17-4. Германиевые и кремниевые диоды

Полупроводниковым диодом или полупроводниковым вентилем называется прибор, предназначенный для преобразования одних электрических величин в другие электрические величины, имеющий электроннодырочный -переход. Диод имеет два внешних вывода.

В германиевых и кремниевых диодах используются явления, происходящие в -переходах между областью кристалла германия с -проводимостью и областью с -проводимостью. Они изготовляются точечными, микроплоскостными и плоскостными.

Рис. 17-6. Германиевый точечный вентиль.

Рис. 17-7. Вольт-амперная характеристика германиевого точечного вентиля.

Точечный германиевый диод (рис. 17-6) состоит из стеклянного (или металлостеклянного) баллона диаметром около 3 и длинои 9 мм, в который впаяны два проводниковых вывода, на конце одного из них укреплен кристалл германия 1 с -проводимостью, на конце другого — тонкая заостренная проволочка — игла 2 из индия.

Рис. 17-8. Германиевый плоскостной вентиль типа Д-7.

Запирающий слой (-переход) образуется в процессе формовки диода при пропускании; импульсов тока, под действием которых атомы индия диффундируют в кристалл германия, образуя в нем полусферическую область (рис. 17-6) с дырочной проводимостью. Наибольший прямой ток этого вентиля 16 мА, максимальное допустимое обратное напряжение 50 В. Вольт-амперная характеристика вентиля показана на рис. 17-7.

Микроплоскостные диоды отличаются от точечных несколько большей поверхностью -перехода.

Плоскостной вентиль (рис. 17-8, а) состоит из пластины германия 1 с примесью мышьяка или сурьмы, имеющей электронную проводимость, и индиевой таблетки 2. При изготовлении диода они нагреваются до температуры около 500° С, при которой таблетка индия плавится, ее атомы диффундируют в германий, образуя область 2а (рис. 17-8, а) с дырочной проводимостью. На границе двух областей и создается -переход.

На рис. 17-8, б показано устройство одного из плоскостных германиевых диодов.

Рис. 17-9. Вольт-амперная характеристика плоскостного вентиля.

Рис. 17-10. Кремниевый диод типа ВК-100.

В металлическом корпусе 5 укреплен проводник 4 с рас положенным на конце кристаллом германия 1. Электрод 2 из индия соединен с одним из выводов 7 проводником 3, проходящим через изолятор 6. Выпрямленный наибольший ток вентиля 300 мА, максимальное допустимое обратное напряжение 50 В. На рис. 17-9 дана вольт-амперная характеристика плоскостного вентиля.

Германиевые диоды допускают плотность тока до 100 А/см2 при прямом напряжении до 0,8 В. Рабочая температура С.

Выпрямительные кремниевые диоды изготовляются вплавлением алюминия в кремний -типа. У этих диодов плотность тока доходит до 200 А/см2 при прямом напряжении до 1-1,2 В. Рабочий ток до 1 000 А, допустимое обратное напряжение обычно 700—800 В, иногда более 1 000 В.

В кремниевых вентилях обратный ток на несколько порядков. меньше, чем у германиевых. Рабочая температура -60 - +150° С. На рис. 17-10 показан кремниевый диод типа ВК-100 с воздушным охлаждением на номинальный ток 100 А.