ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ
В технике применяют кремниевые, селеновые, германиевые и другие полупроводниковые диоды.
Селеновый диод представляет собой стальную, алюминиевую или никелированную шайбу, покрытую слоем селена, обладающего дырочной р-проводимостью.
Селен, применяемый при производстве диодов, по своим химическим свойствам близок к сере. Он имеет свинцово-серый цвет и кристаллическое строение.
На слой селена наносят в расплавленном состоянии сплав олова с кадмием. При этом вследствие проникновения (диффузии) атомов кадмия в селен на поверхности последнего создается слой селенистого кадмия, имеющего электронную n-проводимость. Между селеном и селенистым кадмием образуется р — n-переход.
Селеновый диод оказывает малое сопротивление току, идущему от селена к сплаву. В обратном направлении, от сплава к селену, диод имеет большое сопротивление.
На рис. 212 приведен график зависимости сопротивления селенового диода от приложенного напряжения при прямом и обратном направлениях тока. При напряжении 3 в прямое сопротивление селенового диода мало, с уменьшением напряжения оно возрастает. При изменении знака приложенного напряжения сопротивление диода достигает наибольшего значения. Предельное обратное напряжение, которое можно подавать на один элемент селенового диода, равно 20 в.
Величина предельно допустимой плотности тока для селеновых диодов составляет 70 ма на 1 ем2 рабочей поверхности, т. е. поверхности селенового слоя. Если величина выпрямляемого тока превышает допустимое для одного элемента значение, то шайбы соединяют параллельно, так как при этом возрастает их рабочая поверхность.
Ввиду того что на один выпрямительный элемент (шайбу) допускается подавать напряжение до 20 в, для выпрямления большого напряжения отдельные шайбы соединяют последовательно. Например, при последовательном соединении двух элементов на них можно подать напряжение U=20x2 = 40 в, трех элементов — U=20x3 = = 60 в и т. д. Последовательное соединение шайб в столбики достигается путем плотного соприкосновения тыловой части одной шайбы с рабочей поверхностью следующей шайбы и т. д.
Срок службы селеновых диодов 20—30 тыс. ч. Допустимый нагрев их 4-70° С.
Полупроводниковые диоды необходимо содержать в чистоте, предупреждать возможность их перегрева. Пропускать по цепи диода силу тока, большую чем та, на которую он рассчитан, не рекомендуется.
Германиевые диоды изготовляют двух видов: точечные и плоскостные.
Точечный контактный германиевый диод (рис. 213, а) состоит из керамического цилиндра 2, металлических контактодержателей 1, контактной пружины 6, кристаллодержателя 4, кристалла германия 5 и выводных проводников 3. Кристалл имеет электронную проводимость, а под контактным острием в результате специальной обработки создается область с дырочной проводимостью. В настоящее время эти диоды почти вытеснены плоскостными.
На рис. 213, б показана одна из конструкций плоскостного германиевого диода. Два латунных ниппеля с винтовой нарезкой запрессовываются в пластмассу. Перед запрессовкой на один из ниппелей напаивают кристалл, а сквозь отверстие в другом ниппеле пропускают проводник 3, припаянный к электроду, изготовленному из индия. Другой конец проводника запаивают на конце ниппеля.
Германиевые диоды типа Д7Ж, применяемые в выпрямителях, выдерживают обратное напряжение 400 в и пригодны для выпрямления тока 300 ма. Диоды типа Д7А выдерживают обратное напряжение 50 б и пропускают выпрямленный ток 300 ма.
Германиевые диоды обладают большой механической прочностью и при равной с селеновыми диодами мощности имеют в сотни раз меньшие размеры.
Наша промышленность выпускает кремниевые диоды. Они отличаются от германиевых не только материалом полупроводника, но и некоторыми преимуществами, а именно: более высокой предельной рабочей температурой (для германиевых диодов 70° С, для кремниевых до 150°С); обратный ток в кремниевом диоде при нормальной температуре в тысячу раз меньше, чем в германиевом; более высоким пробивным напряжением (достигает сотни вольт).
Маркировка полупроводниковых диодов состоит из двух элементов: первым является буква Д (диод), вторым — число, указывающее на применяемый материал и конструкцию диода. Так, например, диоды означают: Д1 — Д100 — германиевые точечные, Д101 — Д200— кремниевые точечные, Д201—Д300 — германиевые плоскостные, Д301 —Д400 — кремниевые плоскостные.
Выпрямительные столбы имеют обозначение Д1001 и выше.
Дата добавления: 2021-04-21; просмотров: 295;