Справочники. Словари. Энциклопедии

 Энциклопедический словарь юного техника

Полупроводниковый диод — прибор, обладающий способностью хорошо пропускать через себя электрический ток одного направления и плохо — ток противоположного направления. Это свойство диода используют, например, в выпрямителях для преобразования переменного тока в постоянный.

Слово «диод» образовалось от греческой приставки «ди»—«дважды» и сокращения слова «электрод».

Полупроводниковый диод (см. Полупроводники) представляет собой полупроводниковую пластинку с двумя областями разной проводимости: электронной (л-типа) и дырочной (р-типа). Между ними — разделяющая граница, называемая р-п переходом.

Область л-типа называют отрицательным электродом, а область р-типа — положительным электродом полупроводникового диода. Диод хорошо пропускает ток, когда его отрицательный электрод соединен с отрицательным полюсом источника напряжения (батареи), а положительный с положительным полюсом, т. е. когда на диод подается напряжение прямой полярности, или, короче, прямое напряжение. В этом случае электроны в л-области полупроводниковой пластинки будут двигаться к положительному полюсу батареи, т. е. к границе  с р-областью,   в  то  же  время  «дырки»   в р-области будут двигаться к отрицательному полюсу батареи и, следовательно, к границе с «-областью.. В результате вблизи р-п перехода произойдет накопление положительных и отрицательных зарядов, и поэтому сопротивление перехода уменьшится. При напряжении противоположной (обратной) полярности, когда положительный полюс батареи соединен с п-областью, а отрицательный с р-областью, электроны в п-области и «дырки» в р-области движутся от границы р-п перехода. Вследствие этого происходит уменьшение положительных и отрицательных зарядов вблизи р-п перехода, и его сопротивление увеличивается. Это и означает, что при переменном напряжении ток через диод в одном направлении будет большей силы, чем в другом, т. е. в нагрузке появится практически ток одного направления — произойдет выпрямление переменного тока.

Наряду с выпрямительными свойствами р-п переход обладает емкостью, зависящей от значения и полярности приложенного напряжения. При прямом напряжении емкость диода больше, чем при обратном.

Один из способов изготовления диода состоит в следующем. На пластинку полупроводника, например германия, обладающего электронной проводимостью, накладывают небольшой кусочек индия и помещают в печь. При высокой температуре (около 500° С) индий вплавляется в пластинку германия, образуя в ней область дырочной проводимости. К самой пластинке германия и к затвердевшей «капле» индия припаивают два проволочных вывода электродов и прибор заключают в герметический и непрозрачный корпус, чтобы защитить р-п переход от воздействия влажности и света.

Существует много разновидностей полупроводниковых диодов, обладающих специальными свойствами. Стабилитрон — диод, у которого сопротивление в обратном направлении уменьшается с увеличением силы тока так, что дает возможность стабилизировать меняющееся напряжение. Варикап — диод, емкость р-п перехода которого зависит от приложенного к нему напряжения. Он может быть использован в качестве конденсатора, емкостью которого управляют постоянным напряжением. Фотодиод — полупроводниковый диод, в корпусе которого имеется окно для освещения р-п перехода. Под действием света изменяется сила тока в цепи, значение сопротивления диода и возникает электродвижущая сила, так что освещенный фотодиод является источником электрической энергии.

Полупроводниковые диоды применяют для выпрямления переменного тока, для детектирования слабых сигналов, например, в радиоприемниках, для выделения и обработки сигналов в различных автоматических устройствах и электронных вычислительных машинах (ЭВМ).