Полупроводниковые вентили (общие сведения.), конструкция диодов.

Применяемые в СЭА полупроводниковые вентили подразделяются на две основные группы:

u диоды (неуправляемые вентили) и

u тиристоры (управляемые вентили).

Выпускаются вентили следующего назначения:

u общепромышленные,

u высоковольтные,

u высокочастотные,

u импульсные и т.д.

Для изготовления СПП в основном используется кремний.

Но используются и другие материалы, например:

u фосфид индия,

u арсенид галлия и

u фосфид галлия.

Основным рабочим элементом диода служит тонкий диск монокристалла кремния, где формируется p-n-переход.

Кремниевый диск припаивается к одному или двум термокомпенсаторам, образуя вентильный элемент, который пайкой или нажимным контактом соединяется с корпусом и выводами прибора.

Герметичный корпус обеспечивает механическую защиту вентильного элемента, а также осуществляет электрическую изоляцию анодного и катодного выводов.

Существует два типа диодов:

а) штыревой
б) таблеточный

Здесь обозначено:

1 – основание;

2 – термокомпенсатор;

3 – кремниевая шайба;

4 – изолятор;

5 – анодный вывод;

6 – катодный вывод.

Для удобства монтажа используют штыревой диод.

Для охлаждения в конструкции диода есть охладитель.

ВАХ диода.

Диод при работе в области низких частот представляет собой нелинейное активное сопротивление, которое зависит от приложенного к диоду напряжения и его полярности.

Одной из важных характеристик вентиля является зависимость протекающего через вентиль тока iв от приложенного напряжения uв – вольтамперная характеристика (ВАХ).

а) условное обозначение: А – анод, К - катод
б) схема ПП структуры диода,
в) вольтамперная характеристика

На ВАХ различают:

прямую ветвь (в первом квадранте) и

обратную ветвь (в третьем квадранте).

Uоб.макс- максимальное обратное напряжение диода

На участке А вентиль имеет сравнительно высокое сопротивление, по достижении прямым напряжением величины Uн сопротивление вентиля резко падает и начинается участок малого сопротивления Б.

Участок В невелик и обладает довольно высокой проводимостью.

На участке Г наступает явление насыщения, при котором рост обратного тока замедлен.

На участке Д обратный ток резко возрастает и в зависимости от типа диода и условий его работы наступает обратимый или необратимый пробой p-n-перехода.

Созданы специальные типы диодов с лавинной обратной характеристикой – лавинные диоды. Обратная ВАХ лавинного диода показана штрихпунктирной линией. Максимальное напряжение обратной ветви ВАХ называется напряжением лавинообразования Uл.