80. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД

В настоящее время для выпрямления электрического тока в радиосхемах наряду с двухэлектродными электронными лампами все больше применяют полупроводниковые диоды, так как они обладают рядом преимуществ.

В электронной лампе носители заряда — электроны — возникают за счет термоэлектронной эмиссии. Это требует специального источника электрической энергии для накаливания нити катода.

В -переходе носители заряда образуются при введении в кристалл акцепторной или донорной примеси. Таким образом, здесь отпадает необходимость использования источника энергии для получения свободных носителей заряда. В сложных схемах полученная за счет этого экономия энергии оказывается весьма значительной.

Полупроводниковые выпрямители при тех же значениях выпрямленного тока более миниатюрны, чем электронные лампы. Вследствие этого радиоустройства, собранные на полупроводниках, компактнее.

Отмеченные преимущества полупроводниковых элементов особенно существенны при использовании их в искусственных спутниках Земли, космических кораблях, электронно-вычислительных машинах.

Полупроводниковые диоды изготовляют из германия, кремния, селена и других веществ.

Рассмотрим, как создается -переход при использовании в диоде германия, обладающего проводимостью -типа за счет небольшой добавки донорной примеси. Этот переход не удается получить путем механического соединения двух полупроводников с различными типами проводимости, так как при этом получается слишком большой зазор между полупроводниками.

Рис. 197

Рис. 198

Толщина же -перехода должна быть не больше межатомных расстояний. Поэтому в одну из поверхностей образца вплавляют индий. Вследствие диффузии атомов индия в глубь монокристалла германия у поверхности германия образуется область с проводимостью -типа. Остальная часть образца германия, в которую атомы индия не проникли, по-прежнему имеет проводимость -типа. Между двумя областями с проводимостями разных типов и возникает -переход (рис. 197). В полупроводниковом диоде германий служит катодом, а индий — анодом.

Для предотвращения вредных воздействий воздуха и света кристалл германия помещают в герметический металлический корпус (рис. 198).

Полупроводниковые выпрямители обладают высокой надежностью и имеют большой срок службы. Однако они могут работать лишь в ограниченном интервале температур (примерно от —70 до 125°С).