрямляющих свойств, и т. п. [c.329]

    Блок высокого напряжения, состоящий из выпрямителя 6 и конденсаторов 7, собирают по однополупериодной схеме на каждую секцию устанавливают по пять германиевых диодов ДГЦ-27. [c.40]

    В качестве источника тока ранее служили динамо-машины, а теперь — выпрямители. Большой популярностью пользуются селеновые выпрямители. Эти выпрямители имеют большие размеры и хорошее сопротивление кратковременным перегрузкам. Вместо них сейчас применяют полупроводниковые выпрямители (на диодах), сначала германиевые, а позже кремниевые. Последняя новость — тиристорные выпрямители, очень дорогие для средней гальванической мастерской. Чаще всего применяют выпрямители на кремниевых диодах. [c.179]

    Области применения и масштабы производства. Прогресс, достигнутый в последнее время в области автоматики, радиоэлектроники и преобразования различных видов энергии, в большой мере обусловлен применением германия в полупроводниковой технике. Он используется в полупроводниковых элементах — диодах и триодах. Германиевые выпрямители по сравнению с селеновыми имеют больший коэффициент полезного действия при меньших размерах. Применяются германиевые фотоэлементы, датчики эффекта Холла и многие другие полупроводниковые устройства. В последнее время большое внимание уделяется устройствам с применением монокристаллических германиевых пленок. [c.173]


    Стабилизированный источник питания имеет две ступени стабилизации. Первая ступень в цепи переменного тока (феррорезонансный стабилизатор) состоит из трансформатора Тр и двух конденсаторов Сх и Сг- Стабилизированное напряжение переменного тока выпрямляется двухполупериодным выпрямителем на германиевых диодах [c.531]

    Усилитель питается от выпрямителя В на полупроводниковых германиевых диодах, от этого выпрямителя питаются и сеточные цепи обоих тиратронов. [c.188]

    Введение положительной обратной связи для увеличения коэффициента усиления рассмотрим на примере магнитного усилителя (рис. 51, г). Выпрямитель, собранный из четырех германиевых диодов, служит для преобразования переменного тока рабочей цепи в постоянный ток цепи обратной связи. Проследим путь тока, учитывая, что каждый диод пропускает ток только в одном направлении (указывается стрелкой диода). В первый полупериод направление тока ] — — 2 — 3 № ос — 4 — 5 — — 6. Во второй полупериод [c.107]

    Прогресс, достигнутый в последнее время в области автоматики, радиоэлектроники и преобразования различных видов энергии, в большой мере обусловлен применением германия в полупроводниковой технике. Он используется для изготовления полупроводниковых элементов — диодов и триодов (транзисторов), заменяющих собой обычные вакуумные радиолампы и отличающихся от них малыми размерами, устойчивостью к вибрации, долговечностью и меньшим расходом электроэнергии. Эти полупроводниковые элементы изготавливаются десятками и сотнями миллионов штук в год [П. Германиевые выпрямители по сравнению с селеновыми имеют больший коэффициент полезного действия при меньших размерах вследствие этого они находят все большее применение. Есть силовые германиевые выпрямители, пропускающие ток в десятки тысяч ампер. Применяются германиевые датчики эффекта Холла и многие другие полупроводниковые устройства [2. В последнее время большое внимание уделяется устройствам с применением монокристаллических германиевых пленок. Из элементарного германия изготавливают линзы для приборов инфракрасной оптики (германий прозрачен для инфракрасных лучей), дозиметры ядерных частиц, анализаторы в рентгеновской спектроскопии. Германий с добавкой индия применяется для низкотемпературных термометров сопротивления, работающих при температуре жидкого гелия [2]. [c.349]

    В задней стенке холодильника размещен блок питания, состо5, ций из термоэлектрических батарей 3, в каждой из которых последовательно соединено 60 термоэлементов. Рядом с термоэлектрическими батареями установлены алюминиевые блоки-теплопереходы 2, отдающие теплоту, отводимую батареями из шкафа через ребристые радиаторы 4 наружному воздуху. Прилегающие к плоскости термоэлектрических батарей поверхности деталей покрыты анодной электроизоляционной пленкой и смазаны теплопроводной пастой. От радиатора 4 теплота отводится осевым вентилятором 5. Блок электропитания термоэлектрических батарей 3, работающий по схеме двухполупе-риодного выпрямителя, состоит из силового трансформатора 1, двух германиевых диодов, дросселя, двух конденсаторов и двух реле с кнопкой. [c.953]

    Основной потребитель монокристаллического германия—радиотехника. Германиевый диод размером всего с кукурузное зерно представляет собой пластинку из германия, в которую упирается металлический усик. Он действует как выпрямитель, заменяющий вакуумную диодную лампу, превосходя ее надежностью работы, долговечностью и компактностью. Транзисторы, или германиевые триоды, имеют те же самые преимущества перед вакуумными ламповыми триодами. Действие этих приборов основано на особых свойствах полупроводников, представителем которых является свободный германий. [c.598]

    Выпрямитель собирают из силовых полупроводниковых вентилей (диодов), германиевых или кремниевых. Наибольшее применение в настоящее время получили кремниевые диоды. [c.27]

    Термобатарея ТБ получает питание (рис. 109, б) от трансформатора Тр по схеме двухполупериодного выпрямителя, состоящего из двух германиевых диодов Д/ и Д2, дросселя Др и конденсатора С. [c.173]

    Блок выпрямителей преобразует многофазное напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока и выполняется на основе селеновых, германиевых, или кремниевых неуправляемых (диодов) или управляемых (тиристоров) вентилей. В источниках тока применяют трехфазную нулевую, трехфазную мостовую, шестифазную с уравнительным реактором и шестифазную кольцевую схемы выпрямления (рис. 5.2). Применение той или иной схемы выпрямления обусловлено характером нагрузки, типовой мощностью силового трансформатора, загрузкой по току и напряжению, мощностью источника тока, частотой пульсации выпрямленного тока. В низковольтных источниках тока средней и большой мощности применяют в основном шестифазную схему с уравнительным реактором. Находят применение также комбинированные схемы выпрямления, которые состоят из трехфазных мостовых и шестифазных схем с уравнительным реактором. Основной целью применения комбинированных схем является увеличение до 12, 24 и более кратностей пульсаций выпрямленного тока и напряжения. [c.177]


    Более совершенны электронные и ионные приборы кенотроны и газотроны. Они представляют собой лампу типа диод, пропускающую ток только при вполне определенной полярности электродов. Газотроны заполняются ртутными парами. В последнее времы широко применяют германиевые и кремниевые выпрямители. [c.79]

    Выпрямитель напряжения компенсации собран по двухполупериодной схеме на германиевых диодах 11, 12. Сопротивление 22 и конденсаторы 18, 23 служат фильтром выпрямителя. [c.185]

    Германиевые и кремниевые выпрямители (диод) имеют меньшие размеры п обладают большим к. п. д. по сравнению с селеновыми. [c.55]

    Блок переключающих реле 4 питается от выпрямителя Д, собранного на германиевых диодах типа Д-7-Г. Переменное напряжение, подаваемое на выпрямитель от обмотки силового трансформатора усилителя — 48 в. Конденсатор Сз служит для сглаживания пульсации выпрямленного напряжения. Сопротивление / 12 является добавочным в цепи питания исполнительного реле [c.98]

    Германиевые выпрямители (диоыд) имеют меньшие размеры и обладают большим к. п. д. по сравнению с селеновыми. Промышленность выпускает два типа германиевых диодов—точечные [c.86]

    Блок питания включает в себя газотронны выпрямитель, подающий постоянное напряжение 3 кВ для питания анодов ГУ-80 (Еа), ряд выпрямителей, собранных на селеновых столбиках и германиевых диодах для питания задающих каскадов, получения напряжения смещений для сеточных цепей и питания цепей подмагничивания преобразователей. [c.123]

    Применение германия и его соединений. Германий — один из ценнейших полупроводниковых материалов. Его применяют в незначительных количествах во многих электронных приборах. Это германиевые кристаллические детекторы диоды как выпрямители переменного тока триоды, или транзисторы (германиевые усилители), заменяющие электронные лампы, причем срок их службы измеряется десятилетиями германиевые фотоэлементы термисторы, позволяющие определять температуры по электросопротивлению. [c.409]

    Б установках КСГ-500-1 применены германиевые диоды Д-304 (5 а, 100 в), а в КСГ-1200-1 (рис. 28)-Д-305 (10 а, 50 в). Это обеспечило более стабильные характеристики выпрямителей и повысило к. п. д. установок. [c.58]

    При отсутствии сигнала на управляющих сетках выходных ламп напряжения равны и электродвигатель находится в состоянии покоя, так как через обмотку якоря электродвигателя проходят токи ламп ( 14 и Лх ), равные по величине и противоположные по направлению. В зависимости от состояния искрового промежутка действует одна из ламп, вследствие чего электродвигатель следящей системы работает на подачу или на отвод и тем самым автоматически поддерживает зазор искрового промежутка. Возбуждение электродвигателя регулятора подается от выпрямителя, собранного на германиевых диодах. [c.231]

    В блоке управления ИКС используют источник стабилизированного опорного напряжения, питающийся от обмотки IV трансформатора ТРг- Выпрямитель выполнен по мостовой схеме на четырех германиевых диодах типа Д2Е (Д12—Д15). Выпрямленное напряжение стабилизируется кремниевым стабилитроном Д808 (ДО, на котором намотан медный резистор / б. Он обеспечивает необходимую компенсацию изменения напряжения на стабилитроне Д] при колебаниях температуры окружающей среды. Опорное напряжение снимается с переменного резистора / д, последовательно которым включен резистор 7 зз, закорачиваемый тумблером ВК при смене пределов опорного напряжения (1,5—4 в). Параметры источника опорного напряжения обеспечивают возможность плавного изменения порога срабатывания входного устройства в пределах О—3 в. На рис. 42 приведен характер изменения порога срабатывания входного устройства в зависимости от величины опорного напряжения. [c.113]

    Выпрямитель анодного напряжения состоит из двух последовательно соединенных мостов 85—88, 92—95 на германиевых диодах Д7Ж- Выпрямленное напряжение дополнительно стабилизируется газовыми стабилизаторами типа СГ2П 80 и 81 и сглаживающими фильтрами из сопротивлений и емкостей 79, 83, 82, 48. Переменная составляющая анодного напряжения меньше 0,1 в. Выпрямитель анодного напряжения питает лампы блоков генератора и усилителя переменного напряжения. Два других выпрямителя питают цепи смещения напряжения на сетках тиратронов блокировки по давлению 21 и переключателя диапазонов 71. [c.73]

    В качестве вентилей в схемах выпрямителей используются силовые германиевые диоды. Напряжение 220 в стабилизируется при помощи электронного стабилизатора, в котором в качестве регулирующей используется лампа 178 типа 6С41С усилительной является лампа 183 типа 6Н2П. Источником опорного напряжения служит газовый стабилизатор 205 типа СГШ. [c.206]

    В настоящее время промышленностью серийно выпускается большое количество разнообразных универсальных и специализированных зарядных устройств. Наиболее распространенными устройствами, применяемыми для заряда аккумуляторных батарей, являются выпрямительные, представляющие собой диод, преобразующий переменный ток в постоянный. Преобразование обусловлено малым со-протпвлением диода в одном направлении и большим или бесконечно большим сопротивлением протеканию электрического тока в другом направлении. Такой метод выпрямления дает в результате пульсирующий ток, который может быть применен для заряда аккумуляторов без сглаживания пульсации. Полупроводниковые выпрямители имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с генераторами постоянного тока и ртутными выпрямителями отсутствие накальных цепей, бесшумность в работе, высокий коэффициент полезного действия, комплектность, длительный срок службы и т. д. Наиболее широкое применение в технике нашли селеновые, кремниевые и германиевые выпрямители. [c.121]

    Питание прибора ВУ-1А осуществляется от простейшего выпрямителя с германиевыми диодами — В — На выходе выпряуи-теля имеется фильтр пульсаций последовательно с кото- [c.102]

    ВЧ-титратор типа ВУ-2А. Титрометр ВУ-2А представляет собой двухконтурный дифференциальный ( -метр [104, стр. 22 105 108]. Ои состоит из следующих основных узлов (рис. 49) ВЧ-ге-нератора на 5 Мгц (Л ), дифференциального детектора (Л ) с микроамперметром в качестве индикатора, двух колебательных контуров — рабочего и компенсационного (Li и L ) и стабилизированного источника питания Тр, Л , Л . В приборе использован кварцевый резонатор КР, обеспечивающий высокую стабильность частоты генератора (/ = 5 Мгц). Кроме того, в схеме имеются переклю-татель рода работы /Zj, переключатель дискретного изменения чувствительности установки (-ffj), арретир микроамперметра А, германиевые диоды ДГЦ-27 в качестве вентилей выпрямителя, и наконец, ВЧ-фильтр в цепи сетевого питания прибора (Le, L , [c.105]

    При изготовлении фасонных резцов с профилями средней сложности желательно в однофазных двухполупериодных выпрямителях использовать силовые германиевые диоды. Статическая ошибка в поддержании 1]р при этом за счет уменьшения падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника на естественной характеристике уменьшается до 20%. /р по сравнению с ир не оказывает столь значительного влияния ни на О, ни на Адгэ- Поэтому предпосылками при установлении величины статической ошибки в поддержании /р должны быть требования производительности. Из формулы (И. 6) видно, что производительность будет тем выше, чем точнее будут поддерживаться значения и и /р при изменении других параметров. С технологической и конструктивной точек зрения статическую ошибку в поддержании целесообразно ограничить 10—15%. Принимая во внимание, что всякий привод имеет определенный диапазон регулирования, и ограничивая начальную подачу 20 мм/мин, новый закон регулирования подачи = / (/р) должен иметь трапецеидальный характер АВС1р (рнс. II. 23). [c.120]

Aideepen 10PCS 1N34A 1N34 Германиевый диод DO-7: Amazon.com: Industrial & Scientific

В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • 1N34A — германиевый диод с постоянным точечным контактом.
  • Диод представляет собой диод с высоким импедансом, который потребляет мало энергии, чтобы позволить току течь только в одном направлении.
  • Они используются в кристаллических радиоприемниках, у которых нет внешнего источника питания.
  • Германиевый диод 1N34A используется для определения эффективности выпрямления или для включения AM / FM-радио, телевидения или стереосистемы.
  • Примечание. Если полученный вами германиевый диод 1N34A заржавел, не беспокойтесь.Это нормальная ситуация из-за другого материала, это не повлияет на ваш проект.
]]>
Характеристики этого продукта
Фирменное наименование Aideepen
Материал кристалл
Номер детали 712000110
Размер 10 шт.
Соответствие спецификации Ма
Код UNSPSC 32111500

mosfet — германиевый диод недоступен для радиоприемников с маленькими кристаллами — могут ли активные компоненты справиться с этой задачей?

Обратите внимание, что диод Ge кристалл-радиоприемника требовался для прослушивания очень слабых сигналов от удаленных станций без источника питания.

Чтобы поймать несколько ближайших АМ-станций, обычно диод не обязательно должен быть германиевым. Ну, если только вы не в подвале или далеко за городом, далеко между городами. Или, если вы не используете заземление с длинной проводной антенной.

Хех, вы всегда можете добавить регулируемый источник питания от 0 до 1 В с помощью делителя напряжения на 100 кОм и подключить его последовательно с диодом 1N914 для прямого смещения, а затем отрегулировать напряжение для максимального приема РЧ сигнала (возможно, 0,6 вольт?). а 0.Крышка байпаса 1 мкФ, чтобы пропустить РЧ через источник смещения постоянного тока? Здесь должно быть более чем достаточно маленькой монетницы.

Если диод 1N914 этого не делает, и если вы не хотите использовать заземление + антенну, часто вы можете исправить ситуацию, используя ферритовую рамочную антенну с очень длинным ферритовым сердечником … или намотав старую Рамочная антенна диаметром 1 метр требует индуктивности примерно 250 мкГн, чтобы соответствовать настроечному конденсатору 365 пФ на частотах 550 кГц — 1,5 МГц. В городе с AM-передатчиком в пределах нескольких миль такой резонатор может развивать радиочастотную амплитуду в несколько вольт.Иногда можно даже зарядить конденсатор и использовать его для мигания светодиода. Один парень из Чикаго сказал, что он видит несколько вольт при паре ампер, и может использовать кремниевый диод и запускать двигатели на солнечных батареях постоянного тока (это от станции AM на расстоянии менее 1 км).

Cheat: наблюдайте за выходом LC-резонатора с помощью осциллографа. Настройте его так, чтобы максимизировать РЧ-амплитуду, и если она намного выше 1 В (размах), то ваш детекторный диод не обязательно должен быть германиевым.

Наконец, доступен ли профессиональный генератор сигналов? Установите его на синусоидальный выход 1 МГц, включите модуляцию AM на частоте около КГц или около того и подключите выход к индуктору петли с несколькими витками, возможно, на фут (хех, или протяните петлю на 1 виток вокруг лаборатории, или даже наружу). окна и вокруг всего здания.) Используйте этот «передатчик», чтобы обеспечить RF для разработки вашего кристаллического радио. Когда вы сможете получить сильный сигнал, поверните выход передатчика вниз, а затем перепроектируйте свое радио, чтобы снова включить его. После достаточного количества циклов доработок конструкции выключите его и настройтесь на внешние сигналы.

PS
Не поддавайтесь заблуждению, распространяемому на сайтах кварцевых радиостанций: они говорят, что LC-резонатор — это всего лишь полосовой фильтр. Нет, неправильно, и его цель не в том, чтобы блокировать другие AM-станции при прохождении только одной.Вместо этого резонатор является частью конфигурации «электрически короткой резонансной антенны», где эффективная апертура «EA» значительно увеличена за счет резонансной связи с приходящими электромагнитными волнами. Другими словами, отключение LC-резонатора не приводит к тому, что ваше кристаллическое радио принимает сразу все AM-станции. Вместо этого он замолкает, потому что «электрический диаметр» антенного провода уменьшился почти до нуля. При отсутствии резонатора слишком короткая антенна перестает сильно взаимодействовать с близлежащими электромагнитными полями и перестает поглощать электромагнитную энергию.(Тот же антенный провод, когда подключен высокодобротный резонатор, может улавливать значительно возросшие милливатты. Он полностью изменяет поля, окружающие любые антенны короче 1/2 длины волны. Он фокусирует электромагнитные волны на себя, что-то вроде «директора» элементы в антенне Яги.) Очень крутая физика, классический аналог линий поглощения газа, резонансов столкновений частиц и даже вынужденного излучения (хех, он отображает колебания Раби при подаче внезапных импульсов? !!) См. продукты, основанные на этой части малоизвестной ЭМ-физики: Select-a-tenna и Terk AM-антенна.Проверьте это:

Значит, все всегда считали, что кристальные радиоприемники слишком просты, чтобы тратить время на исследования? Они слишком просты для инженерного постдока «проектов научной выставки»? Угадай еще раз!

диодов — 1N34 / 1N270 устаревшие

диоды — 1N34 / 1N270 устаревшие — Электротехнический стек
Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  2. 0
  3. +0
  6. Авторизоваться Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 13к раз

\ $ \ begingroup \ $

Когда я ищу 1N34 на Mouser, я ничего не получаю, а когда я ищу диод 1N270, я нахожу только примечание о том, что он устарел.Что теперь используется вместо этой части?

Я использую книгу Рональда Куана по созданию радиоприемников AM, и он использует ее в нескольких проектах. Например, он использует его в своем проекте радиопередачи с двумя транзисторами. Похоже, что это часть схемы «обнаружения».

Создан 06 апр.

Тайлер ДёрденTyler Durden

1,9644 золотых знака2525 серебряных знаков3939 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ 5 \ $ \ begingroup \ $

Central Semi все еще производит 1N34A.У Digi-Key их более 6000 штук (P / N 1N34A BK-ND), и они подлинные (но недешево ).

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *