Полупроводниковые диоды и стабилитроны

Полупроводниковым диодом называется полупроводниковый прибор с р-п переходом и двумя выводами, в котором используется свойство односторонней проводимости перехода. Стабилитрон также состоит из одного р-п перехода, и нормально эксплуатируется при обратном напряжении.

Выпрямительный полупроводниковый диод предназначен для выпрямления переменного тока. Основные электрические свойства полупроводникового диода выражаются вольтамперной характеристикой I = f(u), показывающей зависимость тока через диод от приложенного к нему напряжения. Характеристика имеет две ветви, соответствующие проводящему состоянию диода при прямом напряжении Unp и непроводящему состоянию при обратном напряжении Uобр. (6.3. б).

Рис.6.3. Вольт- амперные характеристики: р-п перехода (а) выпрямительного диода (б), стабилитрона (в)

При подаче на диод обратного напряжения в нем возникает незначительный обратный ток, обусловленный не основными носителями заряда через р-п переход. В случае приложения большого обратного напряжения может произойти лавинный пробой р-п перехода, что вызывает разогрев диода, рост тока и тепловой пробой, ведущий к разрушению диода. Основными параметрами выпрямительного диода являются: прямое напряжение Unp максимально допустимый прямой ток Inр.mах, максимально допустимое обратное напряжение Uобр. mах обратный ток Ioбр.

Стабилитрон - полупроводниковый прибор с одним p-n-переходом, обратная ветвь вольт- амперной характеристики имеет участок со слабой зависимостью напряжения от величины тока (рис. 6.3в). Прямая ветвь вольт- амперной характеристики стабилитрона имеет обычную форму. При обратном напряжении, равном Ucm, развивается лавинный пробой р-п-перехода - в переходе происходит размножение зарядов по типу цепной реакции. Цепной процесс увеличения зарядов, и, следовательно, тока i через р-n-переход чрезвычайно чувствителен к изменению напряжения U: при изменении Ucm на десятые доли процента ток i изменяется в десятки раз от Imin до Imах. Практически в указанном интервале изменение тока i напряжение Uст постоянно. Лавинный пробой в стабилитроне не разрушает его, поэтому такой пробой называется электрическим. Основное применение стабилитрон находит в стабилизаторах напряжения.