Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый диод обычно называют кремниевым, хотя на самом деле его внутренняя конструкция может быть сложной:

Рис. 1.1.6. "Кремниевый" диод.

Как мы видим на рис. 1.1.6, "кремниевый" диод имеет PN-переход вовсе не кремниевый. Он имеет в своём составе много других веществ, главное назначение которых —создать кристаллические решётки различной плотности, при этом сохранив способность к скрытой термоэлектронной эмиссии. Переход обычного диода состоит из контактирующих поверхностей 2-х разных веществ: первое вещество — сплав кремния с веществом-донором, второе вещество — сплав кремния с веществом-акцептором. По принципам термоэлектроники, дырочной проводимости не существует, тогда какими свойствами обладают эти два вещества? Второе вещество обладает более сжатой кристаллической решёткой, чем первое вещество, при этом оба вещества обладают скрытой термоэлектронной эмиссией - это полная характеристика PN-переходов, обладающих односторонней проводимостью. Характерным для полупроводниковых диодов является также наличие "омического контакта" с проводниками-выводами, которые могут быть термопарами - такая локализация термопар может не давать термо-ЭДС при работе прибора, так как их термо-ЭДС взаимно противоположны.

Диоды Шоттки — это как раз тот вариант PN-перехода, когда регулировкой концентрации напыления металла можно создать омический или не омический контакт (не омическая зона обладает свойством создавать контакт только посредством термоэлектронной эмиссии). Ещё более интересными особенностями обладают так называемые "туннельные" диоды - в обычном PN-переходе зону N дополнительно легируют, причём концентрация напылённого металла регулируется, что создаёт условия омического контакта только на начальном участке вольт-амперной характеристики (ВАХ) прямого тока; для более высокой плотности тока этого омического контакта не хватает, и диод переходит в состояние прямого тока при скрытой термоэлектронной эмиссии.

Транзисторы

Величина скрытой термо-ЭДС PN-переходов транзистора может быть найдена при измерении вольт-амперных характеристик (ВАХ) переходов или из условных обозначений:

Рис. 1.1.7. Термоэлектрические обозначения транзисторов. Напряжения веществ получены с некоторым стандартным веществом, например с платиной (Э — эмиттер, Б — база, К — коллектор)

Здесь следует вспомнить о термоэлектрическом ряде напряжений. Их условных обозначений сразу можно заметить, что PN-переход «база-эмиттер» создаёт термо-ЭДС большую, чем термо-ЭДС PN-перехода «база-коллектор» (скрытая термо-ЭДС PN-перехода определяется как разность потенциалов, обозначенных на рис. 1.1.7). Значит, говорить о NPN- или PNP-структуре некорректно - переходы «база-эмиттер» и «база-коллектор» неодинаковы и различаются уровнем скрытой термоэлектронной эмиссии.