ДИОД ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ

— двухполюсный прибор, действие которого основано на принципе использования нелинейных свойств электронно-дырочного перехода в полупроводниках или контакта полупроводник — металл, а также на зависимости этих свойств от воздействия света, т-ры или радиоактивного излучения. Наиболее применяемы для изготовления Д. п. — германий, кремний, селен, арсенид галлия, карбид кремния.

По конструктивно-технологич. признаку Д. п. подразделяются на точечные и плоскостные (рис. 1). Точечные диоды изготавливаются путем приведения в соприкосновение металлической иглы с поверхноетью полупроводникового кристалла. Для улучшения их электр. параметров и стабилизации используют процесс электроформовки. Технологич. методы изготовления плоскостных Д. п. весьма разнообразны: выращивание из расплава, сплавление, диффузия, эпитаксиальное осаждение и т. п. Интенсивно развиваются новые, перспективные методы создания переходов, использующие для легирования полупроводника электронную и ионную бомбардировки. Д. п. широко применяют в вычисл. технике при построении, напр., логических схем (см. Диодные логические элементы), дешифраторов, пассивных запоминающих устройств (импульсные диоды), для ввода и отображения информации (светодиоды, фотодиоды) и т. д.

Свойства Д. п. описываются системой электр. параметров, которая характеризует работу прибора в схеме и используется при инженерных расчетах соответствующих цепей. Для импульсных диодов, напр., вводятся следующие параметры: постоянное прямое падение напряжения при заданной величине прямого тока, постоянный обратный ток при заданной величине обратного напряжения, время восстановления обратного сопротивления х восст. максимальное импульсное прямое падение напряжения на диоде при заданной величине импульса тока, емкость С диода.

Предельные электр. режимы работы импульсного диода определяются максимально допустимыми обратным напряжением, средним прямым током, импульсным током. Наиболее типичные для импульсных диодов (типа Д9Д, Д310, Д311, Д219, КД503А и т. д.) значения твосст лежат в диапазоне 5—300 нсек, а .

Особенность импульсных диодов заключается в необходимости уменьшения времени жизни неосн. носителей тока в полупроводнике и емкости диода для достижения высокого быстродействия. Пути снижения термозакалка, легирование золотом (напр., в диодах и др.), облучение потоком электронов, нейтронной радиацией и т. д. Применение этих спец. приемов в сочетании с прогрессивными технологич. методами (диффузионная меза-технология, изготавливать импульсные диоды, которые по совокупности электр. параметров приближаются к идеальным ключевым элементам.

1. Внешний вид полупроводниковых диодов.

2. Вольт-амперная характеристика туннельного диода.

Дальнейшее снижение инерционности импульсных Д. п. тесно связано с микроминиатюризацией приборов и использованием новых полупроводниковых материалов (напр., интерметаллических соединений).

Уровень развития технологии интегральных схем позволяет в настоящее время создавать многокомпонентные диодные схемы (диодные линейки и матрицы) в микроэлектронном исполнении. Замена ими аналогичных диодных структур, собираемых из отдельных Д. п. путем ручной пайки, даст возможность резко повысить быстродействие и надежность, а также уменьшить габариты, вес и стоимость соответствующих узлов ЭВМ.

В радиоэлектронике Д. п. применяют для детектировапия, преобразования и модулирования СВЧ колебаний (СВЧ диоды), выпрямления переменного тока (выпрямительные диоды), стабилизации постоянного напряжения (стабилитроны) и т. д.

В параметрических усилителях и системах автоматики применяют Д. п., называемый варикапом, в котором используется зависимость емкости перехода от приложенного к нему напряжения. Особое место среди Д. п. занимают туннельные диоды, действие которых основано на квантово-мех. туннельном эффекте. Прямая ветвь их вольт-амперной характеристики (рис. 2) имеет падающий участок, которому соответствует отрицательная дифф. проводимость. На туннельных диодах строят простые схемы генераторов, усилителей, преобразователей частоты, переключателей и т. д. Малые габариты, вес, потребляемая мощность и высокое быстродействие способствуют применению туннельных диодов в узлах ЭВМ.

Лит.: Справочник по полупроводниковым диодам и транзисторам. М.- Л., 1964; Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. М., 1968 [библиогр. с. 289]. С. Л. Сидоренко.